臺灣博碩士論文加值系統

本研究以微波加熱的方式對九種台灣的土壤加熱，研究土壤中五氯酚熱脫附的行為，實驗分成兩部分，第一部分是以微波處理乾淨的土壤，目的是求得土壤以微波加熱的升溫行為，第二部分是以人工配製五氯酚污染土替代乾淨土，觀察五氯酚在微波加熱環境中的破壞情形以及所產生副產物或衍生物。
結果顯示，土壤中各種物質接連反應造成不同的升溫特性，黏板岩沖積土微波加熱速率大於砂頁岩沖積土。在土壤中含氯有機物去除方面，九種供試土壤在加熱35分鐘後皆能將五公分高的土壤中五氯酚去除，而老埤系、太康系、長濱系在加熱5分鐘時五氯酚的去除率幾乎到達100 ％。以上結果證實微波加熱可以有效去除土壤中含氯有機物，揮發性氣體收集項目以溶劑收集則未發現氯酚化合物存在，若改以碳酸鈉溶液吸收則可以收集到比原本土壤中更高量的氯，根據結果，五氯酚的氯可能已被斷鍵。

Microwave was used to study pentachlorophenol thermal desorption in nine Taiwan soils. Experiments were carried out in two steps. The first was using microwave to treated nature soils. The processes were to investigate the temperature raised behavior of soils by microwave heating. The second using the artificial pentachlorophenol polluted soil substituted for original soils in order to observe the destruct situation of chlorinated hydrocarbon in heating environment and outgrowth.
The result showed that the soil will had different heating characteristic. The heating velocity of slate alluvial soils was faster than sandstone- shale alluvial soil. About reducing chlorinated hydrocarbon in soil: the nine soils were able to remove pentachlorophenol after heating for 35 minutes. The reducing rate of the pentachlorophenol almost achieved 100% in the Laopi series soil, Taikang series soil, and Changpin series soil when heating for first 5 minutes.
The result has proved that microwave can effectively reduce the chlorinated hydrocarbon in soil. Using the solvent to collective volatile compounds we did not found the existence of chlorophenol compounds. We can get more chlorine of polluted soil then original soil if we used the sodium carbonate solution. As the result, it may be proved that the chlorine was decomposed from pentachlorophenol.

目錄
摘要 I
英文摘要 II
誌謝 IV
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 X
第一章 前言 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 土壤中含氯有機物之來源與危害性 3
2.1.1 土壤中五氯酚之來源 3
2.1.2 五氯酚污染土壤之危害性及其宿命 4
2.2 有機物污染土整治復育技術 5
2.2.1 土壤復育技術分類 5
2.2.2 熱處理在有機污染土壤的應用 6
2.3 微波加熱簡介 8
2.4 微波加熱對土壤的作用 12
第三章 材料與方法 16
3.1 供試土壤之採集 18
3.2 土壤基本性質分析 20
3.2.1 土壤質地 20
3.2.2 有機質 20
3.2.3 碳酸鹽含量 20
3.3 土壤礦物組成分析 20
3.3.1 土壤游離鐵錳分析 20
3.3.2 土壤組成元素全量分析 21
3.3.3 黏土礦物組成分析鑑定 22
3.3.3.1 黏粒抽出 22
3.3.3.2 黏粒處理 22
3.3.3.3 X-射線繞射鑑定 23
3.4 土壤微波加熱升溫曲線試驗 25
3.5 微波加熱前後土壤物質性質改變分析 26
3.5.1 FT-IR分析 26
3.5.2 掃描式電子顯微鏡與能量逸散式光譜儀 26
3.5.3 熱差分析 27
3.6 索式萃取與震盪萃取比較 28
3.6.1 索式萃取方法 28
3.6.2 震盪萃取方法 28
3.7 土壤中五氯酚去除率及微波加熱產生之衍生物分析 29
3.8 加熱後揮發物質之收集 30
第四章 結果與討論 32
4.1 供試土壤基本性質分析 32
4.2 黏土礦物組成分析 34
4.2.1 土壤游離鐵、錳分析 34
4.2.2 土壤組成元素全量分析 35
4.2.3 黏土礦物鑑定結果 39
4.3 土壤微波加熱的升溫曲線 45
4.4 微波加熱對土壤性質的改變 49
4.4.1 土壤中成分含量之改變 49
4.4.2 熱差分析結果 52
4.4.3 電子顯微鏡之檢視結果 55
4.5 五氯酚萃取方式的比較 59
4.6 人工配置五氯酚污染土微波加熱後去除率 60
4.7 五氯酚加熱後衍生物及其他產物 63
4.7.1 土壤中殘存有機物分析 63
4.7.2 加熱揮發物質收集分析 69
4.7.2.1 以溶劑吸收揮發性氣體 69
4.7.2.2 以鹼液吸收揮發物質 71
第五章 結論 73
第六章 參考文獻 75
附錄 80
圖目錄
圖2-1 五氯酚平面及立面構造圖 3
圖2-2 頻率與光譜位置圖 9
圖2-3 微波的反射、穿透、被吸收現象 9
圖3-1 實驗流程圖 17
圖3-2 定位片製作流程 24
圖3-3 土壤分層萃取分析 29
圖3-4 微波加熱揮發物質收集系統 31
圖4-1 老埤系、長濱系、太康系熔融後推估之土壤氧化物組成比例 36
圖4-2 東海豐系、五魁寮系、枋寮系熔融後推估之土壤氧化物組成比例 37
圖4-3 下中系、將軍系、秀佑系熔融後推估之土壤氧化物組成比例 38
圖4-4 供試土壤黏粒部分之X-射線繞射分析圖（一） 41
圖4-5 供試土壤黏粒部分之X-射線繞射分析圖（二） 42
圖4-6 供試土壤黏粒部分之X-射線繞射分析圖（三） 43
圖4-7 九種土壤在微波加熱環境的升溫曲線 47
圖4-8 粘板岩沖積土加熱前後土壤FT-IR圖 49
圖4-9 砂頁岩沖積土加熱前後土壤FT-IR圖： 50
圖4-10 太康系、長濱系加熱前後土壤FT-IR圖： 51
圖4-11 TG及DTA圖（一） 53
圖4-12 TG及DTA圖（二） 54
圖4-13 東海豐系SEM檢視圖 55
圖4-14 東海豐系SEM檢視圖 56
圖4-15 東海豐系燒結物的EDS圖 58
圖4-16 兩種五氯酚萃取法比較 59
圖4-17 黏板岩沖積土五氯酚去除率曲線 60
圖4-18 砂頁岩沖積土五氯酚去除率曲線 61
圖4-19 太康系、長濱系、老埤系土壤五氯酚去除率曲線 62
圖4-20 五氯酚污染土加熱後副產物（一） 64
圖4-21 五氯酚污染土加熱後副產物（二） 65
圖4-22 五氯酚在土壤中微波加熱降解途徑 67
圖4-23 五氯酚污染土加熱後副產物（三） 68
圖4-24 揮發氣體以溶劑收集 70
圖4-25 九種土壤氯的回收量 72
表目錄
表2-1 環保署公告氯酚類化合物的土壤污染管制標準 5
表2-2 在土壤中幾種常見的物質的微波加熱特性 13
表3-1 土壤母質基本特性 19
表3-2 土壤礦物中無機物質FT-IR特性 26
表4-1 供試土壤基本性質 33
表4-2 土壤中游離鐵、錳含量 34
表4-3 供試土壤之黏土礦物成分 44
表4-4 五氯酚降解產物 66

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