土壤及地下水污染工程整治技术动向

1、土壤及地下水污染工程整治技术动向方青松由于工业化的快速发展，空气、地表水、土壤及地下水污染事故使得局部区域的生活环境质量 越来越恶化，虽然空气污染及地面水污染通过近年来政府的努力，已获得一定程度的改善，但对于 技术性及执行面难、程度更高的土壤与地下水污染预防及整治工作，目前仍缺乏完整的法律规范，且 对于进行这些工作所需的人才及技术依然十分薄弱，有待加强理论和工程技术的进一步深入研究。本文首先针对土壤与地下水污染预防及整治的相关技术因子作一一探讨，再就各种整治技术作粗 略介绍。由于整治技术种类相当繁多，本文介绍目前较为成熟的整治技术。整治技术选择选择整治技术时，除了考虑污染物特性外，也必须评估场

2、址本身及周围环境的特 性。一般影响整治工作的场址特性包括社会坏境、水文地质特性及污染范围，以下将分别叙述。、污染物特性()蒸汽压：当物质是处于液态、固态、或溶解态的时候，可能会有若干部分脱离 液体或固体的表面而挥发至大气中，形成蒸汽，这些蒸汽所造成的压力即是蒸汽压。蒸汽压高的物 质即代表高挥发性。影响蒸汽压的因素很多，通常小分子有机物的蒸汽压较高，此外，坏境中的因素 也会影响蒸汽压，例如高温会提升物质的蒸汽压。一般高碳素有机物、多环芳香族、多氯联苯等物质的蒸汽压都相当低，约为。一般而言，蒸汽压 大于即算是属于高挥发性，因此土壤中的苯、二氯乙烯、低碳烷类这类有机物可由气解去除。对于高挥发性(也就

3、是蒸汽压高)污染物的污染场址，经由空气传输途径而被人体吸入的可能 性必须加以考虑。并且在设计污染整治准备时，也必须谨慎评估污染物溢散的可能及其有效的控制 方 法，以避免污染物扩散至大气中造成二次污染，尤其现场工作人员更需有完善的防护设备，以避免 吸入这些高挥发性的污染物。()溶解度：溶解度高的污染物一般在地下水中移动速度较快，因此一旦发生污染，往往污染 物 会在短时间内扩散，造成污染面积扩大，例如在加油站常见到的污染物(甲基叔丁基瞇),发现污 染其面积已扩散到数百米外。但是溶解度高的污染物，使用抽水处理将发挥较大的处理功能；这些 对 于溶解度较低的污染物，可能就必须使用其他整治方法，或是搭配抽

4、水处理合并使用。()生物分解速率：生物分解速率是指污染物质在环境中由微生物分解作用而被降解的速率，污 染物质的微生物分解速率若很高，即代表了该物质甚易被微生物分解，则此类物质对于人体或动植 物的影响可能也不那么大，且这类污染物也可在适当的坏境条件 (温度、溶氧、养分)控制下以 生物整治的方式去除。然而大多数的污染物之生物分解速率均不高，特别是重金属类，事实上无法 以生物分解的方式而去除。有机物部分，农药、除草剂、多氯联苯及许多有机氯化物也甚难被微生物 所分解，而这类污染问题通常也较为严重，并且对坏境可能会有较大的影响。污染物质的生物分解速率不像前面三种特性因子有文献资料可供参考，因为生物分解速

5、率会随着 场址的环境条件不同产生极大的差异。一般在进行污染场址的整治调查应在现场进行分解实验，以评 估生物整治工作是否可行，以及其所需的整治时间、成效及经费。()重金属：与一般有机污染物不同，重金属大多数无法由化学或生物处理方式进行整治。重 金 属的特性在于会与土壤或地下水中的阴离子结合而沉淀，且土壤所含的氢氧离子及硅酸矿物质会使土 壤表面带负电性，易与重金属结合，因此一般在中性值的土壤地下水中，重金属的移动性并不高，但 某些重金属，比如汞，若形成縮酸或重縮酸还是具有移动性的。、社会环境在选择整治技术时，必须考虑到整治工程的进行是否会对场址附近的居民造成困扰。例如采用 抽取地下水的方式，是否会

6、造成区域性的水位下降而引发地下层下陷，损坏附近居民的房舍；使用 空气注入是否会将污染物驱赶至居民地下室中，污染生活环境；整治设备所产生的噪音是否得到有 效的控制，进岀车辆是否有严密的防护，从而避免运送废弃物时发生泄露。场址所在地的形态也会 影响整治技术的选择，必须尽量将整治设备设于不会妨碍交通的地方，同时也要考虑到其他地下建 筑物和地下管线的位置是否会产生整治死角。在进行任何整治工作时，当地居民的配合是相当重要的。因为一般居民都会对住家附近的污染 场址产生疑虑，为避免引发不必要的干扰或是抗争而影响到整治工作的进行，应该定期或不定期举 行说明沟通活动。、水文地质特性污染场址、水文地质特性与整治技

7、术的选择和进行息息相关。在土层构造方面，透水性较高的 砂层将有利于污染物的传输，因此污染范围可能较大，但较容易使用抽出处理、土壤气体抽除和空气 注入等方式去除土壤及地下水中污染物；透水性较差的地层，如粉土或黏土，则上述方式的效果可能 不佳，必须采用其他方式进行。但是，透水性不佳的黏土层却有阻绝污染物扩大的功能，使得污染范 围不会向下扩散，因此就这方面来考量黏土层的存在是有利于整治工作的进行。另外，是必须掌握场址的地下水水流方向、枯水位、丰水位等资料。在设计整治系统时，必须考 虑如何阻止污染物随地下水持续扩散，因此配合地下水流而采取一些阻隔措施往往是必要的。丰枯 水位有时会相差数公尺以上，因此在

8、设计整治系统时必须注意将地下水监测井、抽气井，及注气井 的井筛放置于适当深度，以避免由于季节的变化而导致整治系统失去功效。、污染范围污染场址的范围及污染程度的大小也是决定整治技术的关键因素。例如，面积小而污染程度高的 重金属污染土壤，可能采取挖除处理较为经济有效；但对于面积广大的地下水污染问题，采用挖除 处理就不切实际了，而必须考虑抽出处理或是其他的现地处理方式。污染程度的不同，也应有不同的整治方法。例如对于油品污染问题，严重的漏油事情可能会 在地 下水面上形成浮油，此时应采用抽除的方式回收浮油，等到浮油回收完毕，再采取其他处理方 式，如 生物整治、注气和抽气系统等；同样的道理也适用于范围广大

9、且污染程度不一的污染场址，在高污染 区范围或污染源地区采用较为积极的整治方式，而在低污染区采用较为经济的方式，以发挥最大整 治效益。整治技术介绍污染场址的主要处理技术可大致分类为三种，分别是生物整治、热处理和物理化学 处理，以下分别叙述。、生物整治生物整治是利用微生物分解污染物的机制来达成污染整治的目标。一般生物整治 的方法依处 理对象(土壤或地下水)分为：生物通气法、地井法、堆肥法和现地微生物法等多种形态。在进行生物整治方法的可行性研究及系统设计时，应掌握下列参数及执行相关实验：()总有机 碳()：了解实地中有多少碳可供微生物利用。()碳氮磷之比：了解实地中营养源之成分及多少。()土壤培育实

10、验：了解微生物分解污染物之可行性及分解速率。()呼吸实验：测量微生物摄 氧率，计算分解速率。()培养皿研究：以决定可分解污染物的优势菌种，及其生长条件。()微生物毒性实验：以了 解影响微生物生长之坏境限制因子。()土壤透水性：以了解营养源及氧气是否能顺利地送入地层中，以供微生物使用。生物通气法 及生物气体注入法的最大差别在于生物通气法是在未饱和土壤中抽气，而生物气体注入法则是在饱和 含水层中注入空气，使地下水溶解氧增加以促进生物分解作用。、热处理热处理的范围相当广泛，包括热脱附、热裂解及焚化等。其中焚化法依炉床形式不同又可分为 好几种，一般较常用于有害物质处理的是旋转窑床式及流动床式两种，因为

11、这两种炉床的破坏去除 率较高，较能有效去处有害物质。以下是一般进行热处理前所应评估的一些因子，至于个别热处理技术所需要考虑的因素由于种类 广泛，在此不一一介绍，请参阅相关专门资料。()含水量：会直接影响的废气物的热量及废气物前处理的方法。()主要有机物有害性物质()破坏去除率()总氮、总硫、总氯：评估在处理过程中所有可能产生的有毒气体、二氧化硫及二氧化氮等，及所需的相关空气污染防治设备。()金属物质：挥发性金属必须有集烟设备收集；三价鎔可能会被氧化成更毒的六价銘；碱金属 盐类之存在也可能会产生积垢。、物理化学处理物理化学处理的方式比热处理的形式更趋多元化，以下列举数种较为常见的技术 加以说明。

12、()萃取法将污染物从介质中取出，再予以处理方式。萃取的方式可用有机溶剂、临界流体、空 气、蒸汽等，视其有效性及经济成本而定。评估的因子包括含水量、土壤透水透气性、蒸汽压、溶 解度、阳离子交换容量等。()氧化还原法 将污染物氧化或还原，以破坏污染物达到去除的目的。常见的氧化方式有紫外线、臭氧和过 氧化氢，或是这些方式的合并使用。还原方式则以脱氧为主要目的，目前可用的方式较少，其中以零价铁、锌为还原剂是比较可行的方式。()现地处理法 由于污染场址面积一般较大，若将土壤挖出或把地下水抽出再以上述方式处理， 往往不符合 经济成本效益，因此近年来推荐采用现地的方式处理污染物。目前较常使用的物理化学 方式有土壤 气体抽除、空气注入、蒸汽注入、土壤淋洗、现地引导处理等方式。然而由于污染现场的 物理化学