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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:楊逸秋
研究生(外文):I-Chi Yang
論文名稱:翻土混合稀釋法對受重金屬鉻污染農地土壤整治復育成效之研究
論文名稱(外文):Evaluation on Remediation Performance of Soil Mixing in Chromium-contaminated Farmlands
指導教授:章裕民章裕民引用關係
指導教授(外文):Yu-Ming Chang
口試委員:周芷玫曾昭衡林文印
口試委員(外文):Jhih-Mei JhouJhao-Heng ZengWun-Yin Lin
口試日期:2012-06-29
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:環境工程與管理研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:翻土混合稀釋法重金屬土壤整治復育
外文關鍵詞:soil mixingheavy metalchromiumsoilremediation
相關次數:
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國內多處農地土壤因長期引用受污染灌溉水源,而遭受程度不一的重金屬污染。環保機關對於遭受污染之農地,除了公告列管與採取緊急必要措施外,並進行整治復育工作,以恢復農地原有使用用途。因此本研究以嘉義市A與B兩處受重金屬鉻污染場址為例,藉由資料蒐集,透過土壤重金屬之污染調查與分析結果,評析「翻土混合稀釋法」對受重金屬鉻污染之農地土壤整治復育成效。研究結果顯示,採用「翻土混合稀釋法」整治受重金屬鉻污染之農地,A場址與B場址的改善率分別為87.13%與96.45%。此外,由整治後之土壤地力回復結果,得知兩處場址的pH值、有效性磷及鉀飽和度均呈上升情形,其中A場址的pH值、鉀飽和度及有機質含量未達地力回復標準,但經施以石灰及有機質肥料後,已達地力回復標準;而B場址的有機質含量雖有下降情形,但仍達地力回復標準。兩處場址經整治後,重金屬鉻可低於土壤污染監測標準值,且經復育後可符合地力回復之基本標準。整治期間之周界空氣品質監測項目之TSP及PM10測值均低於空氣品質標準值;噪音振動監測值均符合相關法規值,未造成環境二次污染。
根據本研究結果發現「水平稀釋及深層垂直翻土混合稀釋並用法」改善率(96.45%)較「淺層垂直翻土混合稀釋法」改善率(87.13%)略高,皆可做為受重金屬鉻污染農地土壤的優先整治方法。但該工法並未將重金屬自土壤系統中移除,建議後續研究新穎的整治技術,以達農地農用及地盡其力的目標。

There are many farmlands in Taiwan contaminated with various levels of heavy metals due to long term use of contaminated irrigation water sources. In order to restore the original use of farmland, environmental protection authorities had announced contaminated farmlands as Control Sites, took necessary response measures, and also carried out remediation processes. Two sites A and B with chromium contamination in Chia-Yi City, Taiwan, were selected as examples in this research. Investigation and analysis results of soil heavy metal pollution were collected to evaluate and analyze the remediation performance of soil mixing in chromium-contaminated farmlands. As shown in research results, the removal rate of site A and site B, which both used soil mixing method, is 87.13% and 96.45%. In addition, the results of soil fertility restoration has shown that pH values, available phosphorous, and degrees of potassium saturation of both sites all increased. The pH value, degree of potassium saturation, and organic matter content of site A did not reach fertility restoration standard, but it had been reached after the application of lime and organic fertilizer. Although the organic matter content of site B decreased but it still reached fertility restoration standard. After the remediation of both sites, chromium contamination has been reduced below the soil pollution monitoring standards, and has matched the basic standard of fertility restoration. There was no secondary pollution caused in environment during the remediation, since the TSP and PM10 value of ambient air quality monitor are below air quality standards, and noise and vibration monitoring value both under the relevant legislation.
According to the results in this research, the removal rate of soil mixing method by using the combination of horizontal and vertical mixing for deep soil (96.45%) is slightly higher than the vertical mixing for shallow soil (87.13%). It is suggested that both types of soil mixing method can be in the front of the priority list of chromium-contaminated farmland remediation method. As these methods did not remove heavy metals from soil, it is recommended that new remediation methods can be developed so that the use of farmland can be completed, and the benefit of land can be accomplished.


目錄

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 引言 …………………………………………………………………………...1
1.2 研究動機 5
1.3 研究目的 6
第二章 文獻回顧與背景說明 7
2.1土壤重金屬污染特性及危害 7
2.2 台灣土壤重金屬污染調查概況 10
2.3 國內外土壤污染管制背景與架構 15
2.4 國內外受重金屬污染農地土壤整治復育概況 27
2.5農地土壤地力回復指標及改善方式 42
第三章 研究內容與方法 45
3.1 研究場址概述與範圍 45
3.2研究方法 46
3.3 整治復育技術研選方法 48
3.4 整治復育成效評析方法 52
3.5 研究架構與流程 54
第四章 結果與討論 55
4.1場址污染特性調查結果 55
4.2場址整治復育成效評析 71
4.2.1 整治前後土壤中鉻濃度比較 75
4.2.2整治前後土壤肥力比較 80
4.2.3與不同整治技術之比較 91
4.3 影響整治成效之因子 93
4.4 整治作業之監督與管理 94
第五章 結論與建議 102
5.1 結論 102
5.2建議 103
參考文獻 104


表目錄

表 1 1 台灣重大農地土壤污染案例 3
表 1 2 各縣市農地土壤列管狀態 4
表 2 1 土壤重金屬污染物之監測項目及監測標準值 8
表 2 2 土壤重金屬污染物之管制項目及管制標準值 8
表 2 3 國內土壤中重金屬主要來源說明表 10
表 2 4 台灣地區農地土壤調查歷程 11
表 2 5 台灣地區土壤重金屬含量標準與等級區分表 13
表 2 6 台灣地區土壤重金屬含量等級區分意義說明 14
表 2 7 亞洲國家標準訂立依據彙整表 16
表 2 8 美洲國家標準訂立依據彙整表 17
表 2 9 歐洲國家標準訂立依據彙整表 18
表 2 10 大洋洲國家標準訂立依據彙整表 26
表 2 11 整治復育重金屬污染土壤之適用國內技術整理表 27
表 2 12 80年至90年國內受重金屬污染農地土壤整治復育案例彙整表 31
表 2 13 92年至100年國內受重金屬污染農地土壤整治復育案例彙整表 32
表 2 14 英國Basingstoke市Chineham地區某污染場址整治前後之污染物濃度 37
表 2 15 英國TXU Energy公司污染場址整治前後之污染物濃度 38
表 2 16 英國London市Kew, Richmond地區污染場址整治前後之污染物濃度 39
表 2 17 農田土壤地力回復之基本標準 44
表 3 1 土壤檢驗方法之依據 48
表 3 2 各項整治技術適用性及成本 50
表 4 1 土壤物性分析結果彙整表 55
表 4 2 A場址(遠東段470地號)97及98年王水消化分析結果彙整表 57
表 4 3 B場址(遠東段474地號)97年XRF篩測彙整表 60
表 4 4 B場址(遠東段474地號)96及97年王水消化分析結果彙整表 61
表 4 5 A場址(遠東段470地號)99年XRF篩測結果彙整表 63
表 4 6 B場址(遠東段474地號)99年XRF篩測結果彙整表 64
表 4 7 A場址(遠東段470地號)王水消化分析結果彙整表 66
表 4 8 B場址(遠東段474地號)王水消化分析結果彙整表 66
表 4 9 土壤地力分析結果 69
表 4 10 石灰添加量參考表 70
表 4 11 研究場址使用肥料種類及成分 70
表 4 12 肥料使用量統計表 71
表 4 13 A場址(遠東段470地號)王水消化分析結果彙整表 76
表 4 14 B場址(遠東段474地號)王水消化分析結果彙整表 76
表 4 15 A場址(遠東段470地號)整治範圍彙整表 77
表 4 16 B場址(遠東段474地號)整治範圍彙整表 77
表 4 17 整治執行成效比較表 79
表 4 18 A與B場址整治前後土壤地力分析結果 81
表 4 19 A與B場址經施用石灰或肥料後之土壤地力分析結果 83
表 4 20 土壤地力分析結果相關研究場址比較表 86
表 4 21 相關研究場址所使用肥料種類及成分比較表 89
表 4 22 經施用肥料後之土壤地力分析結果相關研究場址比較表 90
表 4 23 翻土混合稀釋法與酸淋洗法改善率比較表 92
表 4 24 A與B場址整治範圍彙整表 93
表 4 25 土壤污染控制場址污染改善計畫施工紀錄表範例 96
表 4 26 安全衛生紀錄表範例 97
表 4 27 空氣品質檢測數據 98
表 4 28 噪音監測數據 99
表 4 29 振動監測數據 100



圖目錄

圖 3 1 A與B場址位置圖 45
圖 3 2 翻土深度示意圖 52
圖 3 3 研究架構與步驟圖 54
圖 4 1 A場址(遠東段470地號)超過土壤污染管制標準採樣點標示圖【38】 56
圖 4 2 B場址(遠東段474地號)超過土壤污染管制標準採樣點標示圖【38】 59
圖 4 3 A場址(遠東段470地號)施工區域及深度【38】 73
圖 4 4 B場址(遠東段474地號)施工區域及深度【38】 74
圖 4 5 A場址整治前後最高值比較圖 78
圖 4 6 B場址整治前後最高值比較圖 78
圖 4 7 整治執行成效比較圖 80
圖 4 8 A與B場址整治前後pH值比較圖 81
圖 4 9 A與B場址整治前後有機質比較圖 82
圖 4 10 A與B場址整治前後有效性磷比較圖 82
圖 4 11 A與B場址整治前後鉀飽和度比較圖 83
圖 4 13 A與B場址施用石灰或肥料前後有機質比較圖 84
圖 4 14 A與B場址施用石灰或肥料前後鉀飽和度/交換性鉀比較圖 85
圖 4 15 各研究場址整治前後pH值比較圖 87
圖 4 16 各研究場址整治前後有機質比較圖 87
圖 4 17 各研究場址整治前後有效性磷比較圖 88
圖 4 18 各研究場址整治前後鉀飽和度/總鉀比較圖 88
圖 4 19 翻土混合稀釋法與酸淋洗法改善率比較圖 92
圖 4 20 翻土混合稀釋法不同深度鉻重金屬改善率 94
圖 4 21 施工前及期間之空氣品質TSP檢測值比較圖 98
圖 4 22 施工前及期間之空氣品質PM10檢測值比較圖 99
圖 4 23 施工前及期間之噪音監測值比較圖 100
圖 4 24 施工前及期間之振動監測值比較圖 101



【1】行政院環境保護署土壤及地下水污染整治網,2012。
【2】N. W. Lepp, Effect of heavy metal pollution on plants Vol. 1:Effects of trace metals on plant function, London: Applied Science Publishers, 1981. pp. 1-54.
【3】B.J. Alloway, Heavy metals in soils, New York: John Wiley&Sons, 1995, pp. 122-147.
【4】B.J. Alloway, Heavy metals in soils, New York: John Wiley&Sons, 1995, pp. 11-35.
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【7】D.C. Adriano, Biogeochemistry of trace metals, Boca Raton: Lewis Publishers, 1992, pp. 19-60.
【8】R. Naidu, S. Rogers, V. V. S. R. Gupta, R. S. Kookana, N. S. Bolan, and D. C. Adriano, “Bioavailability of metals in the soil plant environment and its potential role in risk assessment: an overview,”Proceedings of extended abstracts from the fourth international conference on the biogeochemistry of trace elements, Berkeley, Clark Kerr Camps, 1997, pp. 757-758.
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【16】行政院環境保護署,農田土壤重金屬含量細密調查採樣作業規範,1991。
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【21】行政院環境保護署,全國重金屬高污染潛勢農地之管制及調查計畫,2012。
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【23】行政院環境保護署,營運中含鉛製程事業之土壤污染潛勢調查計畫,2011。
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【27】周建成,土壤翻轉稀釋法整治成效及整治費用探討,碩士論文,私立嘉南藥理科技大學,台南,2005。
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【31】Envirotreat Technologies Ltd., “Case Study- TXU, Chelmsford, UK,” Available at http://www.envirotreat.com/wp-content/uploads/2011/06/ TXU-V1.1.pdf.
【32】Envirotreat Technologies Ltd., “Case Study- Kew, Richmond, UK,” Available at http://www.envirotreat.com/wp-content/uploads/2011/06/Kew-V1.1.pdf.
【33】何建仁、吳雅婷,參加第8 屆東亞及東南亞土壤科學聯盟(ESAFS8)國際研討會議暨參訪行程出國報告摘要,2007。
【34】行政院環境保護署、行政院農業委員會農糧署,十二縣市農地控制場址地力回復計畫,2008年。
【35】M. P. W. Farina, M. E. Summer, C. O. Plank, and W. S. Letzsch, “Exchangeable aluminum and pH as indicators of lime requirement of orn,” Soil Science Society of America Journal, vol. 44 ,no. 5, 1980, pp. 1036-1040.
【36】F.J. Stevenson, Humus Chemistry, New York: John Wiley & Sons, 1982, p. 17.
【37】M. Schnitzer, “Soil organic matter-the next 75 years,” Soil Science, vol. 151, 1991, pp. 41-58.
【38】嘉義市環境保護局,嘉義市遠東段418-3、428-1、470、473、474、485地號土壤污染控制場址污染改善計畫,2011。
【39】經濟部工業局,重金屬土壤及地下水污染預防與整治技術手冊,2006。
【40】台中市政府環境保護局,100年度台中市農地土壤重金屬污染控制場址改善工作計畫書,2012。
【41】嘉義市環境保護局,96年度嘉義市土壤及地下水污染調查及查證工作計畫,2007。
【42】嘉義市環境保護局,97年度嘉義市土壤及地下水污染調查及查證工作計畫,2008。
【43】嘉義市環境保護局,98年度嘉義市土壤及地下水污染調查及查證工作計畫,2009。
【44】國立中興大學農業暨自然資源學院土壤調查試驗中心網頁,2012。
【45】嘉義市環境保護局,嘉義市遠東段418-3、428-1、470、473、474、485地號土壤污染控制場址污染改善監督與驗證計畫,2011。
【46】侯昇松,重金屬污染土壤客土稀釋整治對野莧生長影響,碩士論文,國立中興大學,台中,2009。
【47】張博文,重金屬污染農地整治暨土壤肥力提升,博士論文,國立臺灣大學,台北,2007。
【48】廖祿津,受重金屬污染農地土壤調查及整治技術之探討,碩士論文,國立中興大學,台中,2006。
【49】翁序伯,重金屬污染農地淋洗處理及其土壤性質改變之研究,碩士論文,國立中興大學,台中,2005。
【50】陳賜章,台南縣受重金屬污染農地土壤復育成效之追蹤,碩士論文,國立屏東科技大學,屏東,2002。
【51】楊惠婷,都市計畫農業區污染場址再發展機制面之研究,碩士論文,國立成功大學,台南,2006。
【52】李戰、李坤,「重金屬污染的危害與修復」,現代農業科技,第十六期, 2010,第268-270頁。


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