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研究生:陳慧敏
研究生(外文):Hui-Min Chen
論文名稱:利用市售清潔劑清洗受柴油污染之土壤
論文名稱(外文):Using Commercial Detergents on the Remediation of Diesel Contaminated Soils
指導教授:薩支高薩支高引用關係
指導教授(外文):Jy-Gau Sah
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:環境工程與科學系所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:105
中文關鍵詞:界面活性劑柴油污染土壤
外文關鍵詞:SurfactantDieselContaminated soils
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受石油碳氫化合物污染之土壤及地下水會造成環境及人體健康之風險。石油碳氫化合物會進入土層主要為工業場所意外事件異常排放(溢出、滲入及地下貯油槽洩漏)所造成,油品具有低溶解度及高表面張力之特性,導致受油品污染之土壤及地下水整治復育工作之困難度提高。本研究以兩種純化學界面活性劑及四種市售清潔劑清洗受不同柴油濃度污染之土壤,並評估清洗劑移除土壤中石油碳氫化合物之效果。
本研究主要目的為以不同界面活性劑濃度、不同油品濃度之污染土壤、不同清洗次數、不同清洗溫度、不同污染時間之土壤及調整供試土壤有機質等參數,探討不同參數對土壤中柴油污染物移除率之影響。研究結果顯示:相同界面活性劑濃度下,非離子型Tween80(聚氧乙烯山梨糖單油酸脂)移除TPH-D(總石油碳氫化合物-柴油類)之效率較陰離子型LAS(直鏈烷基苯磺酸鈉)為高,以不同濃度之陰離子型界面活性劑LAS及非離子型界面活性劑Tween80分別清洗1wt%、5wt%及10wt%柴油污染土壤,TPH-D之移除效率會隨著界面活性劑濃度增加而提升,僅1wt%污染土壤以高濃度(2%和4%)之Tween80清洗無此趨勢。而單一清潔劑及混合清潔劑清洗柴油污染土壤試驗中發現:混合清潔劑清洗效果較單一清潔劑為高,混合清潔劑對柴油污染土壤而言,最佳移除土壤中TPH-D之條件為 4% LAS:Tween80=3:1。不論污染土壤中柴油濃度之高低,市售清潔劑移除TPH-D之效率與清潔劑濃度呈正相關性。另外高濃度清潔劑清洗10wt%柴油污染土壤,經過兩次蒸餾水清洗後,仍有部分清潔劑殘留土壤之情形發生,其易與污染物產生分配作用,導致TPH-D之移除率有下降之趨勢,但因實驗所用清潔劑具有生物可分解性,故殘留土壤之清潔劑可提供後續生物復育法之另一營養源,幫助微生物持續降解油品污染物。
Petroleum hydrocarbons in soils and aquifers may pose risks to the environment and human health. They entered the subsurface as a result of industrial accidents (spills, leaks, and leaking underground storage tanks). Remediation from contaminated soils and aquifers is difficult because the characters of low solubility and high surface tension. In this research two kinds of chemical surfactants and four kinds of commercial detergents were used to evaluate the TPH-D removal efficiency in diesel contaminated soils by soil washing.
The objective of this study is to investigate the removal effects of TPH-D in soil by surfactant flushing under different parameters, such as surfactant concentrations, TPH-D concentrations, washing times, temperature, contaminated times and soil organic matters. The results showed that TPH-D removal efficiency in soil washing by non-ionic surfactants(Tween80) is better than ionic surfactants(LAS) under the same surfactant concentrations conditions, in addition to 1wt% diesel contaminated soil washed with the high concentrations(2% and 4%) of Tween80. We also found that the mixed detergents showed better effect than using single detergent in the experiment, and the removing rate of TPH-D in soils is the best with the ratio of 4% LAS:Tween80=3:1. The TPH-D removal efficiency in soil washed by commercial detergents is positive correlated with surfactant concentrations washed in vary diesel concentrations in soils. However, it still have part of surfactant remained in the soil while washing 10wt% contaminated soil with high concentrations surfactant followed by two times distilled water washing because of the partition function with the pollutant, and it will cause the TPH-D removal efficiency declined. But because the detergents used in experiment are biodegradable, it can provide another one nutrition source for follow-up bioremediation and help the microorganism to continuously degrade diesel pollutant.
目 錄
摘 要 I
Abstract III
謝 誌 V
目 錄 VI
表目錄 XII
圖目錄 XV
第1章 前 言 1
1.1研究緣起 1
1.2研究目的 2
第2章 文獻回顧 3
2.1有機污染物之特性及現況 3
2.2油品的介紹 4
2.2.1石油之生成及成分 4
2.2.2石油碳氫化合物之分類 5
2.3柴油之特性 6
2.4國內外柴油規範 7
2.5總石油碳氫化合物的環保法令規範 7
2.6土壤中有機物之來源 9
2.7油品在土壤中之傳輸與宿命 9
2.8油品污染對人體及環境之影響 10
2.8.1油品污染對人體之影響 10
2.8.2油品污染對土壤之影響 11
2.8.3油品污染對水體之影響 11
2.9油品土壤污染相關整治技術 12
2.9.1物理方法 13
2.9.1.1低溫熱脫附法 13
2.9.1.2電動力法 13
2.9.2化學方法 14
2.9.2.1現地土壤沖洗法 14
2.9.2.2現地化學氧化法 14
2.9.3生物方法 16
2.9.3.1自然衰減法 17
2.9.3.2植生復育法 17
2.10界面活性劑系統 17
2.10.1界面活性劑的定義 17
2.10.2界面活性劑的種類及性質 18
2.10.2.1界面活性劑的種類 18
2.10.2.2界面活性劑的性質 19
2.10.2.3界面活性劑的選擇 23
2.11市售清潔劑介紹 24
2.12界面活性劑與有機污染物在土壤中之行為 27
2.12.1界面活性劑在土壤中的行為 27
2.12.2有機污染物在土壤中的行為 29
2.12.3界面活性劑與有機污染物在土壤中的交互作用 31
2.13界面活性劑於土壤污染整治上之應用 31
第3章 材料與方法 35
3.1試驗藥品 35
3.2試驗設備 35
3.3試驗材料 36
3.3.1供試土壤 36
3.3.2供試油品 36
3.3.3清洗劑 36
3.4實驗流程 39
3.5土壤基本性質分析 40
3.5.1土壤pH值 40
3.5.2土壤水分含量 40
3.5.3陽離子交換容量 40
3.5.4土壤質地 41
3.5.5有機質含量 42
3.5.6土壤孔度之測定 42
3.5.7比表面積測定 42
3.6界面活性劑臨界微胞濃度之測定 43
3.7界面活性劑與柴油之相行為 43
3.8油品污染土壤配置 44
3.9油品污染物檢量線配置 44
3.10清洗劑之配製 44
3.10.1單一與混合之清洗劑 44
3.10.2市售清潔劑 45
3.11實驗條件分析 45
3.11.1不同清洗劑濃度對柴油污染土壤清洗之影響 45
3.11.2增加油品濃度之影響 45
3.11.3調整供試土壤有機質試驗 46
3.11.4增加清洗劑清洗次數試驗 46
3.11.5不同溫度清洗之影響 47
3.11.6不同污染時間之柴油污染土壤試驗 47
3.12氣相層析儀分析條件 48
3.13數據計算方式 48
3.14數據分析之品質保證及品質控制(QA/QC) 49
3.14.1檢量線製作 49
3.14.2再現性試驗 49
3.14.3查核試驗 49
第4章 結果與討論 50
4.1基本性質分析結果 50
4.1.1供試土壤 50
4.1.2界面活性劑臨界微胞濃度之測定 51
4.1.3界面活性劑與柴油相行為 53
4.2實驗條件分析 55
4.2.1兩種化學界面活性劑清洗柴油污染土壤之試驗 55
4.2.2單一清洗劑與混合清洗劑清洗柴油污染土壤之試驗 60
4.2.3市售清潔劑清洗柴油污染土壤之試驗 63
4.2.4增加清洗劑清洗次數之影響 66
4.2.5供試土壤添加有機質對柴油污染土壤清洗之影響 68
4.2.6不同溫度清洗柴油污染土壤試驗 70
4.2.7不同污染時間之污染土壤清洗效果之影響 74
4.2.8不同濃度之柴油污染土壤自然衰減分析結果 80
4.3成本分析 82
第5章 結論與建議 83
5.1結論 83
5.2建議 84
參考文獻 85
附錄 96
作者簡介 105
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