1、土壤及地下水整治技術現地沖洗法現地沖洗法(In Situ Flushing)2023/2/22內容大要內容大要前言前言背景背景文獻探討文獻探討案例探討案例探討結論結論參考文獻參考文獻2023/2/23一、前言一、前言廢棄物及廢水的不當處置、排放或儲槽及管線的洩漏，國內受污染場址的 數目不斷的增加傳統處理受污染場址，均有其限制，常常無法在短時間內達到預期效果地下水抽取處理法(pump and treat)不飽和層土壤氣體萃取法(soil vapor extraction)污染物種類、特性及場址特性的選擇性高沖洗法是化學藥劑注入法一種2023/2/24二、背景二、背景土壤與地下水的特性土壤與地下水
2、的特性土壤與地下水的污染來源土壤與地下水的污染來源土壤與地下水的污染防治土壤與地下水的污染防治土壤與地下水的污染整治土壤與地下水的污染整治2023/2/252-12-1土壤與地下水的特性土壤與地下水的特性土壤質地的通氣性、排水性與滲透性均會影響污染物在土壤中之移動速度與整治之難易程度。土壤的有機物與陽離子交換能力影響污染物在土壤與地下水中之移動速度與整治之方式選擇。地下水移動、自淨作用很慢，因此一旦受污染後，會造成污染區擴大，需很長時間才能再恢復。2023/2/262-22-2 污染來源污染來源地下儲油槽(USTs)及管線掩埋場廢水處理相關空氣污染相關農業污染土地處理(Land Applica
3、tion)非法棄置2023/2/272-32-3 污染防治污染防治控制污染源，避免污染源入滲適當之監測以早期發現污染地下水上下游處均有設置監測井，以早期發現污染2023/2/282-42-4 污染整治污染整治自然衰減(Natural Attenuation)植物整治法(Phytoremediation)透水性反應牆(Permeable Reactive Barrier,PRB)化學藥劑注入法(chemical injection)現地熱處理法(In-situ Thermal Treatment)2023/2/29三、三、文獻探討文獻探討What is in situ flushing?How
4、does it work?Is in situ flushing safe?How long will it take?Why use in situ flushing?2023/2/2103-1 What is in situ flushing?現地沖洗法(in situ flushing)係將水或化學藥劑以泵浦打入受污染的土壤層與地下水層，將有害物質沖洗至抽取井，達到清除的目的。整個程序於現地(in situ)操作，受污染的土壤在現地進行淨化，不須挖掘出來或運送至它處。2023/2/2113-2 How does it work?現地沖洗法(in situ flushing)主要藉由沖洗液
5、的注入(injection)或入滲(infiltration)，改變地下水/土壤與污染物之吸脫附特性、氧化還原、界面張力、酸鹼、分配、溶解、沉澱等狀態，達到增加污染物溶解度，造成污染物與溶液形成乳液(emulsion)或產生化學反應，促使污染物容易隨地下水移動，造成去除的效果。2023/2/212How does it work?(續)現地沖洗法(in situ flushing)的主要目標是改善抽取處理淨化法(pump and treat cleanup method-利用抽取井與泵浦將受污染地下水抽送至地面進行淨化處理)的去除效率。非液相液體(NAPLS)的有害物質不容易被泵浦送至地面，並
6、以緩慢的速度溶於地下水中，最後成為污染地下水的長期污染來源。2023/2/213How does it work?(續)現地沖洗法使用界面活性劑(surfactant)與共溶劑(cosolvent)等化學藥劑，協助溶解NAPLS。界面活性劑經常使用於清潔劑(detergent)與某些食物產品中；共溶劑是醇類、酯類及酮類化合物，例如乙醇或甲醇。實際操作時須與水混合，再以泵浦打入注入井中，協助溶解NAPLS。2023/2/214How does it work?(續)當界面活性劑黏附或吸附於土壤中，使得去除NAPLS所需使用的劑量隨之增加，此種情況可添加共溶劑加以避免。酸液(鹽酸、硫酸、硝酸)及螯
7、合劑的沖洗法主要是用於處理重金屬。沖洗液回收處理大致同廢水處理系統，常見如氣提法、紫外光氧化法、活性碳吸附、生物反應槽、離子交換樹脂法。2023/2/215How does it work?(續)用於透水性良好的土壤可得到最佳的處理效果，因為地下水可以輕易地流動。亦可適用於較不具透水性的土壤層，例如黏土層，因為它可防止界面活性劑或共溶劑從受污染的土壤層中流失。若無黏土層，亦可使用界面活性劑泡沫(surfactant foam)代替，達到防止化學藥劑於土壤層中流失的功能。2023/2/216surfactant,cosolvent,or water mixturepolluted groundw
8、ater removed and cleaned up above ground ground surfacegroundwater levelNAPLpolluted groundwaterWellWell現地沖洗法現地沖洗法(in situ flushing)(in situ flushing)示意圖示意圖2023/2/217Schematic of In Situ Flushing System CONTAMINATIONINJECTION WELLGROUND-WATER EXTRACTION WELLWATER TABLEAQUIFERSURFICIAL SOILSGROUND SU
9、RFACEEFFLUENT DISCHARGE(TO POTW OR SURFACE WATER)PUMPPUMPFLUSHING SOLUTIONEFFLUENT RECYCLINGABOVEGROUND TREATMENTFLUSHING ADDITIVES2023/2/218添加物 處理設施放流水 地面 地下水注入井 水面 含水層地下水抽出井 污染物泵浦泵浦現地沖洗法示意圖現地沖洗法示意圖2023/2/2193-3 Is in situ flushing safe?操作上十分安全潛在的危害性化學藥劑本身的危害性須穿戴防護衣污染場址殘留少量化學藥劑，便利生物復育法的進行2023/2/220
10、3-4 How long will it take?污染場址大小與深度NAPL數量與種類土壤種類與土壤狀況地下水的流動狀況(流速?路徑?)2023/2/2213-5 Why use in situ flushing?優點：少數幾種可以清除NAPL的方法之一提昇抽取處理法的污染物去除效率節省將土壤挖掘出來另行處理的花費缺點：地下水污染團的擴大回收物處理問題處理成本昂貴、不易使用2023/2/222現地化學藥劑注入法處理技術的種類現地化學藥劑注入法處理技術的種類參考資料:Yin and Allen(1999)污染物反應型態注入化學藥劑含氯碳氫化合物 氧化過氧化氫石油系不飽和化合物過錳酸鉀 多環芳香
11、羥臭氧重金屬 還原連二亞硫酸鹽含氯碳氫化合物硫化氫膠體鐵有機物沖洗法：DNAPL吸收/吸附界面活性劑 分配共溶劑 表面張力改變溶解度增加 重金屬沖洗法：溶解度增加酸 螯合作用螯合劑2023/2/223化學藥劑注入法之成本概要化學藥劑注入法之成本概要2023/2/224現地沖洗法建造特性資料現地沖洗法建造特性資料2023/2/225現地沖洗法建造特性資料現地沖洗法建造特性資料(續續)2023/2/226四、案例探討四、案例探討墨西哥一處精鍊廠，以現地沖洗法進行整治受石油碳氫化合物及重金屬污染土壤之野地試驗（field demonstration）。經過6週現地沖洗（包含第一階段以水沖洗，第二階段
12、採用水/界面活性劑沖洗）之後，總碳氫化合物平均濃度由55,156 mg/kg降至1,407 mg/kg，去除率約98%。到試驗結束後，柴油、汽油、多環芳香烴、苯、甲苯、乙苯及二甲苯等碳氫化合物均已偵測不到，且對於重金屬鐵及釩亦有70%及94.4%之去除率。處理土壤體積共41.6立方碼，約69.5公噸。本法的整體整治費用粗估約104.2美金/立方碼。由許多其他文獻中皆可發現，現地沖洗法對於石油類有機物及重金屬的去除確有成效。2023/2/227四、案例探討四、案例探討(續續)30年前臺灣經濟快速起飛時期,外資紛湧而至,美國家電第一品牌RCA於1969年至臺灣桃園設廠,每年營業額近百億元,後來臺幣
13、升值導致利潤下降,RCA才於1992年停產關廠,逾萬名耗盡青春的中年女工也就隨之失業.1994年,趙少康揭發RCA廠嚴重公害污染問題,經環保署、工研院調查研究,才發現RCA廠多年來直接傾倒有毒廢料、有機溶劑,造成廠址土壞、水源破壞殆盡,技術上無法整治,已成永久污染區.連離廠區2公里遠的地下水都含有過量的三氯乙烯、四氯乙烯(在科學上稱之為DNAPL，意即很難清除，形成永久性污染),超出飲用水標準的1000倍!已離職多年的員工更陸續傳出罹患肝癌、肺癌、大腸癌、胃癌、骨癌、鼻咽癌、淋巴癌、乳癌、腫瘤等職業性癌症,已證實至少有1059人罹患癌症,216人癌症死亡,102人罹患各式腫瘤,專家指出,RCA
14、員工的罹癌率為一般人的20100倍!當我們一致推崇綠色矽島打造台灣經濟第二春時，二十年後電子新貴是否有不可預知的後果？2023/2/228五、結論五、結論土壤與地下水環境是維繫生物環境系統運作中重要的部分。成立土壤及地下水污染整治基金。現地化學藥劑注入法，是一類具發展潛力的污染場址整治技術。防治勝於整治。2023/2/229六、參考文獻六、參考文獻Iturbe,Rosario(Engineering Institute/UNAM),C.Flores,C.Chavez;A.Ramirez,L.G.Torres,Remediation Journal,Vol 14 No 2,p 141-152,2
15、0043 A Citizens Guide to In Situ Flushing,EPA 542-F-01-011葉琮裕，美國土壤及地下水污染整治技術，環保訓練園地，50期(2000)康文尚，論我國土壤及地下水污染整治法之污染責任人及其責任範圍，工業污染防治，第82期(2002)行政院環保署，土壤及地下水污染整治法，89年二月Yin,Y.,and Allen,H.E.(1999)In Situ Chemical Treatment,Technology Evaluation Report,Ground-Water Remediation Technologies Analysis Center,Pittsburgh,PA,USA.National Research Council(1994),Alternatives for Ground Water Clean-up,National Academic Press,Washington,D.C.,U.S.A
