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水刺頭管內模擬探討

水經預濕的纖網進入水刺區，水刺頭噴水板的噴水孔噴射出多股微細水射流，垂直射向纖網。水射流使纖網中一部分表層纖維發生位移，包括向纖網反面的垂直運動，當水射流穿透纖網後，受到托網簾或轉鼓的反彈作用，以不同的方位散射到纖網的反面。在水射流直接衝擊和反彈水流的雙重作用下，纖網中的纖維發生位移、穿插、纏結、抱合，形成無數個柔性纏結點，從而使纖網得到加固。本模擬研究則使用FLUENT-3D求解器計算，以一個三維針刺型噴管，利用k-epsilon模型，藉以觀察噴管內流體流動的各種狀態。結果顯示噴管速度,將影響出口壓力分佈。

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南部溪流水體、底泥、魚體中雌激素類化合物的分佈及生物累積之探討

藥物、荷爾蒙、合成麝香香料和全氟化合物等新興污染物在環境水體中因其潛在的風險和分佈已成為新的關注議題。其中內分泌干擾物質(EDCs)因可能干擾內分泌系統正常運作，因此，在各國污水廠放流水或河川水體中濃度分佈普遍廣受探討。本研究係針對不同種類包括烷酚類(NP、OP、BPA)及雌激素(E1、E2、E3、EE2、DES)等化合物於臺灣南部兩條溪流(River ER及River LK)水體、底泥、底泥孔隙水及生物體中之濃度分佈及相關性進行分析探討。研究於2013年10月至2014年3月收集38個水體樣品、38個底泥樣品及95個魚體樣品，並以高效液相層析串連式質譜儀檢測樣品中化合物的濃度。研究結果顯示溪流ER 15個測站水體化合物分析平均濃度分別為0.13(E1)、0.2(E2)、0.12(E3)、87.77(NP)及12.14(BPA) ng/L；溪流LK四個測站水體中樣品的平均濃度為1.74(E1)、12.24(E2)、2.09(DES)及29.21(BPA) ng/L。溪流ER孔隙水平均濃度分別為13.27(E1)、147.97(E2)、71.10(DES)、81.37(NP)及2228.03(BPA) ng/L；溪流LK孔隙水平均濃度為20.25(E1)、184.13(E2)、149.38(DES)、336.25(NP)及582.75(BPA) ng/L。溪流LK水體及孔隙水樣品中的雌激素化合物濃度較溪流ER高，而烷酚類則有相反趨勢。溪流ER底泥平均濃度分別為18.81(E1)、12.58(E2)、3.78(E3)、37.43(EE2)、38.40(DES)、180.23(NP)、24.28(OP)及96.45(BPA) ng/g；溪流LK底泥平均濃度為22.0(E1)、33.07(E2)、91.71(EE2)、26.68(DES)、347.74(NP)、13.44(OP)及148.80(BPA) ng/g。溪流LK底泥樣品中的雌激素化合物及烷酚類化合物濃度較溪流ER高。魚體樣品分析溪流ER 5個採集測站化合物平均濃度分別為2.24 (E1)、14.87(E2)、0.39(E3)、0.82(EE2)、2.33(DES)、0.73 (OP)及82.95 (BPA) ng/g，其中濃度最高之測站為ER3，其魚種污染濃度最高為夏威夷海鰱，其次為斑海鯰；溪流LK 3個測站魚體化合物濃度為C站>A站>B站，平均濃度分別為1.04(E1)、6.24 (E2)、1.94(E3)、0.63(DES)及1.45(BPA) ng/g。溪流ER魚體中E2及BPA之BCF平均值為12897及12793；溪流LK魚體中E1及E2之BCF平均值為515及488。溪流ER魚體中DES及BPA之BSAF平均值為0.12 及1.3；溪流LK魚體中E1 、E2、DES及BPA之BSAF平均值為0.006、0.017、0.013及0.003。

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利用底泥毒性鑑定評估進行二仁溪底泥相關污染物確認

本研究主要目的為利用端足目動物(Hyalella azteca)做為底泥生物毒性試驗物種，篩選二仁溪(ER1~ER10)及三爺溪(SY1~SY5)污染底泥進行毒性試驗，運用全底泥(whole sediment)和孔隙水(porewater)毒性鑑定評估(Toxicity Identification Evaluation, TIE)技術描述和鑑定溪流底泥的主要毒性來源。藉由實驗結果計算Hyalella azteca暴露於含有污染物底泥的存活率，評估受污染底泥毒性對生態系統的影響，以探討工業發展導致水體污染蓄積於底泥後所可能導致的生物效應，是否可能透過食物鏈產生生物累積或生物放大作用對生態環境及生物體造成衝擊。本研究結果顯示全底泥TIE樣站ER8及SY5，主要毒性來源為氨氮，添加沸石會顯著降低毒性；而樣站ER4、ER9是由氨氮及重金屬(Zn、Cd、Cr、As)所引起的毒性；樣站ER6為Cr金屬導致其毒性。本研究結果顯示孔隙水TIE樣站ER8，主要毒性是氨氮，添加沸石會顯著降低毒性；樣站ER2，主要毒性是氨氮及ΣPAHs，添加沸石及固相萃取後會顯著降低毒性；而樣站ER3、SY1及SY3是由於重金屬(Zn、Ni、Pb、Cd、Cr、As)所引起的毒性，添加EDTA會顯著降低其毒性。TIE是用於毒性測試，再配合特定化學品分析之綜合方法，這種方法可以更容易地追踪毒物的來源，以降低毒性。總體而言，環境底泥及孔隙水樣品中不同類別的化合物(有機和無機)和毒性之間存在顯著相關性，但這些相關性並不代表兩者和毒性之間存在著直接的因果關係，包括可能存在於底泥中有機碳或孔隙水萃取流程中會改變底泥動態平衡都可能是影響毒性的因子。由於全底泥和孔隙水TIE研究的底泥毒性不同，使用兩種TIE方法分別進行風險評估，未來也將探討其相關性，可提供底泥毒性更準確的風險評估。

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調查石化工業區周界養殖漁塭之類戴奧辛化合物

研究探討濕季至乾季(6至12月間)石化工業區鄰近地區養殖漁塭內魚體及底泥類戴奧辛濃度，並藉由生物累積因子(BSAF)了解鄰近地區生物累積作用。本研究之採樣地點以距離石化工業區半徑5 km、12 km及正南方22 km處，分類成內圈、外圈及偏遠地區。由結果顯示，於濕季時各地區魚體及底泥測得PCDD/Fs及PCBs平均濃度分別介於62.71至8843.52 pg/g (d.w.)間及16.30至229.20 pg/g (d.w.)間，轉換季節時各地區魚體及底泥測得PCDD/Fs及PCBs平均濃度分別介於38.24至143.28 pg/g (d.w.)間及52.83至260.59 pg/g (d.w.)間，乾季時各地區魚體及底泥測得PCDD/Fs及PCBs平均濃度分別介於24.68至131.90 pg/g (d.w.)間及12.37至154.71 pg/g (d.w.)間。由BSAF分析結果顯示，三季各地區總PCDD/Fs及PCBs之BSAF皆大於1，並可發現隨濕季至乾季時PCDD/Fs之BSAF逐漸降低，而PCBs以轉換季節時BSAF為最高，除內圈地區外，其餘地區PCBs之BSAF則以乾季高於濕季。整體而言，由BSAF分析結果顯示，各地區養殖漁塭內有明顯生物累積作用，並以濕季時生物累積作用較為顯著。

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焙燒參數對生質碳中戴奧辛類化合物之影響

生質碳為生質能的一種熱處理後可產生能量，但是在熱處理的過程中可能會釋放出類戴奧辛化合物。本研究主要是要探討不同的預處理溫度及載流氣體對於生質碳中類戴奧辛化合物的影響。以實驗室中焙燒預熱處理反應系統進行實驗，實驗參數設定為模擬生質碳之處理時溫度300、500℃及載流氣體為空氣、氮氣以模擬生質碳焙燒預熱處理有氧及缺氧情況。未經處理的生質碳先測得總PCDD/Fs濃度為18483.61 pg/g及總多氯聯苯濃度為3928.26 pg/g，顯示生質碳本身已經存在戴類奧辛化合物。而在300℃及500℃氮氣參數下生質碳經焙燒預熱處理後殘餘相所測得PCDD/Fs濃度分別為1289.04 pg/g、111.16 pg/g。氣相測得PCDD/Fs濃度為1904.26 ng/m3、4840.01 ng/m3。以300℃及500℃空氣情況下生質碳經預熱處理後殘餘相之濃度PCDD/Fs分別為377.99 pg/g、80.36 pg/g。在300℃及500℃空氣參數下氣相測得PCDD/Fs濃度為701.84 ng/m3、3131.21 ng/m3。多氯聯苯方面以300℃及500℃氮氣參數下生質碳經焙燒預熱處理後殘餘相測得濃度分別為7.74pg/g、4.49pg/g。氣相測得多氯聯苯濃度為0.123 ng/m3、262.20 ng/m3。以300℃及500℃空氣參數下生質碳經焙燒預熱處理後殘餘相之多氯聯苯濃度分別為4.45pg/g、0.5052pg/g。而在氣相測得濃度分別為114.17 ng/m3、941.78 ng/m3。結果顯示生質碳中PCDD/Fs濃在參數中較高溫及缺氧環境下生成較明顯。多氯聯苯則是以高溫及有氧環境下生成較明顯。＿

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石化工業區附近養殖魚塭內底泥之PCDD/Fs、PCBs濃度與Fugacity Model模擬值之比較研究

類戴奧辛化合物以許多型態之異構物存在於環境中，來源主要是人類活動，包括可能經由熱處理，如：焚化、化工製程…等等，形成多氯二聯苯戴奧辛和多氯二聯苯呋喃(Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxin/Furans，PCDD/Fs)。本研究以石化工業區附近養殖魚塭中底泥進行PCDD/Fs和多氯聯苯(polychlorinated biphenyl，PCBs)之濃度測定與影響情況。結果顯示，底泥中∑PCDD/Fs優勢物種為OCDD，毒性當量介於0.18-1.62 pg WHO-TEQ/g (d.w.)，主要物種為2,3,4,7,8-PeCDF、2,3,7,8-TCDD及1,2,3,7,8-PeCDD; 底泥中∑PCBs毒性當量介於1.22E-02 – 0.17 pg WHO-TEQ/g (d.w.) ，主要物種為PCB#126、PCB#169。以Fugacity Level III模擬之∑PCDD/Fs毒性當量為0.27 pg WHO-TEQ/g，主要物種為OCDD、OCDF。

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以生質炭製備石墨烯之研究

石墨烯為單層或少層石墨，其具有比矽高的電子遷移率與特殊的光學特性。因此可用於透明導電薄膜、染料敏化太陽能電池、超級電容器與其他複合材料的製備上。目前石墨烯的製備方法有化學氣相層積法、石墨氧化還原法與物理剝離法等。然而這些方法均無法量產石墨烯且其製程產生的副產物難以去除，因此目前石墨烯的市場機制尚未明確。本研究提出以生質碳進行酸浸漬裂解與催化裂解法製備高石墨烯含量的碳材料(GSCCMs)。 從研究結果發現所有炭材中均含有石墨烯片層，且可藉由XRD分析結果推導出石墨烯含量的定量方式並計算碳材中石墨烯含量。根據分析結果預估以生質碳製備所製備之理想石墨烯粉體的電阻值為0.01 Ω‧cm，此結果與市售以石墨氧化物進行還原所得之石墨烯粉體一致。以油棕果生質炭經CH3COOH浸漬後或以Na2O作為催化劑於於1500 oC進行熱裂解所製備的石墨烯純度分別可達83.86與82.88 %；平均導電度分別為84.690與78.985 S/cm。 從SEM分析中發現，石墨烯含量與生質物所含的α-纖維素含量有關，且添加Na2O在1500 oC進行熱裂解，其碳材表面會留下與石墨球型微晶大小相符的孔洞(約0.5 ~ 1 μm)。推測是由於α-纖維素因鈉離子的浸漬後在高溫形成的石墨微晶產生膨脹與分離的現象，因此在碳材料的製備中添加金屬氧化物作為催化劑將可製備出可調控尺寸的碳材料。而以純α-纖微素進行高溫裂解製備石墨烯碳材料，其石墨烯片層含量為93.01 %。且以自製的石墨烯碳材料製備之石墨烯氧化物薄膜具高溫相轉變的特性，且從結果顯示其平均相轉變的焓為9.41 J/g，較市售石墨所製備的石墨烯氧化物薄膜高出2.87倍。根據產業報導指出，目前人造石墨的價格為1,450 美元/噸，而石墨稀價格為28.57 美元/克。在本研究中生質炭與石墨稀炭材料之收率分別為31.46與23.44 %，其生產成本約為400元。因此利用生質碳製備之石墨烯碳材料與其氧化物薄膜可大幅降低開發成本。

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抑菌碳材之製備及其於低污泥廢水處理技術之應用

隨著我國生活水準增加，國民對於用水的需求和品質也同步提升。故相關用水標準也隨之提高，為了因應此趨勢，淨水廠對於自來水的處理或工業污水的再循環利用皆屬其中。本研究以生物碳及活性碳做為介質，經活化後，取活化後的生物碳之水樣降解甲基藍溶液，使用UV分光光度計觀測甲基藍(Methyl blue, MB)的吸光度值變化。並探討碳材活化後之水樣於有機染料廢水處理技術之應用，以及抑菌碳材之製備的可行性。結果顯示，吸光度確實有明顯的下降，活化後的水樣確實有使甲基藍產生脫色反應。反應速率為5min完成。使用不同碳材之水樣也有使染料脫色之效果。抑菌碳材部分結果顯示(1) 碳粉與鈦粉混合後與對照組濁度變化的比較，在7-8小時內確實有抑制生長作用。(2) 鈦粉與碳粉之比例在1:2以上，無論在D.I.或地下水都有顯著之抑制生長作用。載鈦碳製備最佳條件為四氯化鈦混合鹽酸製備，浸置時間為30 min.，整體的抑菌效果最好。

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高雄捷運的室內空氣品質甲醛濃度研究

由於高雄市都市化發展的迅速，相關的公共運輸系統已與市民的生活息息相關，相關站點及艙室的室內空氣品質等相關的議題，應呼籲做更多的討論及研究。本項研究採用的是可攜式的甲醛直讀儀，對選定的站點及車廂進行甲醛濃度及溫、溼度的測定，對象為高雄市捷運公共運輸系統的站點室內空間及車廂，所選定的監測點為高雄捷運紅橘線全部車站的車廂、月臺、站內穿堂層內部空間，監測日期為主要分布於2013年2月至2013年4月。實驗監測結果： (1) 大型站甲醛濃度>中型站>小型站，地下站甲醛濃度>地上站甲醛濃度，尖峰時段甲醛濃度>離峰時段甲醛濃度，且均呈現站內甲醛濃度>月臺甲醛濃度>車廂甲醛濃度的濃度分佈，紅線平均甲醛濃度介於0.002-0.031PPM，橘線平均甲醛濃度在0.003-0.025PPM之間，全線室內空間甲醛濃度監測值皆未超過0.08PPM的法定標準。 (2) 車廂及站內甲醛濃度逐時變化分別呈現2及3個峰值，車廂的峰值分別落在上班族上下班的通勤時段，而車站的峰值則多了夜間時段的峰值，推估可能與高雄市夜間活動頻繁或捷運共構建築內的餐廳有關。 (3) 地下站車廂、月臺及站內甲醛濃度經 SPSS分析結果顯示，高雄捷運地下站車廂甲醛濃度與空間人數呈中度正相關（r＝0.321，p＜0.01），與相對濕度呈低度正相關（r＝0.211，p＜0.01），與溫度呈低度負相關(r=-0.189，p＜0.01)。地下站月臺甲醛濃度與相對濕度呈中度正相關（r＝0.311，p＜0.01）。地下站站內甲醛濃度與相對濕度呈低度正相關（r＝0.172，p＜0.05）。

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河川水樣微量金屬在液相與懸浮固體分配

重金屬是環境常見污染之一，而重金屬在環境的濃度與分配影響重金屬在環境的宿命，生物毒性與傳輸。本研究分別收集河水水樣與顆粒懸浮固體(SPM)以及萃取SPM之水溶性有機質(WEOM)與腐質植(HS)。水樣、WEOM與HS溶液利用掃流式超濾器將溶液分離不同分子量溶液，各種樣品分別量測重金屬與溶解性有機碳濃度。水樣與SPM皆以Cu濃度最高，Mn次之，最低為Ni。水樣Cu、Mn、Ni皆是與小分子量DOM結合，Cu、Mn、Ni單位有機碳濃度受碳源與金屬的濃度影響變異大。HS原液的濃度約是WEOM的2 - 10倍，但是WEOM的碳吸附濃度高於HS的碳吸附濃度。固液相金屬分配係數log KP介於3.6-4.5 (L/kg)，大小依序為Ni > Cu > Mn。HS之銅與鎳之萃取質量大於WEOM之溶解與量，但是錳則是WEOM大於HS。液相膠體金屬與真溶解相金屬之平均分佈係數(Koc)介於0.39-1.09，大多數小於1.0同時，金屬Koc與金屬濃度比例有正相關性。 關鍵字 : 微量金屬、顆粒懸浮固體、掃流式分離設備、分配係數