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研究生:曾誌偉
研究生(外文):Chih-Wei Tseng
論文名稱:生活污水處理廠空氣中壬基苯酚之偵測
論文名稱(外文):Determination of Nonylphenol in Domestic Sewage Treatment Plant Air (Taichung)
指導教授:郭錦堂郭錦堂引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:中國醫藥大學
系所名稱:環境醫學研究所碩士班
學門:醫藥衛生學門
學類:公共衛生學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:壬基苯酚氣膠曝氣池消毒池
外文關鍵詞:Nonylphenolaerosolsaeration tankdisinfection tank
相關次數:
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壬基苯酚聚乙氧基醇類(nonylphenol ethoxylates, NPEOs)為非離子界面活性劑,廣泛使用於工業產品及家庭用的清潔劑產品。當其排放到水體環境,經過生物降解而形成穩定性及持久性的壬基苯酚(nonylphenol, NP)。由於NP其分子結構與動物及人體內的雌激素相似,容易造成人體內分泌系統功能的干擾。然而國內外都較缺乏空氣中NP的濃度分佈之相關研究。國外文獻指出,在污水處理廠的曝氣池可以檢測到含有NP的氣膠,使得大家更加關切環境中NP對人類健康影響的議題。因此本研究將會進行污水處理廠中曝氣池及消毒池單元的空氣採樣,期盼可以建立大氣中NP的採樣與分析的方法,進行定性與定量大氣中的NP的濃度。在污水處理廠之曝氣池單元中,使用高流量採樣器進行 8小時的採樣 (流速 60 m3/hr)。採樣完後使用鋁箔紙包覆濾紙樣本置於 -70℃下保存。濾紙樣本使用二氯甲烷溶液搭配超音波震盪進行萃取,最後使用高效率液相層析儀搭配螢光分光光度計進行定性與定量分析。將NP溶於甲醇做序列稀釋的檢量線的 R2 大於 0.995。添加已知濃度的標準品到樣本求得分析方法的回收率為 95% (CV = 3.1%)。在環境變項的探討,風向對於曝氣池單元氣膠中NP濃度沒有顯著影響( p = 0.37),而溫度與相對濕度對氣膠中NP濃度的相關係數分別為0.54( p = 0.11)與-0.46( p = 0.18);而在消毒池單元,風向同樣未顯著影響氣膠中NP的濃度( p = 0.94),而溫度、相對濕度與太陽輻射量對NP濃度的相關係數則分別為0.26( p = 0.53)、-0.45( p = 0.26)與0.14( p = 0.73)。進一步,同時採集曝氣池單元污水與氣膠樣本,進行NP的濃度分析,推估曝氣池單元水體中的NP於每小時揮發至空氣的速率為3.13 ?慊/hr。此外,位於曝氣池單元下風處80公尺的行政大樓,其區域氣膠中NP濃度的實測值與均勻源強的面源模型模擬出的預測值做比對,結果實測值為N.D,符合模型推算之結果。綜觀研究結果,求得曝氣池及消毒池單元氣膠中的NP濃度分別為 5.33 ± 1.90 和 3.36 ± 0.80 ng/m3,並且可以得知NP 不僅存在水體環境,也會存在於污水處理廠裡曝氣池及消毒池單元的空氣中。除此之外,使用本研究方法可以簡便及快速的評估空氣中NP的濃度,因此本研究具有提供監測空氣中NP 濃度分佈的分析方法之潛力。

Nonylphenol polyethoxylates (NPEOs) have been widely used as nonionic surfactants in industrial products and household applications. In the aquatic environments, NPEOs can be biodegraded into nonylphenol (NP) which is more stable and persistent. NP can mimic natural hormones and disrupt endocrine functions due to its structure similar to estrogen. However, NP has been measured and reported in aquatic environments but rarely in the atmosphere. A few literatures have reported the detection of NP in aerosols from the aeration tank of the sewage treatment plant. These findings have raised public concern of environmental pollution and human health. This study attempted to establish methods to collect samples and analyze NP in the aerosol generated from aeration tank and disinfection tank at a sewage treatment plant in Taiwan. In this study, 8-hour samples of aerosols were collected in Spring and May using a high-volume sampler ( 60 m3/hr). By the end of sampling, the sampling filters were wrapped with aluminum foil and stored at –70℃until analysis. The samples were extracted with dichloromethane in ultrasonic bath and then analyzed with high performance liquid chromatograph equipped with fluorescence detector. QA and QC were well done. The NP standard calibration showed R2>0.995 and spike-test recovery = 95% (CV = 3.1%).
Results showed that the wind direction did not significantly affect the NP concentrations in the air samples taken from aeration tank unit ( p = 0.37). The correlation coefficients of temperatures and relative humidity associated with the NP concentrations in the air were 0.54( p = 0.11) and -0.46( p = 0.18). Also, the wind direction did not significantly affect the NP concentrations in the air samples taken from the disinfection tank ( p = 0.94). The correlation coefficients of temperatures, relative humidity and solar radiation associated with the NP concentrations in the air, were 0.26( p = 0.53), -0.45( p = 0.26) and 0.14( p = 0.73), respectively. We further simultaneously collected the sewage and aerosol samples at aeration tank unit for analyzing of the NP concentrations to estimate NP evaporated from water per hour. The rate of emissions was 3.13?n?慊/hr. In addition, the NP concentrations measured in the air at the administration building located in the downwind of aeration tank unit and used air pollution dispersion model to confirm the results of the measured values were consistent with the results of undetectable. Overall the mean NP concentrations in the air samples collected aeration tank and disinfection tank were 5.33±1.90 and 3.36±0.80 ng/m3, respectively.
In conclusion, NP exists not only in aquatic system but also in the air emitted from aeration tank and disinfection tank. The method established in this study was quick and convenient for estimating the NP concentration in the air. Therefore, this study has demonstrated a potential method to monitor the aerosol NP levels.


誌謝 I
摘要 III
Abstract V
目錄 VII
表目錄 X
圖目錄 XI
第一章、緒論 1
第一節 研究緣起 1
第二節 研究目的 3
第三節 研究架構 4
第二章、文獻查證 6
第一節 荷爾蒙 6
第二節 環境荷爾蒙 8
第三節 界面活性劑之壬基苯酚聚乙氧基醇類 11
第四節 壬基苯酚的物化性質 13
第五節 壬基苯酚的危害性 15
第六節 空氣中壬基苯酚的來源 16
第七節 氣膠的物化特性 18
第八節 壬基苯酚的相關規定 19
第九節 風險評估 21
第十節 壬基苯酚之分析條件的選擇 22
第十一節 以模型驗證實測值之正確性 23
第三章、 研究材料與方法 24
第一節 實驗試劑 24
第二節 實驗器材 25

第三節 分析儀器設備 26
第四節 採樣地點之地理方位與基本資料 27
第五節 採樣方法 31
第一項 濾紙的準備 31
第二項 採樣設備 31
第三項 採樣策略 32
第四項 樣本的保存 33
第六節 分析方法 34
第一項 分析條件測試 34
第二項 檢量線的建製 34
第三項 分析方法之再現性 34
第四項 方法偵測極限之測試 35
第五項 萃取溶液的選用 35
第六項 濾紙的萃取步驟 36
第七項 污水的萃取步驟 37
第八項 添加回收率測試 38
第九項 品保品管 38
第十項 濾紙樣本的保存情形 39
第十一項 數據處理方法 40
第四章、研究成果 41
第一節 高效能液相層析分析結果 41
第二節 檢量線的結果 44
第三節 方法偵測極限 45
第四節 分析方法的再現性 46
第五節 回收率結果 47
第六節 濾紙的儲存穩定性結果 48
第七節 分析品質管制 49
第八節 生活污水處理廠曝氣池及消毒池空氣樣本之分析 50
第一項 風向與兩單元氣膠NP的濃度之探討 50
第二項 氣溫與兩單元氣膠中NP濃度之探討 53
第三項 相對溼度與兩單元氣膠NP濃度之探討 56
第四項 太陽輻射量與消毒池氣膠NP濃度之探討 57
第五項 綜觀曝氣池跟消毒池氣膠中NP濃度之探討 58
第六項 曝氣池單元污水中NP揮發至空氣之探討 61
第七項 曝氣池氣膠中NP逸散情形之探討 63
第八項 驗證曝氣池氣膠中NP逸散情形之探討 65
第九項 下風處不同距離區域氣膠中NP濃度之探討 70
第五章、討論 71
第一節 環境變項之探討 71
第二節 健康風險評估之探討 74
第三節 面源模型及健康評估之不確性探討 77
第六章、結論與建議 78
第一節 結論 78
第二節 研究限制 79
第三節 應用與建議 80
第七章、參考文獻 81



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