臺灣博碩士論文加值系統

本研究分為兩部分，第一部分以現地受重金屬銅、鉻及鎳污染土壤進行管柱淋洗實驗，探討鹽酸、檸檬酸及混合酸等不同濃度萃取劑，對土壤中各種型態重金屬之清洗效率；第二部探討陽離子型態三價鉻以及陰離子型態六價鉻在土壤中分佈型態差異；並探討pH對各種型態鉻清洗效率之影響，實驗分別以氯化鉻及重鉻酸鉀代表陽離子型三價鉻以及陰離子型六價鉻，進行土壤污染吸附實驗，並以不同pH之0.1 M檸檬酸在不同清洗時間下探討各種型態重金屬鉻之清洗去除效率。
第一部分研究結果顯示，對於重金屬銅在土壤中主要鐵錳氧化態含量最多，去除效率以0.5 M檸檬酸及0.5 M鹽酸較佳；重金屬鉻以鐵錳氧化態及有機態為最多，去除效率以混合酸較佳；重金屬鎳以鐵錳氧化態含量最多，去除效率以混合酸去除效率較佳。
第二部分研究結果顯示，氯化鉻以及重鉻酸鉀在土壤中之分布都是以鐵錳氧化物鍵結型態為最多，在型態分佈上，氯化鉻以及重鉻酸鉀並沒有顯著的差異。以0.1 M檸檬酸清洗結果顯示氯化鉻的去除效率呈現pH越低去除效率越佳的趨勢；而重鉻酸鉀，則以pH 6之去除效率最佳。以0.1 M檸檬酸清洗三價鉻之清洗所需時間較長，約需48小時以上。

The research has two part in the first part we sample soils contaminated with copper, chromium and nickel and perform soil column leaching tests using hydrochloric acid, citric acid and mix acid to determine the removal efficiency for different forms of heavy metals. The second part is to estimate the cation Cr(III) and anion Cr(VI) distribution in the samples and to determine the pH effects on the acid washing efficiency of these Cr fractions. The experiment with CrCl3 is representative of cation Cr(III) and K2Cr2O7 is representative of anion Cr(VI) in contaminated soil adsorption test and we analyzed the the cleaning efficiencies by Cr forms and by time using 0.1M hydrochloric acid and citric acid.
The first part of the study has shown copper in the soil is mainly Fe-Mn oxide-bound and 0.5 M hydrochloric acid and 0.5 M citric acid have better removal efficiency. Chromium is mostly Fe/Mn oxide-bound and organic-bound and the mixed acid is most effective in removal. Nickel is primanily Fe/Mn oxide-bound and the highest removal efficiency is observed using mixed acid solution .
The second part of the study showed that CrCl3 and K2Cr2O7 are very similar fractional distribution in the soil and dominated by Fe/Mn oxide-bound. The removal efficiency of CrCl3 with 0.1 M hydrochloric acid appears to correlate negatively with pH values. where as pH 6 is the to best remove K2Cr2O7. The wash solution of 0.1 M citric acid to clean Cr(III) requires time, about 48 hours or longer.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
總目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 前言 1
1-1研究緣起 1
1-2研究目的 3
第二章 文獻回顧 4
2-1重金屬污染來源 4
2-2影響土壤中重金屬移動因素 6
2-2-1土壤質地 6
2-2-2土壤pH值 7
2-2-3氧化還原電位 8
2-2-4陽離子交換容量 8
2-2-5有機質含量 8
2-3重金屬污染物危害性 9
2-3-1鉻 11
2-3-2鎳 12
2-3-3銅 12
2-4土壤中重金屬之型態及分佈 14
2-5重金屬污染土壤整治復育技術 17
2-6土壤萃取與淋洗整治技術之應用 19
2-6-1酸性淋洗劑之種類及特性 22
第三章 材料及方法 25
3-1研究內容 25
3-2實驗土壤採集及前處理 27
3-3實驗藥品及試劑 27
3-4實驗儀器設備 29
3-5土壤基本物理化學特性 30
3-5-1土壤含水量 30
3-5-2土壤中陽離子交換容量 31
3-5-3土壤酸鹼值 32
3-5-4土壤粒徑分選 33
3-5-5土壤有機質含量 35
3-5-6 土壤中銅、鉻、鎳總量分析 36
3-5-7土壤重金屬鍵結型態分析 37
3-6土壤管柱淋洗試驗 38
3-7陰、陽離子型態Cr在土壤中吸附及清洗效率試驗 41
3-7-1鉻污染土壤之配製 41
3-7-2批次萃取實驗探討pH對檸檬酸清洗效率之影響 42
第四章 結果與討論 44
4-1土壤基本物化性質 44
4-1-1現地銅、鉻、鎳污染土壤 44
4-1-2 CrCl3及K2Cr2O7在土壤中鍵結型態 49
4-2重金屬污染土壤管柱淋洗試驗 52
4-2-1鹽酸對重金屬淋洗去除效率 52
4-2-2檸檬酸淋洗去除效率 58
4-2-3混合酸對重金屬淋洗效率 64
4-2-4不同pH之檸檬酸對重金屬淋洗去除效率 70
4-3不同淋洗劑對各型態重金屬銅、鉻、鎳之去除效率 77
4-3-1不同淋洗劑對各型態銅之殘留量及去除效率 77
4-3-2不同淋洗劑淋洗對各型態鉻之殘留量及去除效率 89
4-3-3不同淋洗劑對各型態鎳之殘留量及去除效率 102
4-4批次萃取實驗 114
4-4-1檸檬酸對陰、陽離子型態鉻清洗效率 114
4-5人工污染土壤中各型態鉻之清洗去除濃度 116
4-5-1不同pH檸檬酸對各型態氯化鉻之清洗濃度 116
4-5-2不同pH檸檬酸對各種型態重鉻酸鉀污染土壤之清洗濃度 118
4-6最佳清洗方法 120
第五章 結論 122
參考文獻 123
表目錄
表2-1 台灣土壤中重金屬污染來源 ................................................................... 5
表2-2 土壤顆粒特性 ............................................................................................ 7
表2-3 土壤監測基準表 ...................................................................................... 10
表2-4 土壤管制標準表 ...................................................................................... 10
表3-1 藥品名稱與廠牌資料表 .......................................................................... 27
表3-1 藥品名稱與廠牌資料表（續） ............................................................. 28
表3-2 實驗所須儀器設備表 .............................................................................. 29
表4-1 現地污染土壤之基本特性 ..................................................................... 44
表4-2 現地銅、鉻、鎳污染土壤中重金屬含量 ............................................. 45
表4-3 供試土壤中重金屬銅、鉻、鎳之型態分佈 ......................................... 48
表4-4 人工污染土壤之基本特性 ..................................................................... 49
表4-5 人工污染土壤鉻含量及型態分佈 ......................................................... 51
表4-6 不同淋洗劑對各重金屬之淋洗殘留量及去除率比較表 ................... 120
圖目錄
圖3-1 研究架構圖 .............................................................................................. 26
圖3-2 土壤質地分類三角圖 .............................................................................. 34
圖4-1 鹽酸對土壤中銅的去除效率 ................................................................. 53
圖4-2 鹽酸對土壤中鉻的去除效率 ................................................................. 55
圖4-3 鹽酸對土壤中鎳的去除效率 ................................................................. 57
圖4-4 檸檬酸對土壤中銅的去除效率 ............................................................. 59
圖4-5 檸檬酸對土壤中鉻的去除效率 ............................................................. 61
圖4-6 檸檬酸對土壤中鎳的去除效率 ............................................................. 63
圖4-7 混合酸對土壤中銅的去除效率 ............................................................. 65
圖4-8 混合酸對土壤中鉻的去除效率 ............................................................. 67
圖4-9 混合酸對土壤中鎳去除效率 ................................................................. 69
圖4-10 不同pH 值之0.1 M 檸檬酸對土壤中銅的去除效率 ......................... 71
圖4-11 不同pH 值之0.1 M 檸檬酸對土壤中鉻的去除效率 ......................... 73
圖4-12 不同pH 值之0.1 M 檸檬酸對土壤中鎳的去除效率 ......................... 76
圖4-13 0.5 M 鹽酸對土壤中各種型態銅之清洗效率 ..................................... 78
圖4-14 0.1 M 鹽酸對土壤中各種型態銅之清洗效率 ..................................... 79
圖4-15 0.5 M 檸檬酸對土壤中各種型態銅之清洗效率 ................................. 80
圖4-16 0.1 M 檸檬酸（pH＝2）對土壤中各種型態銅之清洗效率 .............. 81
圖4-17 0.1 M 檸檬酸（pH＝4）對土壤中各種型態銅之清洗效率 .............. 83
圖4-18 0.1 M 檸檬酸（pH＝6）對土壤中各種型態銅之清洗效率 .............. 84
圖4-19 0.1 M 檸檬酸（pH＝8）對土壤中各種型態銅之清洗效率 .............. 86
圖4-20 0.5 M 混合酸對土壤中各種型態銅之清洗效率 ................................. 87
圖4-21 0.25 M 混合酸對土壤中各種型態銅之清洗效率 ............................... 88
圖4-22 0.5 M 鹽酸對土壤中各種型態鉻之清洗效率 ..................................... 90
圖4-23 0.1 M 鹽酸對土壤中各種型態鉻之清洗效率 ..................................... 91
圖4-24 0.5 M 檸檬酸對土壤中各種型態鉻之清洗效率 ................................. 93
圖4-25 0.1 M 檸檬酸（pH＝2）對土壤中各種型態鉻之清洗效率 .............. 94
圖4-26 0.1 M 檸檬酸（pH＝4）對土壤中各種型態鉻之清洗效率 .............. 96
圖4-27 0.1 M 檸檬酸（pH＝6）對土壤中各種型態鉻之清洗效率 .............. 97
圖4-28 0.1 M 檸檬酸（pH＝8）對土壤中各型態鉻之清洗效率 .................. 98
圖4-29 0.5 M 混合酸對土壤中各種型態鉻之清洗效率 ................................. 99
圖4-30 0.25 M 混合酸對土壤中各種型態鉻之清洗效率 ............................. 101
圖4-31 0.5 M 鹽酸對土壤中各種型態鎳之清洗效率 ................................... 103
圖4-32 0.1 M 鹽酸對土壤中各型態鎳之清洗效率 ....................................... 104
圖4-33 0.5 M 檸檬酸對土壤中各種型態鎳之清洗效率 ............................... 105
圖4-34 0.1 M 檸檬酸（pH＝2）對土壤中各種型態鎳之清洗效率 ............ 106
圖4-35 0.1 M 檸檬酸（pH＝4）對土壤中各種型態鎳之清洗效率 ............ 108
圖4-36 0.1 M 檸檬酸（pH＝6）對土壤中各種型態鎳之清洗效率 ............ 109
圖4-37 0.1 M 檸檬酸（pH＝8）對土壤中各種型態鎳之清洗效率 ............ 110
圖4-38 0.5 M 混合酸對土壤中各種型態鎳之清洗效率 ............................... 112
圖4-39 0.25 M 混合酸對土壤中各型態鎳之清洗效率 ................................. 113
圖4-40 不同pH 檸檬酸對土壤中氯化鉻清洗效率 ...................................... 115
圖4-41 不同pH 檸檬酸對土壤中重鉻酸鉀清洗效率 .................................. 115
圖4-42 不同pH 之0.1 M 檸檬酸對氯化鉻污染土壤中各種型態鉻之去除情
形 ....................................................................................................................... 117
圖4-43 不同pH 之0.1 M 檸檬酸對重鉻酸鉀污染土壤中各種型態鉻之去除
情形 ................................................................................................................... 119

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