農田土壤肥力分析係提供作物施肥管理之重要參考依據,目前分析方法主要採用傳統之化學分析,不但費時且費工。本研究利用近紅外線分光光度計(範圍400~2498 nm)及電腦等設備,可應用於快速土壤成分分析。結合原始光譜與經由一階差分、二階差分及三階差分處理後之光譜與土壤化學分析值,再利用部分最小平方法進行分析,結果顯示,在土壤酸鹼度、電導度、有機質、磷酐、氧化鉀、氧化鈣、氧化鎂、鎳及鉻分析方面,其決定係數大於0.7,可應用於土壤成分快速檢測,但銅、鋅、鎘及鉛方面檢測性能相當差,須更進一步研究,提升性能。
對於樣本數據的解釋與運用,統計方法是一個可以提供我們使用的工具,近年來GIS的發展更使得統計方法結合空間關係的能力更進一步,有限混合分佈理論模式,具有非監督式客觀對數據進行分群的能力,再配合空間分析,可以得到數據背後隱含的成因或者特性,可以有效提高數據的價值,本文利用有限混合分佈模式(Finite Mixture Model, FMM)區別北投關渡地區土壤重金屬污染來源的特徵。
土壤重金屬的空間分佈是界定危害範圍與擬定污染整治策略的重要依據,然而取得正確可靠的重金屬空間分佈資訊,常必須依賴密集採樣的土壤調查與大量的化學檢測分析。為有效提升土壤重金屬污染調查的正確性與效益,本研究提出以地理統計結合X射線螢光光譜(XRF)分析推估土壤中銅濃度的空間分佈。本研究以鄰近彰化縣鹿港鎮一處約0.3公頃的農地為研究區,並以規則網格點配置50個採樣位置,採樣位置點間的最小距離約7 m,每個位置皆採取表層(0-15 cm)、底層(15-30 cm)和深層(30-60 cm)土壤樣本,分別以手持式X 射線螢光光譜儀檢測銅濃度的XRF 讀值,並將所有樣本再以王水萃取-原子吸收光譜法(王水/AAS法)測定其銅濃度。結果顯示,XRF 讀值與王水/AAS 法測值間有顯著的高度相關,可經由建立兩者的直線迴歸模式,修正XRF分析來自基質效應干擾的偏差,故僅需少數王水/AA 法測值資料足以建構與XRF 讀值的關係模式,即可將XRF讀值修正換算成相對應於王水/AA法的估算值。再者,以地理統計的空間推估模式,將XRF讀值資料經關係模式換算成對應於王水/AA法的估算值,應用於推估土壤銅濃度的空間分佈,其推估的準確度高,可提供界定污染危害範圍的可靠依據。因此,本研究提出以地理統計結合XRF分析的應用策略,確實能有效減少王水/AA法的分析樣本數,並正確推估出重金屬濃度的空間分佈。
現行有關肥料中重金屬含量測定之國家標準方法乃分散在各章節中,各重金屬測定法所揭示之消化分解方式未盡相同,致造成分析者之不便。為了快速,準確且減少污染計,本研究評估以微波消化器分解,並藉感應耦合電漿發射光譜儀(ICP)來定量肥料中重金屬含量。結果顯示,單一樣品兩次取樣測定值相對標準偏差大致未超過10%,於95%可信度下各重金屬之空白回收率大致落於90〜110%之間,添加回收率大致落於85〜115 %之間。由此可見,推薦微波消化配合ICP測定的整合性方法可適用於肥料中重金屬含量的測定。
囿於國土規劃城鄉發展失衡,許多農業地區面臨工業、畜牧及生活等廢水污染的威脅,造成農作物傷害,危及食品安全與人體健康。有鑑於此,本研究以離子交換樹脂為基材,利用樹脂於水中快速及強大的離子交換能力,將該膠囊放置於定點,一段時間後收回並以X-光射線螢光分析儀(XRF)進行樹脂的重金屬含量檢測,即可紀錄自投放至回收這段時間內排放(偷排)至環境水體中之重金屬。本研究分別於現地投放與實驗室中進行樹脂測試。室內實驗以瓶杯試驗機進行實驗,使用四種濃度與轉速進行樹脂對重金屬的吸附試驗,結果顯示,在放流水標準0.1、1、10倍三種濃度下,當轉速達到150 rpm以上,操作1小時可以對鈣與銅可以達到80%上的吸附率。現地實驗於桃園試驗區共使用843個樹脂膠囊,共回收671個陽離子樹脂膠囊,回收率為79.6%。樹脂數據之鍶與鈣之平均比值,其值約為0.01,顯示其在水體中存在著穩定的含量,可以做為水流通過樹脂膠囊之參考依據,將標準化後之Cu/Sr和Zn/Sr等比值作為污染趨勢指標,找出需要較關注點位,並以平均值加2倍標準偏差作為其界定值,可以判斷環境中相對需要關注之污染點位。「樹脂縮時膠囊」的優點是監測成本低廉、效率高、即時連續監測與分析快速等,再者其紀錄污染源排放的敏感度(重金屬濃度)與位置(固定地點)遠高於對水樣與底泥採樣所能反應的現況,是針對提供夜間、假日或間歇性等偷排行為的科學證據採証的一大利器。
自105年環保署對重點河段與農田引灌水源進行總量管制,並耗費20年完成全國農地污染改善,至今,水中重金屬已受到控制,定監數據卻發現農田土壤重金屬有增量。為避免污染再發生,本研究應用污染特徵、懸浮固體攔留器及所攔截的懸浮固體評估重金屬的輸入途徑與移動方式。結果顯示農田土壤與攔留器懸浮固體的重金屬污染特徵與皮爾森相關係數高,表示水中懸浮固體是造成農田土壤重金屬累積的主因。而灌溉水中懸浮固體的濃度隨著水流速度減緩而增加,渠道底泥厚度亦有相同趨勢,推論懸浮固體來自引灌水源,應從源頭管制以減低重金屬造成的可能風險。
本研究之目的在探討澎湖地區過硫酸鹽氧化法對遭受石油碳氫化合物污染之土壤及地下水,其復育所用方法之使用性及適當性。本研究工作分三個工作階段,其中包含實驗室試驗和現地模場試驗。場址土壤重金屬之含量於氧化試驗前即先進行評估,並進行實驗室規模之化學氧化試驗。 於研究場址試驗(加油站整治)中顯示,當pH值小於4時,曾造成地下水中鎳溶出量高達1.19 mg/L,超過地下水管制標準(1 mg/L),pH值上升至6以後,鎳濃度降為0.719 mg/L,隨著pH值上升鎳濃度逐漸下降,此說明因化學反應造成pH值偏酸性為鎳溶出之主因。 在模場試驗(發電廠模場整治)中,由實驗室及現場模場試驗結果得知氧化劑過硫酸鹽的化性比過氧化氫穩定,其中間產物SO4-.亦較OH.穩定。過硫酸鹽受到土壤中CO32-、HCO3-、Cl-等自由基捕捉劑及有機質影響較過氧化氫為小,故其土壤氧化劑的需求量較低。實驗室試驗結果顯示過硫酸鹽氧化提供較佳去除效率,過硫酸鹽氧化法於72小時內之TPHd去除效率高達90%,而Fenton-like氧化法之TPHd去除效率僅達41%。模場試驗證實過硫酸鹽氧化法不論以亞鐵和過氧化氫或僅以過氧化氫做為啟動劑,其對TPHd的移除率均可視為有效的整治方法。氧化過程中所產生的熱、低pH、氣體皆有助於污染物的脫附以供回收,並提升污染物之溶解度以利氧化分解。污染物溶解度的提升可由實驗室試驗結果顯示氧化作用期間污染物在容易中的濃度高達289 mg/L,相對於地下水中相同的污染物濃度1.34 mg/L高出甚多。模場試驗數據分析結果顯示,71.7%的TPHd被過硫酸鹽氧化分解,23.5%的TPHd以自由相被回收,僅<5%的TPHd殘留在土壤中。 因土壤母質中鎳含量高,且土壤對其吸附選擇性較其他重金屬低,因此在氧化處理過程所導致pH下降時,鎳容易呈游離狀態,而地下水環境在反應過程必與土壤基質接觸,化學氧化劑與土壤所含物質反應可能導致地下水鎳濃度超過管制標準,故在施作前宜進行可行性評估,避免可能導致之負面效應。
臺灣於民國71年發生桃園大潭村高銀化工之鎘米污染事件後,環保單位即開始以網格方式進行全國農地普查工作。民國99年起,環保署應用空間統計方式補強網格調查之不足。迄今共調查出污染農地約900公頃,其中鎳、鉻污染面積為118公頃。 臺灣之農地土壤污染無論是受人為排放工業廢水污染或是因區域地質條件自然背景因素所致,其檢測分析數據均顯示部分區域土壤中含有高濃度鉻及鎳重金屬。同樣是重金屬高濃度土壤,因重金屬來源及存在型態不同,對環境影響及生物危害亦有所差異。 為瞭解臺灣高濃度鉻、鎳農地土壤分佈區域環境特性與人體健康風險,並提出有效之行政管理策略,本研究彙整鉻、鎳之基本性質及臺灣高濃度鉻、鎳土壤分佈區域等文獻資料,分別探討不同之土壤環境特性,並以臺灣西部地區受鉻、鎳污染之土壤及臺灣花東地區蛇紋岩母質土壤為對象,進行系統性的研究及進一步分析探討。 計算高重金屬濃度土壤之健康風險評估方面,以王水消化濃度作為高重金屬濃度土壤健康風險評估之計算參數,其風險值會有高估之現象,因兩者所代表之實質環境特性並不相同、對人體健康乃至於對植物或環境生態所造成潛在性的危害風險亦應有相當程度之差異性。 本研究於計算健康風險評估時,採用土壤重金屬生物可及性濃度作為計算參數,以生物可及性試驗結果評估不同類型土壤風險危害程度之差異,避免評估結果與實際影響過大落差,依人體健康風險評估結果提出可行之管理策略。
為了持續優化網站功能與使用者體驗,本網站將Cookies分析技術用於網站營運、分析和個人化服務之目的。
若您繼續瀏覽本網站,即表示您同意本網站使用Cookies。