臺灣博碩士論文加值系統

一般河川灌溉渠道底泥重金屬全量皆以全量值作為管制標準，河川灌溉渠道底泥中重金屬污染，若處理不當，將使污染更嚴重。本研究比較以王水消化法與XRF(X - ray fluorescence)所測得重金屬全量。底泥中重金屬具有不同型態，主要可區分為可交換態、碳酸鹽態、鐵錳氧化態、有機態及殘留態，各型態重金屬對環境衝擊亦有所差異，以序列萃取分析方法進行底泥重金屬之型態測定。以過去發生過鎘米事件之彰化縣東西二圳為背景，採集受重金屬污染之底泥，進行pH值之調配，分別為4.00、6.00及8.00，再添加黃酸(fulvic acid, FA)，於常溫下觀察反應系統中重金屬與黃酸之鍵結反應。
東西二圳中游底泥重金屬為Cr及Pb超過底泥品質下限值，且Cu、Ni及Zn超過底泥品值上限值，在下游則是Pb超過底泥品質下限值，其餘Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn均超過底泥品值上限值；重金屬型態分佈：以對環境影響最大之可交換態及碳酸鹽態而言，Cd之兩型態佔總量84 %，其次為Zn(41 %)、Ni(26 %)；就對環境影響最小之殘留態及有機態而言，Pb之此兩型態佔71 %，Cr為65 %。在試驗中發現將pH調高時對重金屬濃度之移動並無影響，調低時明顯有重金屬從底泥釋出至水體的情況，pH改變對不同型態Pb及Cr無明顯之影響。其餘重金屬在酸性環境中，易使水體重金屬濃度提高至超過灌溉水質之限值。
底泥吸附重金屬與有機物含量關係密切，有機物中以黃酸之溶解性最佳，本實驗顯示以添加2%黃酸於底泥中有助於重金屬之穩定，但高量之黃酸並不會使底泥吸附重金屬量增加。

Sediment of heavy metal in irrigation canals controls in total amount according to the statute. The method uses for the purpose nowadays. It remains pollution cause the hazard of environment. If the treatment of the pollution is improper. And it may produce the severe pollution. In this study, we use aqua regia digestion and XRF(X – ray fluorescence) to detect the heavy metal in contrast. The heavy metal transfers different fractionations in sediment, exchangeable, carbonate-bound, Fe/Mn-oxide bound, organically bound and residual. It causes variously impact to environment. We use sequential extraction (Tessier et al., 1979) to analyze fractionation. The sediment used in this study was provided from a contaminated site of heavy metal at Dung-xi 2nd of Changhua. This site had been contaminated by Cadmium. The sediment balance pH at 4.00, 6.00 and 8.00 .Then add fulvic acid (FA) to observe reaction systems of heavy metal and fulvic acid of bound reaction.

There was found the experiment in this study, in the middle of river, Cu, Ni and Zn risk contaminating environment. Cr and Pb are in potential. But in the downriver, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn risk contaminating environment. Pb is in potential. To heavy metal fractionations, exchangeable and carbonate-bound are the more influence of environment. And Cadmium is the most of the hazard. The two fractionations contain 84% in total. The next are Zn (41 %) and Ni (26 %).Organically bound and residual fractionations are the lowest influence of environment. Pb contains in 71 % and Cr contains 65 %.In pH 8, it''s no influence of heavy metal transfer. But in pH 4, heavy metal transfer from sediment to the water except Cr and Pb. Then cause the heavy metal concentration reach the hazard of the statute.
Adsorption of heavy metals and organic content of the sediment close, organic matter to fulvic acid solubility in the best, the experiments show that fulvic acid to add 2% of heavy metals in the sediment helps stabilize, But the high concentrations of fulvic acid does not cause increased sediment adsorption of heavy metals.

目錄
摘要 I
Abstract III
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 IX
第一章 前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究架構 3
第二章 文獻回顧 4
2.1底泥品質 4
2.1.1底泥重金屬 4
2.1.2水體中不同重金屬之動態： 5
2.1.3重金屬型態 7
2.1.4 pH值對底泥重金屬之影響 11
2.2腐植化物質 12
第三章 材料與方法 14
3.1樣品採集及處理 14
3.2試驗方法 18
3.2.1 底泥基本性質分析 18
3.2.2水體重金屬分析 20
3.2.3 底泥重金屬分析 21
3.2.4六大重金屬- Tessier五種型態之序列萃取分析方法 23
3.2.5 底泥調整pH與黃酸之相互反應 26
第四章 結果與討論 29
4.1底泥及水體基本性質 29
4.2 東西二圳重金屬含量 32
4.2.1水體及底泥重金屬全量 32
4.2.2 東西二圳底泥重金屬型態分析 40
4.3 東西二圳下游底泥改變pH值之重金屬移動關係 49
4.4東西二圳下游底泥調整不同pH及添加FA之相互反應 51
第五章 結論與建議 68
5.1結論 68
5.2建議 69
參考文獻 70
附錄 73

表目錄
表2-1 底泥重金屬品質指標項目 5
表2-2 重金屬型態之生態毒性與生物利用之關係 8
表2-3 重金屬不同鍵結型態的來源及其移動性 10
表2-4 影響重金屬移動之有效pH值 12
表3-1 研究所使用之儀器廠牌與型號 16
表3-2 研究所使用之藥品與廠牌 17
表4-1東西二圳不同區段之水體基本特性 30
表4-2 東西二圳不同區段之底泥樣品基本物化特性 31
表4-3東西二圳水體重金屬含量 (豐水期) 33
表4-4東西二圳水體重金屬含量 (枯水期) 33
表4-5東西二圳底泥重金屬Cd、Cr、Cu全量 (豐水期) 36
表4-6 東西二圳底泥重金屬Ni、Pb、Zn全量 (豐水期) 37
表4-7東西二圳底泥重金屬Cd、Cr、Cu全量 (枯水期) 38
表4-8 東西二圳底泥重金屬Ni、Pb、Zn全量 (枯水期) 39
表4-9東西二圳底泥Cd型態分析 40
表4-10東西二圳底泥Cr型態分析 42
表4-11東西二圳底泥Cu型態分析 43
表4-12東西二圳底泥Ni型態分析 45
表4-13東西二圳底泥Pb型態分析 46
表4-14東西二圳底泥Zn型態分析 48
表4-15東西二圳下游底泥改變pH值之水體重金屬濃度 50
表4-16東西二圳下游底泥改變pH值之底泥重金屬濃度 50

圖目錄
圖1-1 試驗流程 3
圖3-1 彰化縣東西二三圳全域圖 15
圖 3-2 土壤質地分類三角圖 20
圖3-3 三角燒瓶相互反應組 26
圖3-4模擬底泥受二次污染試驗 28
圖4-1東西二圳底泥Cd型態之比例 40
圖4-2東西二圳底泥Cr型態之比例 41
圖4-3東西二圳底泥Cu型態之比例 43
圖4-4東西二圳底泥Ni型態之比例 44
圖4-5東西二圳底泥Pb型態之比例 46
圖4-6東西二圳底泥Zn型態之比例 47
圖4-7東西二圳下游底泥Cd調整pH 8及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 50
圖4-8東西二圳下游水體Cd調整pH 6及添加2%、5%與10% FA反應後之水體重金屬含量 51
圖4-9東西二圳下游底泥Cd調整pH 6及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 51
圖4-10東西二圳下游水體Cd調整pH 4及添加2%、5%與10% FA反應後之水體重金屬含量 52
圖4-12東西二圳下游底泥Cr調整pH 8及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 53
圖4-13東西二圳下游底泥Cr調整pH 6及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 54
圖4-14東西二圳下游底泥Cr調整pH 4及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 54
圖4-15東西二圳下游水體Cu調整pH8及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 55
圖4-16東西二圳下游底泥Cu調整pH8及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 56
圖4-17東西二圳下游水體Cu調整pH6及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 56
圖4-18東西二圳下游底泥Cu調整pH6及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 57
圖4-19東西二圳下游水體Cu調整pH4及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 57
圖4-20東西二圳下游底泥Cu調整pH4及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 58
圖4-21東西二圳下游水體Ni調整pH8及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 59
圖4-22東西二圳下游底泥Ni調整pH8及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 59
圖4-23東西二圳下游水體Ni調整pH6及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 60
圖4-24東西二圳下游底泥Ni調整pH6及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 60
圖4-25東西二圳下游水體Ni調整pH4及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 61
圖4-26東西二圳下游底泥Ni調整pH4及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 61
圖4-27東西二圳下游底泥Pb調整pH8及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 62
圖4-28東西二圳下游底泥Pb調整pH6及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 62
圖4-29東西二圳下游底泥Pb調整pH4及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 63
圖4-30東西二圳下游水體Zn調整pH8及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 64
圖4-31東西二圳下游底泥Zn調整pH8及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 64
圖4-32東西二圳下游水體Zn調整pH6及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 65
圖4-33東西二圳下游底泥Zn調整pH6及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 65
圖4-34東西二圳下游水體Zn調整pH4及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 66
圖4-35東西二圳下游底泥Zn調整pH4及添加2%、5%與10% FA反應後之底泥重金屬含量 66

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