材料化學Material Chemistry

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1 材 料 化 學 Material Chemistry 化 學 與 環 保 Chemistry And Environment Conservation 林 健 華 (B ), 王 康 為 (R ), 莊 子 慶 (B ), 許 慈 玲 (B ), 林 俊 宏 (B ), 陳 鑛 俊 (B ), 鍾 宛 均 (B ), 蘇 孟 霖 (B ), 王 瑞 琛 (T ) Received April 25, 2008 摘 要 : 本 篇 報 告 是 以 化 學 與 環 保 為 主 題, 以 化 學 原 理 的 角 度 來 討 論 一 些 環 境 污 染 個 案 其 中, 我 們 將 討 論 的 眼 界 分 為 四 大 部 分, 非 別 是 空 氣 土 壤 河 川 和 海 洋 針 對 各 個 部 份, 我 們 採 分 組 的 方 式, 將 各 部 份 中 的 一 些 實 例 提 出 來 討 論, 例 如 空 氣 污 染 導 致 酸 雨 金 屬 汙 泥 處 理 回 收 紙 張 的 好 處 農 藥 和 殺 蟲 劑 的 說 明 免 水 尿 斗 的 介 紹 海 洋 污 染 的 簡 介 等 等, 最 後 統 整 所 有 成 員, 整 理 出 一 份 報 告 分 工 : 前 言.... 林 健 華 大 氣 空 氣 污 染 介 紹..... 莊 子 慶 酸 雨..... 許 慈 玲 殺 蟲 劑 農 藥 陳 鑛 俊 環 境 荷 爾 蒙 林 健 華 紙 類 回 收..... 蘇 孟 霖 汙 泥 處 理..... 鍾 宛 均 河 川 污 染 介 紹..... 林 俊 宏 海 洋 污 染 介 紹 COD&BOD 王 康 為 陰 陽 海.. 林 健 華 環 保 公 約.. 莊 子 慶

2 統 整.. 林 健 華 免 水 尿 斗 與 生 活 廢 水 處 理.. 王 瑞 琛 前 言 : 隨 著 科 技 飛 快 前 進 的 腳 步, 環 保 議 題 一 直 是 發 展 的 同 時 需 要 顧 慮 的 角 度, 因 為 人 類 也 是 環 境 的 一 部 份, 除 了 和 環 境 共 存 共 榮 之 外, 沒 有 第 二 條 路 然 而, 工 業 革 命 後 的 兩 百 多 年 內, 科 技 進 步 速 度 遠 超 過 人 類 文 明 現 存 的 記 錄, 沒 有 人 能 夠 預 知 以 這 樣 的 腳 步 往 前 走, 會 導 致 什 麼 結 果 科 技 的 發 展 雖 然 會 產 生 大 量 的 污 染, 但 也 同 時 拓 展 了 人 類 偵 測 污 染 的 能 力 漸 漸 的, 過 去 不 了 解 的 問 題 逐 一 被 發 現, 伴 隨 而 來 的, 是 一 連 串 的 反 思 與 疑 問 既 成 的 問 題 要 如 何 解 決, 尚 未 造 成 的 危 險 要 如 何 避 免, 到 底 什 麼 樣 的 進 展 才 適 合 這 個 環 境? 有 無 數 的 問 題 需 要 被 了 解 回 答 因 此, 了 解 環 境 的 現 況, 研 究 造 成 環 境 破 壞 的 原 因, 並 洞 悉 未 來 的 發 展, 這 些 都 是 非 常 重 要 且 急 迫 的 問 題 本 組 的 報 告 即 是 建 立 在 對 目 前 實 際 狀 況 的 了 解 之 上, 透 過 分 析 其 中 的 化 學 原 理, 以 致 於 能 在 造 成 破 壞 之 前 就 能 懸 崖 勒 馬 有 些 同 學 覺 得 環 保 這 個 議 題 是 消 極 浮 泛 的, 但 事 實 上, 這 也 是 最 需 要 被 了 解 的 在 擁 有 強 大 的 能 力 之 前, 必 須 先 完 全 掌 握 發 生 危 險 的 可 能 性, 並 具 備 解 決 問 題 的 能 力 這 是 現 在 學 習 物 質 科 學 的 人 所 必 須 滿 足 的 最 低 限 度, 了 解 自 己 的 雙 手 可 以 改 善 或 者 破 壞 這 個 世 界, 是 每 一 位 從 事 科 學 研 究 者 的 基 本 條 件 報 告 內 文 : 一 大 氣 大 氣 污 染 簡 介 空 氣 污 染 ( 或 大 氣 污 染 ) 指 一 些 危 害 人 體 健 康 及 周 邊 環 境 的 物 質 對 大 氣 層 所 造 成 的 污 染 這 些 物 質 可 能 是 氣 體 固 體 或 液 體 懸 浮 物 等 常 見 的 分 類 法 將 空 氣 中 的 污 染 物 分 為 污 染 氣 體 和 懸 浮 物 同 時 也 依 照 產 生 污 染 的 方 式 方 為 一 級 污 染 物 以 及 二 級 污 染 物 污 染 源 被 直 接 排 放 大 大 氣 中 產 生 污 染 者 稱 為 一 級 污 染 物, 而 污 染 源 經 過 化 學 反 應 後 才 成 為 汙 染 物 者 為 二 級 污 染 物 常 見 的 污 染 氣 體 包 括 : 可 以 和 水 混 合 而 成 酸 雨 的 酸 性 氣 體, 如 二 氧 化 硫 氮 氧 化 物 ; 溫 室 氣 體, 如 二 氧 化 碳 氟 氯 碳 化 物 (CFCs); 對 人 體 有 毒 氣 體, 如 一 氧 化 碳 碳 氫 化 合 物 等 ; 對 流 層 臭 氧 ( 註 : 在 對 流 層 以 上 的 臭 氧, 如 果 在 平 流 層 的 話, 不 會 擴 散 ;

3 在 電 離 層 的 話, 可 以 阻 擋 紫 外 光 及 其 他 來 自 太 陽 的 強 烈 幅 射, 反 而 對 環 境 有 好 處 ) 臭 氧 層 同 溫 層 或 臭 氧 層 中, 除 了 氧 分 子, 還 有 極 少 量 的 臭 氧, 是 由 三 個 氧 原 子 結 合 在 一 起 所 形 成 的 大 部 份 大 氣 中 的 臭 氧, 不 是 集 中 在 低 氣 層, 而 是 集 中 在 地 球 表 面 七 至 十 五 英 哩 高 空 的 上 氣 層 臭 氧 的 來 源 是 在 臭 氧 層 中, 當 紫 外 線 把 氧 分 子 分 開 成 兩 單 原 子, 再 分 別 和 雙 原 子 的 氧 分 子 結 合 成 一 個 三 個 氧 原 子 的 臭 氧 上 氣 層 的 臭 氧 大 部 份 是 在 陽 光 最 強 的 地 方, 也 就 是 在 赤 道 上 空 形 成 然 後 隨 著 全 球 氣 流 循 環, 流 向 南 北 兩 極 臭 氧 在 自 然 的 大 氣 化 學 反 應 裡 生 成 及 摧 毀, 維 持 在 一 個 動 態 且 穩 定 的 平 衡 單 從 幾 個 部 分 來 看, 平 均 說 來 : 這 少 量 的 臭 氧, 幾 百 萬 年 來 對 陸 地 上 的 生 命 演 化 有 著 支 持 的 作 用 臭 氧 層 對 地 球 上 生 命 維 持 系 統 來 說 卻 是 相 當 關 鍵 的 臭 氧 是 大 氣 中 唯 一 能 濾 除 陽 光 裡 許 多 有 害 波 長 的 氣 體, 其 中 最 具 殺 傷 力 的 紫 外 輻 射 約 90% 會 被 臭 氧 層 吸 收, 臭 氧 吸 收 這 些 電 磁 波, 並 把 它 轉 化 成 熱 和 化 學 能 量 臭 氧 層 被 比 喻 成 是 地 球 的 保 護 膜 隱 形 的 屏 障 像 擴 散 的 外 膜, 形 成 地 球 的 氣 息 功 能 上, 好 像 是 我 們 地 球 天 然 的 濾 光 鏡 CFC-YZ 或 CFC-XYZ 則 是 專 指 某 種 氟 氯 碳 化 物 其 編 碼 原 則 如 下 : X 為 碳 原 子 數 目 減 1;Y 為 氫 原 子 數 目 加 1;Z 表 氟 原 子 數 目 當 x=0 時, 就 只 剩 下 兩 位 數 了 因 此,CFC- 113 代 表 含 三 個 氟 原 子, 額 外 增 加 一 個 碳 原 子, 沒 有 氫 原 子, 其 餘 則 是 氯 原 子 有 兩 個 碳, 所 以 氫 加 氟 加 氯

4 應 該 有 六 個 (= 碳 原 子 數 2+2), 品 之 下 將 具 有 潛 在 的 危 險 性 或 引 發 其 沒 有 氫, 氟 有 三 個, 則 氯 應 該 有 三 個 它 環 境 問 題, 例 如 酸 雨, 所 以 我 們 亟 其 化 學 式 就 是 C2F3 Cl3 須 研 發 一 個 完 全 安 全 的 替 代 物, 而 不 以 上 是 早 期 的 寫 法, 現 在 會 把 含 氫 是 另 一 種 可 能 對 人 類 有 害 或 使 氣 候 突 原 子 氟 氯 碳 化 物 的 代 號 加 上 H, 就 成 變 的 危 險 替 代 品 為 HCFC; 但 是 編 碼 原 則 不 變 氟 氯 碳 化 物 的 廣 泛 利 用 主 因 是 由 於 這 光 化 學 煙 霧 類 化 合 物 非 常 穩 定, 但 也 由 於 這 項 特 大 氣 環 境 中 的 污 染 物 化 學 反 應 過 程 性, 使 得 它 能 由 對 流 層 進 入 平 流 層, 具 有 下 述 特 點 : 一 錯 綜 複 雜 ; 二 破 壞 臭 氧, 對 環 境 造 成 極 大 損 害 為 反 應 快 速 ; 三 出 現 光 化 學 反 應 且 影 了 減 少 氟 氯 碳 化 物 對 臭 氧 層 的 傷 害, 響 很 大 其 中, 並 以 光 化 學 反 應 為 最 化 學 家 合 成 兩 類 氟 氯 碳 化 物 的 替 代 主 要 的 特 點 氮 氧 化 物 與 碳 氫 化 合 物 品, 一 為 不 含 氯 的 氫 氟 碳 化 物, 另 一 經 由 此 等 光 化 學 反 應, 共 同 促 成 光 化 為 易 被 破 壞 的 氫 氟 氯 碳 化 物 學 污 染 物, 包 括 氮 氧 化 物 的 氧 化 產 物 冷 媒 中 主 要 的 臭 氧 層 破 壞 者 碳 氫 化 合 物 本 身 的 光 氧 化 CFC-12, 或 許 可 為 HFC-134a 取 代, 但 ( photooxidation ) 產 物 以 及 臭 氧 HFC-134a 在 製 造 上 較 為 困 難, 價 格 也 (O3) 等 高 氧 化 物 質 這 些 光 化 學 污 貴 於 CFC-12, 而 且 較 CFC-12 更 須 常 染 物 的 混 合, 稱 為 光 化 學 煙 霧 更 換 而 用 作 塑 膠 發 泡 劑 的 CFC-11, (photochemical smog) 由 於 臭 氧 危 暫 時 所 提 出 的 替 代 品 為 HCFC-22, 此 害 健 康 十 分 嚴 重, 因 而 以 臭 氧 為 光 化 化 合 物 一 般 家 庭 的 冷 氣 機 已 有 使 用, 學 煙 霧 的 代 表 污 染 物 但 並 沒 有 CFC-11 的 熱 絕 綠 性 質, 所 以 其 中 的 光 化 學 反 應 主 要 如 下 : 其 未 來 的 應 用 將 受 到 更 多 的 限 制 一 A+hν A* 種 新 且 優 於 CFC-113 與 其 他 含 氯 溶 劑 A* 為 A 的 激 發 態,hν 代 表 輻 射 光 線 的 的 產 品 為 BIOACT, 它 包 含 了 一 些 可 由 能 量 A* 後 繼 的 反 應 有 下 列 四 個 途 徑 : 天 然 植 物 如 柑 橘 類 果 皮 或 樹 幹 中 萃 取 分 解 直 接 反 應 螢 光 反 應 的 物 質, 只 是 用 新 產 品 取 代 FC-113 則 ( fluorescence ) 碰 撞 去 活 性 另 外 需 要 新 的 程 序 與 清 洗 電 路 板 的 裝 (collisional deactivation) 置 氟 氯 碳 化 物 CFC-11 CFC-12 和 就 大 氣 光 化 學 反 應 而 言, 最 重 要 的 CFC-113 的 替 代 品, 仍 需 長 期 的 研 發, 途 徑 為 分 解 反 應, 因 為 物 質 經 由 分 解 因 為 很 多 替 代 品 其 工 業 性 質 均 遜 於 氟 反 應 可 產 生 光 化 學 反 應 所 需 的 自 由 基 氯 碳 化 物, 亦 較 為 不 耐 用, 甚 至 還 須 (free radicals) 大 氣 中 主 要 可 吸 設 計 更 多 的 設 備 來 使 用 這 些 替 代 品 收 輻 射 光 線 能 量 的 物 質 有 :NO2 O3 在 低 壓 下 易 於 分 解, 但 對 臭 氧 層 較 不 HNO2 H2O2 NO3 HCHO 等 具 威 脅, 但 是, 人 類 曝 露 在 這 些 替 代 其 中 重 要 的 幾 個 反 應 如 下 :

5 NO2+hν NO+O. O3+hν.O( 3 P)+ O2 315 λ 1200nm.O( 1 D)+ O2 λ 315nm HNO2+hν NO+OH. H2O2+hν 2OH. NO +hν(λ ) NO+O( p) 有 機 物 與 氮 氧 化 物 光 化 學 反 應 機 制 NO + hν(λ ) NO 說 明 了 光 化 學 煙 霧 形 成 有 下 列 三 要 NO3+hν NO.+O2 素 : 充 足 的 日 照 有 機 物 及 氮 氧 化 物 NO2+O. 台 灣 位 於 亞 熱 帶 地 區, 日 照 充 足 同 所 生 成 的 三 重 態 氧 原 子.O( p) 與 周 圍 時, 都 會 地 區 建 設 發 展 又 少 有 規 畫 空 氣 中 的 O 反 應 生 成 O ( 臭 氧 ), 生 人 口 擁 擠 交 通 混 亂 所 帶 來 的 大 量 有 機 成 的 O 和.O( p) 等 再 與 大 氣 的 HC, 物 與 氮 氧 化 物 等 污 染 物, 促 成 光 化 學 特 別 是 其 中 的 烯 烴 發 生 化 學 反 應, 生 煙 霧 形 成 的 潛 在 危 險 對 於 地 形 不 利 成 醛 有 機 酸 過 氧 乙 醯 硝 酸 酯 過 擴 散 之 都 市 地 區, 一 旦 擴 散 條 件 惡 化, 氧 丙 醯 硝 酸 酯 過 氧 苯 甲 醯 硝 酸 酯, 則 光 化 學 煙 霧 的 發 生, 更 是 一 觸 即 發 以 及 自 由 基 自 由 氧 原 子 等 中 間 產 物 大 氣 中 有 機 物 的 種 類 相 當 多, 以 量 而 言, 最 高 的 為 甲 烷 (CH4), 約 為 1ppm, 主 要 來 自 厭 氧 發 酵 沼 澤 等 而 非 甲 烷 的 碳 氫 化 合 物 ( nonmethane hydrocarbons,nmhc) 主 要 來 自 人 為 的 污 染 源, 亦 為 大 氣 中 主 要 的 反 應 性 有 機 物, 參 與 光 化 學 反 應, 並 影 響 臭 氧 的 形 成 有 機 物 本 身 在 反 應 過 程 中, 被 氧 化 溫 室 效 應 和 分 解, 成 為 更 小 的 有 機 物, 其 最 終 地 球 的 大 氣 是 由 氮 氧 及 一 些 微 量 產 物 為 CO, 反 應 過 程 產 生 過 氧 的 有 機 氣 體 組 成 太 陽 輻 射 進 入 地 球 時, 大 氣 自 由 基, 將 NO 氧 化 成 NO2, 因 而 促 進 層 幾 乎 可 以 讓 它 穿 透 過 去 ; 地 球 也 放 臭 氧 的 產 生 反 應 過 程 中 產 生 的 過 氧 出 長 波 輻 射, 但 地 球 的 長 波 輻 射 卻 會 自 由 基, 並 可 與 NO2 結 合 形 成 過 氧 醯 化 遭 到 大 氣 層 中 某 些 微 量 氣 體 的 選 擇 吸 硝 酸, 例 如 過 氧 乙 醯 硝 酸 (PAN), 為 收 這 些 微 量 氣 體 選 擇 吸 收 了 地 球 的 光 化 學 煙 霧 中 強 烈 刺 激 眼 睛 的 產 物 輻 射 能 後, 有 都 分 會 再 反 射 回 到 地 球,

6 因 而 使 得 大 氣 保 存 了 部 分 輻 射 能, 於 是 造 成 地 球 的 溫 度 比 其 輻 射 平 衡 時 的 溫 度 高, 大 氣 中 因 為 有 這 些 微 量 氣 體 選 擇 吸 收 了 地 球 的 長 波 輻 射, 並 能 夠 保 存 部 分 輻 射 能, 因 而 可 以 使 地 球 溫 度 升 高, 我 們 稱 這 種 作 用 為 大 氣 的 溫 室 效 應 (atmospheric greenhouse effecct) ; 會 吸 收 地 球 長 波 輻 射 的 氣 體 則 稱 為 溫 室 效 應 氣 體 大 氣 中 最 重 要 的 溫 室 效 應 氣 體 有 水 汽 一 氧 化 碳 臭 氧 甲 烷 氮 氧 化 物 及 氟 氡 碳 化 物 等 大 氣 中 若 溫 室 效 應 氣 體 含 量 增 加, 則 大 氣 的 溫 室 效 應 即 會 增 強, 當 然 大 氣 保 存 的 能 量 也 隨 著 增 加, 因 而 會 造 成 溫 度 上 升 地 球 增 溫 將 造 成 全 球 海 平 面 的 上 升, 海 水 上 升 又 會 淹 沒 沿 海 低 窪 地 區, 破 壞 農 地 港 灣 及 交 通 設 施 沿 海 低 地 沈 沒 海 中, 將 使 原 來 居 住 其 地 的 居 民 流 離 失 所 奈 米 科 技 對 大 氣 污 染 的 應 用 空 氣 中 大 量 的 (SO2) 一 氧 化 碳 (CO) 和 氮 氧 化 物 (NOC) 是 影 響 人 類 健 康 的 有 害 氣 體, 但 奈 米 材 料 和 奈 米 技 術 的 應 用 卻 是 能 解 決 產 生 這 些 污 染 源 問 題 的 最 好 方 法 二 氧 化 硫 氣 體 的 來 源, 主 要 根 源 於 工 業 生 產 中 使 用 的 汽 油 柴 油 以 及 作 為 汽 車 燃 料 的 汽 油 柴 油 等, 由 於 燃 料 中 含 有 硫 的 化 合 物, 以 致 在 燃 燒 時 會 產 生 二 氧 化 硫 氣 體 形 成 最 大 的 污 染 源 此 根 據 研 究 顯 示, 以 55-70nm 的 奈 米 鈦 酸 鈷 (CoTiO3) 作 為 催 化 的 多 孔 矽 膠 並 以 Al2O3 陶 瓷 作 為 載 體 的 催 化 過 程, 其 催 化 效 率 極 高, 該 材 料 本 身 就 是 一 種 非 常 好 的 脫 硫 催 劑, 透 過 該 程 序, 則 石 油 中 硫 的 含 量 將 可 祛 除 至 小 於 0.01% 的 程 度 大 幅 降 低 污 染 源 此 外, 火 力 電 廠 燃 煤 過 程 的 煤 燃 燒, 亦 是 SO2 氣 體 污 染 的 來 源 之 一, 但 是, 若 在 燃 燒 的 同 時 加 入 一 種 奈 米 級 助 燒 催 化 劑, 則 不 僅 可 使 煤 充 分 燃 燒, 不 產 生 一 氧 化 硫 氣 體, 提 高 能 源 利 用 率, 而 且 會 使 硫 轉 化 成 固 體 的 硫 化 物, 從 而 杜 絕 SO2 氣 體 的 產 生 此 外, 複 合 黏 土 化 合 物 的 奈 米 級 粉 體 有 極 強 的 氧 化 還 原 性 能, 這 是 其 他 任 何 汽 車 尾 氣 淨 化 催 化 劑 所 不 能 比 擬 的, 奈 米 複 合 黏 土 化 合 物 的 粉 體 可 以 徹 底 解 決 汽 車 尾 氣 中 一 氧 化 碳 (CO) 和 氮 氧 化 物 (NOC) 的 污 染 問 題 該 技 術 以 活 性 碳 作 為 載 體 奈 米 Zr0.5 Ce0.5O2, 粉 末 為 催 化 活 性 體 的 方 式, 以 其 表 面 存 在 大 量 Zr 4+ / Zr 3+ 及 Ce 4+ / Ce 3+ 的 離 子, 使 之 電 子 可 以 在 其 三 價 和 四 價 離 子 之 間 傳 遞, 具 備 極 強 的 電 子 得 失 能 力 和 氧 化 還 原 性, 再 加 上 奈 米 材 料 比 表 面 大 空 間 懸 鍵 多 吸 附 能

7 力 強, 因 此, 它 在 氧 化 一 氧 化 碳 的 同 時 還 原 氮 氧 化 物, 使 它 們 轉 化 為 對 人 體 和 環 境 無 害 的 二 氧 化 碳 和 氮 氣 氣 體, 汽 機 車 的 氣 體 污 染 排 放 更 新 一 代 的 奈 米 催 化 劑, 更 將 在 汽 車 發 動 機 汽 缸 裏 發 揮 催 化 作 用, 使 汽 油 在 燃 燒 時 就 不 產 生 CO 和 NOC, 無 需 進 行 尾 氣 淨 化 處 理, 更 是 斧 底 抽 薪 的 淨 化 空 氣 方 法 這 種 原 理 目 前 也 大 幅 應 用 在 醫 療 產 品 上, 用 來 預 防 流 行 傳 染 病 與 高 危 險 病 毒 的 入 侵, 例 如 奈 米 口 罩, 已 成 為 SARS 防 疫 的 要 角 而 目 前 當 紅 的 奈 米 光 觸 媒 亦 能 改 善 大 氣 組 成 一 經 光 照, 原 料 二 氧 化 鈦 中 的 電 子 便 會 從 價 電 帶 躍 遷 至 導 電 帶, 在 光 觸 媒 表 面 形 成 電 子 電 洞 對, 帶 負 電 的 電 子 與 氧 結 合 產 生 負 氧 離 子 (O2 - ), 帶 正 電 的 電 洞 與 水 結 合 產 生 氫 氧 自 由 基 ( OH), 這 兩 者 在 化 學 上 都 是 極 不 穩 定 的 物 質 當 有 機 物 質, 如 碳 氫 化 合 物, 接 觸 到 光 觸 媒 表 面 時, 便 會 分 別 和 負 氧 離 子 及 氫 氧 自 由 基 結 合, 重 新 組 合 成 二 氧 化 碳 和 水 酸 雨 ph 值 低 於 5.6 的 雨 雪 霧 雹 等 通 稱 為 酸 沉 降 酸 雨 ( 酸 沉 降 ) 可 分 為 濕 沉 降 與 乾 沉 降 兩 大 類 前 者 是 指 所 有 的 氣 狀 污 染 物 或 粒 狀 污 染 物 隨 著 雨 雪 霧 或 雹 等 降 落 到 地 表 者, 後 者 則 係 指 在 沒 有 下 雨 的 時 候, 大 氣 中 的 微 粒 沉 降 至 地 表 中 所 夾 帶 的 酸 性 物 質 造 成 酸 雨 的 空 氣 污 染 物 主 要 有 硝 酸 根 (NO3 - ) 硫 酸 根 (SO4 2- ) 氫 ( H + ) 氯 (Cl - 等 離 子, 主 要 來 自 工 廠 發 電 廠 以 及 各 種 交 通 工 具 燃 燒 化 石 燃 料, 燃 料 中 的 硫 氮 氫 氯 分 在 燃 燒 過 程 中 經 高 溫 分 解 後 排 放 酸 雨 降 至 水 體 中, 會 使 水 中 生 物 的 攝 氧 能 力 及 吸 收 維 持 生 命 的 養 分 及 鹽 分 都 受 到 影 響, 甚 至 產 生 畸 形 和 死 亡 酸 雨 落 到 農 作 物 上, 其 葉 子 的 組 成 會 受 到 破 壞 而 無 法 行 光 合 作 用 酸 雨 降 至 土 壤 中, 會 使 礦 物 質 溶 解 而 流 失, 植 物 因 此 無 法 吸 收 到 足 夠 的 養 分 而 枯 萎 死 亡 當 酸 雨 以 乾 沉 降 的 形 態 呈 現 時, 硫 酸 鹽 硝 酸 鹽 碳 氫 化 合 物 等 物 質 會 形 成 煙 霧 而 影 響 了 大 氣 的 能 見 度, 並 進 一 步 造 成 交 通 上 的 困 擾 及 太 陽 與 地 球 之 間 的 能 量 傳 遞 而 當 酸 性 粒 子 沉 降 到 石 灰 石 或 金 屬 表 面 時, 也 會 造 成 建 築 物 橋 梁 鐵 路 飛 機

8 雕 像 或 文 化 藝 術 品 的 腐 蝕 二 土 壤 殺 蟲 劑 定 義 : 殺 蟲 劑 經 常 用 於 農 業 醫 藥 工 業 及 家 居, 其 使 用 對 象 為 昆 蟲, 可 針 對 處 於 所 有 發 展 狀 態 的 昆 蟲, 包 括 殺 卵 劑 和 殺 幼 蟲 劑 殺 蟲 劑 的 使 用 被 認 為 是 二 十 世 紀 農 業 生 產 力 上 升 的 主 要 因 素 之 一 使 用 方 式 系 統 性 接 觸 性 與 植 物 結 合 昆 蟲 在 吃 掉 植 物 時 會 吸 收 殺 蟲 劑 昆 蟲 與 植 物 直 接 接 觸 時 會 吸 收 殺 蟲 劑 經 常 與 煙 霧 劑 共 用 來 源 自 然 無 機 有 機 自 然 農 業 殺 蟲 劑 如 尼 古 丁 和 紅 花 除 蟲 菊, 是 被 植 物 自 然 製 造 出 來 的 與 金 屬 合 成, 包 括 砷 酸 鹽 銅 和 氟 的 合 成 ( 少 用 ) 和 硫 ( 常 用 最 常 見 殺 蟲 劑 化 學 特 性 有 機 氯 殺 蟲 劑 礦 物 性 殺 蟲 劑 有 機 磷 殺 蟲 劑 氨 基 甲 酸 鹽 類 殺 蟲 劑 DDT 功 效 :20 世 紀 上 半 葉 防 止 農 業 病 蟲 害, 減 輕 瘧 疾 傷 寒 等 蚊 蠅 傳 播 的 疾 病 危 害 起 到 了 不 小 的 作 用 根 據 世 界 衛 生 組 織 估 計,DDT 的 使 用 前 後 大 概 拯 救 了 大 約 2500 萬 人 的 生 命 作 用 方 式 :DDT 對 哺 乳 動 物 低 毒 (LD50

9 300mg-500mg/kg), 可 以 直 接 噴 灑 於 人 體 上, 作 用 於 昆 蟲 神 經 細 胞 的 鈉 離 子 通 道 上, 為 一 種 神 經 毒 劑, 短 時 間 內 食 用 含 有 大 量 DDT 的 食 物 主 要 會 影 響 神 經 系 統 不 小 心 吞 下 大 量 DDT 會 有 興 奮 和 發 抖 的 現 象 發 生, 但 一 旦 停 止 暴 露, 這 些 情 況 很 快 就 會 消 失 毒 害 : 生 態 環 境 中 非 常 難 分 解, 並 可 在 動 物 脂 肪 內 蓄 積 鳥 類 體 內 含 DDT 會 導 致 產 軟 殼 蛋 而 不 能 孵 化, 鳥 如 美 國 國 鳥 白 頭 海 雕 幾 乎 因 此 而 滅 絕, 對 魚 類 是 高 毒 的 人 體 吸 收 會 儲 存 在 脂 肪 組 織 內, 並 以 非 常 緩 慢 的 速 度 排 出 體 外 所 以 很 難 排 出 人 體 外, 且 會 經 由 母 奶 影 響 嬰 兒 的 健 康, 在 美 國, 甚 至 連 母 奶 也 無 法 上 市, 因 百 分 之 九 十 九 的 母 奶 中 所 含 D.D.T. 成 分 超 過 食 品 D.D.T. 含 量 的 最 高 標 準 生 物 累 積 ( 美 國 長 島 沿 岸 水 域 ) 浮 游 0.04ppm 倍 數 生 物 銀 魚 0.23ppm&0.42p 文 蛤 pm 5.75&10.5 吻 魚 2.07ppm 鸕 鶿 26.4ppm 660 半 衰 期 泥 土 中 半 衰 期 生 物 內 半 衰 期 DDT 合 成 化 學 式 2 年 -15 年 8 年 農 藥 定 義 : 農 藥 就 是 保 護 農 林 作 物 免 受 病 蟲 草 鼠 及 其 它 生 物 危 害 的 化 學 品 殺 蟲 劑 (Insecticides) 除 草 劑 (Herbicides) 殺 鼠 劑 (Rodenticide) 殺 線 蟲 劑 (Nematocide) 殺 菌 劑 (Fungicide) 除 蟎 劑 (Miticides) 植 物 生 長 調 節 劑 除 藻 劑 (Algicides) 毒 性 : 農 藥 和 所 有 化 學 品 一 樣 都 有 毒 性, 但 農 藥 不 一 定 就 是 毒 藥 農 藥 的 毒 性 以 對 防 治 對 象 效 果 為 主, 效 果 好 的 對 人 的 毒 性 不 一 定 高 殺 菌 劑 蓋 普 丹 的 毒 性 和 食 鹽 口 紅 差 不 多, 殺 蟲 劑 馬 拉 松 毒 性 比 指 甲 油 和 香 草 精 還 低 毒 性 分 類 口 服 急 毒 性 ( 固 體 ) 口 服 急 毒 性 ( 液 體 ) 皮 膚 急 毒 性 ( 固 體 ) 皮 膚 急 毒 性 I 極 劇 毒 II 劇 毒 III 中 等 毒 <= <= <= <= IV 輕 毒 >500 >200 0 >100 0 >400 0

10 ( 液 體 ) 呼 吸 急 毒 性 (4 小 時 ) ( 鼠 ) <= LD50 mg/kg( 鼠 ): 前 4 項 ;C50 mg/kg( 鼠 ): 最 後 以 上 分 類 均 屬 急 性 毒 性, 短 時 間 大 量 接 觸 的 毒 害 長 時 間 的 慢 性 毒 需 要 實 際 驗 證 才 能 得 知, 污 染 環 境 致 畸 胎 生 育 毒 性 致 癌 性 致 腫 瘤 性 劇 毒 性, 只 要 發 現 上 述 情 形, 農 藥 就 會 被 禁 止 使 用 農 藥 殘 留 農 藥 污 染 農 藥 依 政 府 認 可 的 使 用 方 法 使 用 後 殘 留 下 來 的 量 意 外 或 不 當 使 用 造 成 之 異 常 殘 留 就 可 能 是 污 染 農 藥 殘 留 的 管 制 標 準 制 定 : 農 藥 無 毒 害 劑 量, 並 以 政 府 核 准 之 使 用 方 法 及 防 治 作 物 效 果 用 量, 和 國 人 飲 食 習 慣 ( 取 食 部 位 ) 和 食 用 量, 研 定 每 一 類 作 物 農 藥 殘 留 安 全 容 許 量 所 以 農 藥 殘 留 不 合 格 : 殘 留 量 超 過 容 許 量 ; 殘 留 的 農 藥 未 被 准 許 使 用 者 因 為 以 最 敏 感 的 動 物 實 驗 結 果 最 高 的 殘 留 情 形 及 最 大 的 取 食 量 來 計 算, 因 此 安 全 標 準 在 實 際 安 全 把 關 上 已 屬 非 常 嚴 苛, 正 常 取 食 不 可 能 達 到 危 害 量 環 境 荷 爾 蒙 內 分 泌 干 擾 素 (Endocrine Disruptor Chemicals, EDCs) 是 指 可 以 模 擬 激 素 而 擾 亂 內 分 泌 的 物 質, 日 本 學 者 井 口 泰 泉 將 之 命 名 為 Environment Hormone, 成 為 今 日 耳 熟 能 詳 的 環 境 荷 爾 蒙 承 繼 多 氯 聯 苯 戴 奧 辛, 壬 基 苯 酚 (nonylphenol) 成 為 環 境 荷 爾 蒙 的 當 紅 炸 子 雞 其 主 要 來 源 為 非 離 子 型 清 潔 劑 (80% 以 上 為 p-nonylphenol ethoxylate 的 衍 生 物 ) 的 代 謝 產 物, 經 過 細 菌 分 解 而 產 生 p-nonylphenol nonylphenol nonylphenol 同 時 也 是 多 種 殺 蟲 劑 農 藥 的 前 驅 物 實 驗 指 出 此 化 合 物 會 透 由 黏 膜 進 入 體 內 循 環, 由 於 nonyl 的 長 碳 鏈, 此 化 合 物 極 易 儲 存 於 酯 質 構 造 中 ethinylestradiol(estrogen) 實 驗 指 出, 在 低 劑 量 時, 此 化 合 物 即 可 造 成 性 徵 錯 亂 等 異 常 早 期 對 於 nonylphenol 的 研 究 大 多 以 魚 類 作 為 實 驗 動 物, 發 現 雄 魚 長 出 卵 巢 的 狀 況 明 顯 因 為 nonylphenol 和 魚 的 雌 性 激 素 (Ethinylestradiol) 結 構 有 類 似 之 處, 具 有 生 理 活 性

11 目 前 nonylphenol 對 哺 乳 類 ( 老 鼠 ) 的 實 驗 可 知, 此 化 學 物 對 於 精 小 管 的 發 育 有 直 接 的 影 響 而 對 於 人 體 直 接 的 作 用 還 沒 有 很 確 定 的 實 驗 證 據, 不 過 我 國 政 府 已 於 2006 年 規 劃 禁 用 nonylphenol 相 關 的 化 合 物 紙 與 土 壤 環 保 我 們 今 日 習 用 的 紙 最 早 是 中 國 人 蔡 倫 發 明 的 史 書 明 載, 東 漢 和 帝 時 ( 西 元 105 年 ), 宦 官 蔡 倫 以 樹 膚, 麻 頭 及 敝 布 漁 網 以 為 紙, 成 功 造 出 了 蔡 侯 紙, 成 為 紙 的 發 明 者 在 這 以 前, 西 亞 兩 河 流 域 文 明 使 用 羊 皮 蒲 草 或 蘆 葦 做 書 寫 媒 介 至 今 造 紙 所 用 原 料 始 終 是 木 本 植 物 強 韌 的 纖 維 素 現 代 生 產 過 程 大 致 如 下 : 先 造 紙 漿 (slurry), 包 括 4 部 分 a. 取 材 : 將 木 材 茅 草 麻 竹 或 破 布 等 經 過 篩 選 後, 混 合 均 勻 b. 蒸 煮 : 加 水 並 微 煮 混 合 溶 液, 軟 化 原 料 c. 漂 洗 : 利 用 強 鹼 性 或 酸 性 化 學 藥 品 溶 解 這 些 植 物 纖 維 之 間 的 填 充 物, 使 纖 維 分 離 出 來 d. 打 漿 : 這 些 纖 維 再 篩 洗, 以 去 除 太 粗 的 部 分 ( 纖 維 的 大 小 將 決 定 成 品 的 質 感 ), 剩 下 的 部 分 經 漂 白 磨 漿 再 加 入 染 料 或 填 充 物, 即 成 合 適 的 紙 漿 紙 漿 完 成 後 是 加 工 作 業 (manufacture process), 包 括 4 部 分 e. 抄 紙 : 將 調 配 好 的 紙 漿 送 到 製 紙 機 的 鐵 網 上, 形 成 溼 的 紙 匹 此 步 驟 奇 妙 地 重 組 紙 漿 纖 維 f. 壓 紙 : 紙 匹 再 牽 引 到 壓 榨 機 壓 出 水 分, 此 時 的 粗 紙 張 又 軟 又 扁 g. 烘 紙 : 然 後 烘 乾 塗 膠 壓 光, 即 成 平 整 的 紙 張 h. 成 紙 : 最 後 是 裁 切 和 品 管, 如 此 就 可 以 包 裝 出 場, 成 為 我 們 的 日 常 用 品 紙 漿 是 來 自 於 木 材 雖 然 屬 於 低 品 質 的 木 材, 但 由 於 人 類 的 濫 伐, 熱 帶 雨 林 目 前 正 以 每 秒 將 近 一 個 足 球 場 面 積 的 速 度 快 速 消 失 中 ; 在 上 世 紀 末 每 年 約 減 少 四 個 臺 灣 面 積 那 麼 多, 其 中 又 以 面 積 最 大 的 亞 馬 遜 河 流 域 ( 佔 全 球 熱 帶 雨 林 58%, 約 半 個 中 國 面 積 ) 最 為 劇 烈 如 此 造 紙 對 森 林 的 損 耗 程 度 之 大 從 中 可 知 ( 當 今 人 類 伐 木 莫 不 是 為 了 造 家 具 或 紙 張 ) 在 一 般 的 紙 張 內 皆 包 含 了 再 生 紙 的 存 在 ( 再 生 紙 的 定 義 是 凡 經 二 次 回 收 使 用 的 皆 屬 再 生 紙 ), 只 是 含 量 較 少, 其 存 在 的 用 處 在 於 加 強 紙 張 的 硬 度 然 而 在 日 常 生 活 中, 你 我 四 周 仍 有 許 多 的 廢 紙 可 回 收 使 用 使 用 再 生 紙 造 紙 除 了 上 述 的 對 森 林 嚴 重 耗 損, 還 有 許 多 生 產 時 附 帶 的 環 境 汙 染 造 紙 不 愧 是 最 耗 能 源 最 高 汙 染 的 產 業 之 一 紙 漿 的 漂 白 劑 主 成 份 是 次 氯 酸 與 氯 酸 鹽 (HClOx), 使 用 後 所 產 生 的 戴 奧 辛 (dioxin) 是 劇 毒 的 致 癌 物, 經 常 不 經 處 理 就 被 直 接 排 放 到 河 川 裡 廢 紙 的 回 收 以 及 再 生 紙 的 製 造, 所 耗 的

12 能 源 是 使 用 原 木 的 10~40%, 並 可 減 少 溫 室 氣 體 47%, 空 氣 污 染 74%, 水 源 污 染 35%, 及 固 體 廢 棄 物 54% 等 ( 這 些 數 據 依 資 訊 來 源 而 不 一 致 ; 但 整 體 的 趨 勢 是 一 致 的 ) 明 明 指 出 使 用 再 生 紙 是 最 環 保 的 選 擇 回 收 廢 紙 來 製 紙 不 必 再 消 耗 木 材, 因 此 就 減 少 森 林 砍 伐 所 造 成 的 棲 地 破 壞 及 環 境 汙 染 世 界 受 威 脅 的 鳥 種 中 有 85% 面 臨 森 林 棲 地 的 破 壞 ; 世 界 上 有 40% 以 上 的 木 材 是 為 了 製 紙 而 砍 伐 ( 每 年 至 少 40 億 棵 樹 ; 人 工 造 林 的 速 度 望 塵 莫 及 ) 製 造 每 1 噸 的 紙 需 要 約 噸 的 木 材, 但 1 噸 的 廢 紙 可 以 製 造 將 近 1 噸 的 再 生 紙 根 據 世 界 野 生 物 自 然 基 金 會 (World Wildlife Fund) 估 計, 每 使 用 一 噸 的 再 生 紙 等 於 是 少 砍 約 17 棵 樹 節 省 約 26,876L 的 水 約 4,100kWhr 的 能 源 減 少 約 2.5 m 3 的 垃 圾 量 其 節 約 的 效 率 可 見 一 斑 再 生 紙 製 作 過 程 能 用 來 做 再 生 紙 的 原 料 主 要 分 成 三 類 來 源 : 造 紙 寮 碎 片 ( 成 紙 時 切 割 後 剩 下 來 的 碎 片 ), 消 耗 前 廢 紙 與 消 耗 後 廢 紙 ( 使 用 前 後 丟 棄 的 紙 ), 主 要 回 收 的 後 者 造 再 生 紙 步 驟 依 特 定 的 紙 而 不 同, 主 要 如 下 : a. 軟 化 (pulping): 把 回 收 的 廢 紙 加 水 溶 解 以 分 離 各 種 纖 維, 軟 化 材 料 b. 篩 選 (screening): 以 篩 網 或 篩 槽 除 去 汙 染 物 和 過 大 的 硬 纖 維, 做 成 二 次 紙 漿 c. 離 清 (centrifugal cleaning): 紙 漿 加 入 清 潔 劑 後 離 心, 初 步 分 開 密 度 太 高 的 粒 子 d. 懸 浮 (flotation): 此 步 驟 需 除 掉 廢 紙 中 的 油 墨 在 溶 液 中 打 入 氣 泡 加 入 界 面 活 性 劑 吸 收 油 墨 此 步 驟 有 時 也 稱 脫 墨 (deinking) e. 揉 混 (kneading or dispersion): 機 械 式 方 法 除 去 表 面 其 中 懸 浮 著 汙 垢 的 泡 沫 f. 洗 濯 (washing): 以 清 水 通 過 紙 漿, 移 除 固 體 粒 子 和 殘 餘 溶 劑 g. 漂 白 (bleaching): 用 過 氧 化 物 氯 酸 或 硫 代 硫 酸 鹽 等 氧 化 劑 移 除 紙 漿 的 顏 色 此 步 驟 若 不 是 為 了 要 造 白 色 的 紙 則 非 必 要 h. 成 紙 (papermaking): 完 成 的 紙 漿 當 作 新 原 料 進 行 造 紙 動 作, 壓 紙 烘 紙 後 可 製 成 再 生 紙 這 些 步 驟 在 任 何 造 紙 廠 都 可 以 做 到, 甚 至 可 以 在 小 學 課 程 裡 教 學, 製 成 二 次 紙 漿 回 收 廢 紙 做 再 生 紙 在 西 方 國 家 已 行 之 有 年 : 在 美 國 1897 年 在 紐 約 開 始 第 一 家 專 門 回 收 廢 紙 的 中 心 ; 1993 年 以 後 全 從 國 回 收 的 廢 紙 數 量 已 超 過 掩 埋 的 數 量 歐 陸 也 有 很 成 熟 的 廢 紙 回 收 組 織, 據 歐 聯 統 計 2004 年 歐 洲 的 廢 紙 回 收 率 達 到 54.6% 或 每 年 4550 萬 噸 使 用 再 生 紙 已 成 為 先 進 國 家 的 共 同 趨 勢 將 來 勢 必 要 大 幅 降 低 森 林 砍 伐 率, 達 到 更 高 的 回 收 率 再 生 紙 的 進 展 隨 著 材 料 化 學 的 進 展, 造 再 生 紙 的 方 法 也 不 斷 在 進 步 陸 陸 續 續 有 相 關 的 論 文 發 表 針 對 特 定 步 驟 改 善 成 效

13 例 如 運 用 生 物 技 術 和 共 聚 物 做 軟 化 ; 以 修 飾 過 的 纖 維 素 和 聚 氧 乙 烯 加 入 脫 墨 過 程, 如 此 可 增 加 再 生 紙 濾 水 度 潔 白 度 抗 張 強 度 分 別 31%, 13%, 和 24%., 再 生 紙 的 品 質 趕 上 原 生 紙 是 指 日 可 待 的! 目 前 美 國 已 有 100% 消 耗 過 廢 紙 全 回 收 無 氯 再 生 紙 這 些 紙 被 重 新 用 來 製 作 許 多 商 品, 為 造 紙 業 節 省 很 多 材 料 與 成 本 另 外, 隨 著 資 訊 科 技 的 持 續 發 展, 越 來 越 多 資 料 以 虛 擬 的 方 式 在 網 路 上 呈 現, 既 不 佔 空 間 又 節 省 自 然 資 源, 正 緩 慢 減 少 紙 的 消 耗 有 待 相 關 科 技 繼 續 發 展, 未 來 將 能 更 減 少 人 對 對 森 林 的 砍 伐 與 土 壤 汙 染 大 氣 破 壞 金 屬 汙 泥 處 理 現 今 許 多 產 業 使 用 金 屬 為 材 料, 尤 其 是 最 蓬 勃 發 展 的 電 子 產 業 所 用 為 多, 這 些 產 品 的 製 造 過 程 中 會 產 生 含 大 量 重 金 屬 的 廢 水, 廢 水 的 其 中 一 種 處 理 方 式 為 固 化 成 污 泥, 產 生 的 污 泥 若 隨 意 掩 埋 將 會 造 成 土 壤 污 染 國 內 每 年 約 有 8 萬 公 噸 含 重 金 屬 污 泥, 本 段 介 紹 含 金 屬 污 泥 資 源 化 的 技 術, 以 期 降 低 工 業 對 土 壤 及 整 個 環 境 的 危 害 並 節 省 處 理 程 序, 處 理 費 可 達 每 公 噸 減 少 9000 元 理, 如 還 原 化 學 混 凝 沉 澱 脫 水 等, 形 成 含 鉻 鐵 銅 鎳 鋅 的 氫 氧 化 物 污 泥, 其 中 氫 氧 化 鉻 的 含 量 約 為 30~80%, 可 視 為 含 鉻 礦 物 原 料 在 此 介 紹 兩 種 處 理 含 鉻 污 泥 方 法 : 1. 焙 燒 法 含 鉻 污 泥 加 入 碳 酸 鈉 混 合, 經 過 乾 燥 後 於 700 ~800 下 高 溫 焙 燒, 再 以 水 萃 取 產 生 水 溶 性 的 鉻 酸 鈉, 藉 以 分 離 鉻 及 其 他 不 溶 於 水 的 金 屬 氧 化 物 污 泥 中 的 鉻 轉 化 成 鉻 酸 的 轉 化 率 可 達 95% 回 收 之 後 的 鉻 酸 可 以 當 黃 色 染 料, 剩 下 的 不 溶 物 中 鐵 氧 化 物 也 可 做 為 黑 色 的 染 料 此 項 技 術 僅 須 為 花 費 約 為 原 清 除 處 理 的 30~40% 2. 還 原 法 此 法 的 前 半 部 分 與 上 述 焙 燒 法 相 同, 但 於 500 焙 燒, 將 得 到 的 鉻 酸 水 溶 液 加 入 各 種 還 原 劑 如 NH3 NH4Cl N2H4 CH3OH Na2SO3,97% 的 鉻 酸 可 被 還 原 成 氧 化 鉻 沉 澱 析 出 過 濾 後 可 得 極 純 的 鉻 氧 化 物, 可 再 製 成 鋁 鉻 合 金 供 鑄 造 業 使 用 ; 而 濾 液 可 經 離 子 交 換 樹 脂 及 活 性 氧 化 鋁 吸 附 去 除 其 他 有 害 的 金 屬 離 子 處 理 流 程 圖 : 含 鉻 污 泥 加 入 Na 2 CO 3 混 合 焙 燒 含 鉻 污 泥 金 屬 表 面 處 理 業 電 鍍 業 化 工 加 入 還 原 劑, 形 成 氧 化 鉻 沉 澱 水 萃 取 分 離 鉻 酸 鈉 原 料 製 造 業 常 會 使 用 到 鍍 鉻 以 及 鉻 酸 皮 膜 處 理 的 技 術, 其 製 程 中 產 生 含 鉻 的 廢 水, 這 些 廢 水 須 經 過 一 連 串 的 處 固 液 分 離 液 體 離 子 交 換 樹 脂 去 除 有 害 金 屬 固 體 鋁 鉻 合 金

14 含 銅 污 泥 光 電 半 導 體 印 刷 電 路 板 等 產 業 因 須 使 用 的 銅 為 材 料, 製 造 過 程 中 使 用 電 鍍 的 技 術, 會 產 生 含 銅 廢 液 這 些 廢 液 經 處 理 後 形 成 含 銅 量 約 5~25% 的 污 泥 在 此 介 紹 三 種 處 理 含 銅 污 泥 方 法 : 1. 置 換 法 將 污 泥 中 加 入 酸 溶 解 出 銅, 將 溶 液 過 濾 去 除 固 體 不 溶 物, 濾 液 中 加 入 鐵 粉, 由 於 銅 的 還 原 電 位 較 鐵 的 還 原 電 位 高, 因 此 可 產 生 氧 化 還 原 反 應, 得 到 銅 粉 及 對 環 境 沒 有 危 害 的 鐵 離 子 e Fe E = V ( s) + + Fe Cu 2 + e Cu E 0 = V Cu + + e E 0 = V 2 Cu + e Cu Cu (s) + 2 E 0 = V ( s) 此 法 可 回 收 61~83% 的 銅, 得 到 的 銅 可 回 收 再 利 用 2. 酸 溶 結 晶 法 此 法 第 一 步 與 上 述 的 置 換 法 相 同, 以 鹽 酸 硝 酸 硫 酸 等 酸 性 溶 液 溶 出 銅 溶 液, 或 可 用 微 蝕 製 成 所 用 的 酸 性 廢 液, 更 達 資 源 化 效 果 酸 溶 過 程 中 可 加 入 氧 化 劑 幫 助 溶 解 將 酸 化 後 的 溶 液 調 整 在 ph 2~7 後 過 濾, 不 溶 物 為 含 水 率 70% 的 高 分 子 凝 聚 劑, 可 再 用 於 廢 水 的 處 理 濾 液 的 ph 值 調 整 至 7~9, 可 形 成 銅 氧 化 物 沉 澱, 再 經 過 濾 後 可 回 收 約 50% 的 銅 此 時 的 濾 液 更 可 再 結 晶 離 心 過 濾, 得 到 硫 酸 銅 等 硫 酸 鹽 類, 可 作 為 土 壤 改 良 劑, 酸 溶 步 驟 中 加 入 的 氧 化 劑 也 可 由 此 回 收, 繼 續 使 用 此 法 處 理 成 本 低, 且 處 理 過 程 中 產 生 的 廢 液 可 再 資 源 化, 廢 棄 物 完 全 回 收, 不 會 產 生 二 次 廢 棄 物, 資 源 化 效 率 極 高, 實 在 是 一 非 常 傑 出 的 方 法 3. 熔 煉 法 此 法 不 同 於 上 兩 法, 在 一 開 始 先 將 含 銅 污 泥 加 熱 到 600 ~ 750, 去 除 水 份 及 將 污 泥 中 的 銅 氧 化 成 氧 化 銅 接 著 再 提 高 溫 度 至 1300 ~ 1600, 加 入 焦 碳 進 行 氧 化 還 原 反 應, 將 氧 化 銅 還 原 成 銅 C + 2CuO CO2 + 2Cu 因 此 時 溫 度 已 高 於 銅 的 熔 點 (1083 ) 故 銅 為 熔 融 狀 態, 此 步 驟 稱 為 熔 煉 在 煉 銅 的 過 程 中 加 入 玻 璃 粉, 提 供 Si 來 和 鐵 氧 化 物 結 合 形 成 更 高 熔 點 的 複 合 物, 殘 渣 即 可 排 除, 藉 此 提 高 銅 的 純 度 在 此 玻 璃 粉 ( 矽 化 物 ) 稱 為 造 渣 材 料 所 得 的 粗 銅 可 達 90% 的 純 度, 可 直 接 再 利 用 或 是 拿 去 電 解, 得 到 純 度 更 高 的 精 銅 處 理 流 程 圖 : 含 銅 污 泥 殘 渣 Fe2O3. SiO2. CaO 加 熱 至 600 ~700 去 除 水 份 將 銅 氧 化 再 加 熱 至 1300 ~1600 加 入 C 和 Si 熔 煉 粗 銅, 可 再 電 解

15 處 理 過 程, 得 到 氧 化 鉻 及 氧 化 鐵 濾 其 他 重 金 屬 在 電 鍍 業 表 面 處 理 業 及 印 刷 電 路 板 產 業 的 製 造 過 程 中, 除 了 鉻 及 銅, 也 會 有 其 他 的 一 些 重 金 屬 離 子 存 在 於 廢 液 中, 處 理 後 產 生 含 其 他 重 金 屬 的 污 泥 此 處 介 紹 兩 種 處 理 法, 不 限 制 於 處 理 銅 或 鉻 的 污 泥 1. 高 溫 熔 融 法 此 法 將 重 金 屬 污 泥 在 高 溫 熔 融 狀 態 下 提 煉, 可 處 理 含 銅 鎳 鉻 鎘 鋅 鐵 的 重 金 屬 污 泥 污 泥 置 於 閃 爐 中, 加 入 助 熔 劑 並 加 熱 至 1400 ~ 2000, 此 時 重 金 屬 污 泥 會 分 解 成 熔 融 爐 渣 燃 料 氣 及 玻 璃 化 的 熔 融 金 屬 燃 料 氣 經 收 集 後 可 作 為 燃 料 用 於 加 熱 加 入 助 熔 劑 SiO2 可 融 出 雜 質 形 成 熔 融 爐 渣, 為 偏 矽 酸 鈣, 密 度 較 熔 融 金 屬 小, 會 浮 在 上 層, 而 熔 融 金 屬 會 滴 入 爐 床, 兩 者 可 由 不 同 出 口 分 出 熔 融 金 屬 可 在 降 溫 冷 卻 時 產 生 具 玻 璃 質 安 定 性 金 屬 鹽 類, 玻 璃 化 材 質 可 繼 續 利 用 此 法 缺 點 為 銅 鎳 含 量 須 達 10% 以 上, 且 污 泥 中 氯 氫 化 合 物 含 量 須 低 於 1000 mg/l, 也 不 能 含 有 汞 氟 2. 氨 浸 法 此 法 又 稱 為 溼 式 冶 金 將 氨 溶 解 於 碳 酸 鹽 類 的 溶 液 中 作 為 浸 漬 劑, 將 含 重 金 屬 污 泥 浸 泡 其 中, 污 泥 中 的 銅 鎳 鋅 等 氫 氧 化 物 可 與 NH3 形 成 陽 離 子 錯 合 物, 再 與 碳 酸 根 形 成 可 溶 的 錯 銨 碳 酸 鹽 反 應 完 後 過 濾, 不 溶 的 浸 漬 殘 渣 可 再 經 過 一 連 串 含 鉻 污 泥 的 液 通 入 蒸 氣 後, 錯 合 物 會 解 離 出 NH3 並 產 生 鹼 式 碳 酸 鹽 沉 澱, 解 離 出 的 NH3 可 回 收 再 利 用 於 浸 漬 劑 過 濾 得 到 沉 澱 物 後 加 入 硫 酸 溶 解 成 重 金 屬 離 子, 再 以 有 機 溶 劑 萃 取, 分 別 得 出 各 個 金 屬 的 硫 酸 鹽 溶 液, 最 後 用 結 晶 來 純 化, 得 到 可 利 用 等 及 純 度 的 硫 酸 鹽 類 硫 酸 鹽 類 可 用 於 電 鍍 製 程, 其 中 硫 酸 銅 及 硫 酸 鋅 更 可 作 為 飼 料 添 加 劑 本 技 術 重 點 在 於 取 得 最 佳 氨 濃 度 浸 漬 液 / 污 泥 比 溫 度 時 間, 以 期 用 使 浸 漬 用 最 少 的 試 劑 達 最 高 效 果 ; 另 萃 取 時 溶 劑 的 極 性 有 機 溶 劑 / 水 的 比 例 ph 值 停 留 時 間 也 為 一 重 要 的 因 素, 須 根 據 不 同 的 污 泥 找 出 不 同 條 件 找 出 最 佳 條 件 後, 就 可 擁 有 對 重 金 屬 分 離 的 選 擇 性 高, 分 離 效 果 佳, 試 劑 消 耗 量 少 等 優 點 各 種 電 子 電 路 產 業 所 製 成 的 產 品, 在 使 用 一 段 時 間 後, 由 於 種 種 因 素 不 能 再 使 用 時, 即 淪 為 廢 棄 物, 這 些 含 有 重 金 屬 的 固 體 廢 棄 物 通 常 以 會 走 向 掩 埋 一 途, 為 土 壤 帶 來 大 量 重 金 屬, 對 環 境 及 生 物 資 源 造 成 危 害 本 段 介 紹 電 子 產 品 類 的 固 體 廢 棄 物 資 源 化 處 理 方 法, 以 期 降 低 其 對 土 壤 的 危 害 廢 印 刷 電 路 板 印 刷 電 路 板 在 電 子 產 品 中 扮 演 著 舉 足 輕 重 的 角 色, 各 個 電 子 組 件 須 置 於 一 支 撐 載 體 上, 才 能 安 裝 與 相 互 連 結 電 路 板 在 生 活 中 廣 泛 出 現 於 資 訊

16 家 電 通 訊 交 通 工 業 儀 器 設 備, 構 成 印 刷 電 路 板 的 主 要 材 料 為 高 分 子 聚 合 物 玻 璃 纖 維 或 牛 皮 紙 及 高 純 度 銅 箔, 所 形 成 的 廢 棄 物 也 是 不 容 小 覷 因 此 必 須 好 好 處 理 及 更 進 一 步 的 資 源 化, 一 方 面 降 低 污 染, 一 方 面 得 到 有 經 濟 價 值 的 產 品, 在 此 介 紹 兩 種 處 理 法 1. 裂 解 法 將 廢 印 刷 電 路 板 熱 裂 解, 得 到 可 回 收 再 利 用 的 金 屬 及 可 燃 油 氣 熱 裂 解 為 在 缺 氧 條 件 下, 將 廢 電 路 板 加 熱 到 350 ~ 900, 使 其 中 的 有 機 物 質 分 解 在 這 樣 高 溫 缺 氧 的 反 應 條 件 下, 電 路 板 底 座 的 有 機 高 分 子 聚 合 物 可 斷 鍵 裂 解 成 為 各 個 分 子 量 小 的 碎 片, 裂 解 出 的 產 物 可 為 固 態 液 態 或 氣 態, 通 常 都 會 生 成 焦 碳 油 及 水 在 底 座 裂 解 崩 壞 後, 其 上 的 金 屬 及 其 他 各 種 物 質 即 成 單 離 狀 態, 可 由 簡 單 的 物 理 方 法 如 粉 碎 磁 選 渦 電 流 分 選 來 分 離 回 收, 所 得 金 屬 可 繼 續 去 冶 煉 產 生 的 氣 體 回 收 後 經 一 連 串 冷 凝 過 程 將 分 子 量 較 大 的 氣 體 凝 結 成 油 狀 液 體, 剩 下 的 氣 體 可 作 為 燃 料, 在 1000 的 二 次 燃 燒 室 停 留 2 秒 來 將 其 完 全 破 壞, 後 可 排 放 此 法 成 本 稍 高, 因 為 要 做 好 完 整 的 管 線 來 回 收 氣 體, 所 以 經 濟 可 行 性 低, 但 也 因 此 產 生 的 二 次 公 害 較 小 2. 火 法 濕 法 複 合 技 術 分 為 火 法 冶 煉 及 濕 法 冶 煉, 本 法 將 兩 者 合 併 使 用 來 達 最 高 資 源 化 效 果 先 以 機 械 拆 除 印 刷 電 路 板 上 的 組 件, 組 件 放 入 800 焚 化 爐 焚 化, 所 得 灰 渣 以 球 磨 機 磨 至 粒 徑 小 於 4 mm, 接 著 進 行 分 選 先 以 磁 選 機 分 離 出 有 鐵 磁 性 的 鐵 鎳 其 他 金 屬 如 銅 金 銀 錫 鉛 先 進 行 火 法 冶 煉, 得 到 粗 產 物, 接 著 再 進 行 濕 法 冶 煉, 以 氯 化 銅 取 代 傳 統 的 酸 液 來 溶 蝕 形 成 溶 液 來 電 解 得 到 純 度 高 的 金 屬 回 收 的 黃 金 純 度 可 達 99.99%, 每 200 公 噸 廢 料 可 回 收 15kg 的 金 80kg 的 銀 24 公 噸 的 銅, 可 說 效 率 非 常 高 廢 光 碟 片 廢 光 碟 片 本 身 對 環 境 的 危 害 其 實 是 很 低 的, 可 是 其 中 的 材 料 價 值 不 斐, 若 由 資 源 化 技 術 將 其 回 收 再 利 用, 將 可 降 低 製 成 時 的 原 料 成 本 資 源 化 的 技 術 大 致 上 可 分 濕 式 與 乾 式, 以 廢 光 碟 的 來 源 組 成 型 式 來 決 定 要 使 用 哪 一 種 技 術 乾 式 處 理 為 將 廢 光 碟 片 研 磨, 風 乾 後 再 進 行 分 離, 得 到 其 中 的 塑 膠 材 料 聚 碳 酸 酯 PC, 擁 有 試 用 片 種 類 多 可 自 動 化 處 理 單 純 等 優 點, 但 耗 損 率 大 濕 式 將 光 碟 片 粉 碎 後 加 入 氰 化 劑 KCN, 加 熱 至 50 ~60, 可 剝 離 大 部 分 的 金 屬 過 濾 後 的 固 體 以 水 及 酒 精 清 洗, 風 乾 後 得 到 PC 而 含 金 屬 氰 化 物 的 濾 液 先 加 入 還 原 劑 或 電 解 得 出 粗 產 物, 再 重 新 溶 解 一 次 來 電 解 精 煉, 可 得 較 純 的 金 屬 來 鑄 錠 濕 式 處 理 的 優 點 為 耗 損 率 小 處 理 量 高 可 回 收 金 屬, 但 污 染 性 高, 且 需 依 不 同 片 種 來 選 擇 不 同 的 溶 蝕 條 件 所 回 收 的 PC 為 一 種 工 程 塑 膠, 強 度 高 電 絕 源 體 耐 熱 透 明, 可 用 於 電 氣 機 械 工 業

17 日 用 品 半 導 體 印 刷 電 路 板 等 電 子 電 路 工 業 實 為 台 灣 經 濟 發 展 的 重 點 工 業, 產 生 廢 棄 物 及 廢 水 對 環 境 的 影 響 也 需 受 到 同 等 的 重 視 以 上 介 紹 的 這 些 資 源 化 技 術 雖 有 助 於 減 低 污 染 提 高 回 收 再 利 用 率, 但 也 需 投 入 大 量 成 本 也 會 產 生 一 些 二 次 污 染 物, 所 以 應 從 根 本 的 製 成 做 起, 使 用 低 污 染 的 材 料, 才 是 最 有 效 改 善 環 境 污 染 的 方 法

18 三 河 川 河 川 主 要 汙 染 源 家 庭 污 水 家 庭 污 水 包 括 洗 衣 排 水 廚 房 用 水 衛 浴 用 水 等 若 未 經 過 處 理 即 放 流, 會 污 染 河 川 水 質 世 界 先 進 國 家 將 家 庭 污 水 納 入 污 水 下 水 道 系 統, 做 適 當 處 理 後, 才 放 流 到 河 川 或 海 洋 中 工 業 廢 水 工 業 釋 放 的 廢 水, 含 有 多 種 毒 性 化 學 物 質, 若 未 經 妥 善 處 理 而 直 接 排 放, 將 嚴 重 的 危 害 環 境 農 牧 礦 業 污 染 養 牲 畜 家 禽 造 成 的 排 泄 物 是 水 污 染 主 要 的 來 源 農 業 活 動 中 使 用 的 農 藥 肥 料 等 物 質, 經 由 地 表 水 或 地 下 水 的 滲 透 與 流 動 而 進 入 水 體, 亦 會 使 水 體 環 境 受 到 污 染 採 礦 時 為 了 分 離 礦 物, 再 選 礦 時 用 水 沖 洗, 此 種 沖 洗 水 中 含 有 大 量 之 泥 沙 溶 解 性 有 毒 物 質 ( 如 銅 鐵 鋅 鉛 等 ) 或 腐 蝕 性 物 質 ( 如 硫 酸 ), 其 流 入 河 川 或 湖 泊 後 會 導 致 該 類 水 體 的 污 染, 破 壞 生 態 平 衡 以 下 介 紹 常 見 檢 測 指 標 : ph 值 酸 性 環 境 下, 不 但 會 腐 蝕 污 水 系 統 和 河 港 設 備, 魚 群 生 物 無 法 生 存, 也 不 法 用 於 灌 溉 及 遊 憩 鹼 性 腐 蝕 性 比 較 沒 那 麼 強 勁, 也 可 被 空 氣 中 的 CO2 中 和, 但 影 響 也 不 小 導 電 度 (EC) 導 電 度 表 示 水 中 電 解 質 多 寡, 也 可 表 示 溶 解 於 水 中 的 固 體 總 量 導 電 度 太 高 對 灌 溉 有 不 好 的 影 響, 所 以 是 灌 溉 指 標 測 量 方 式 為 電 流 通 過 長 度 1cm, 截 面 積 1cm 2 的 水 柱 的 電 阻 倒 數 溶 氧 溶 氧 對 於 判 斷 水 體 生 態 系 統 的 健 康 狀 況 是 一 個 相 當 重 要 的 參 數, 因 為 所 有 的 水 生 動 物 都 需 藉 由 氧 氣 來 生 存 測 量 方 式 可 分 為 滴 定 法 及 電 極 法 兩 種 溶 氧 飽 和 度 顧 名 思 義 為 水 中 溶 氧 之 飽 和 度 生 化 需 氧 量 生 化 需 氧 量 表 示 廢 水 中 之 有 機 性 污 染 度 最 重 要 而 最 簡 單 之 標 準 為 藉 細 菌 在 定 溫 一 定 時 間 下 氧 化 所 消 耗 的 氧 量 第 一 階 段 為 分 解 有 機 碳 化 合 物 成 水 和 二 氧 化 碳, 第 二 階 段 為 硝 化 作 用 第 二 階 段 耗 時 太 長, 所 以 實 用 上 已 第 一 階 段 為 主, 五 天 耗 氧 為 準 化 學 需 氧 量 使 用 定 量 化 學 氧 化 劑 定 溫 下 滴 定 測 出 水 中 有 機 物 量 的 多 寡 省 時 但 無 法 與 BOD 比 較 若 BOD/COD 值 小 表 示 廢 水 中 含 有 不 易 分 解 之 有 機 物 需 要 馴 化 為 生 物, 若 數 值 趨 近 於 0 表 示 廢 水 中 有 毒 性 需 要 馴 化 微 生 物 才 能 用 生 物 處 理 法 懸 浮 固 體

19 會 阻 礙 光 在 水 中 的 穿 透 度, 若 沉 積 在 河 床 會 阻 礙 水 流, 若 沉 積 在 水 庫 則 會 減 少 蓄 水 量 大 腸 桿 菌 群 大 腸 桿 菌 無 法 在 水 中 直 接 繁 殖, 因 此 存 在 表 示 水 域 曾 受 動 物 排 泄 物 污 染 因 大 腸 桿 菌 與 致 病 菌 同 來 自 溫 血 動 物, 且 存 活 時 間 較 致 病 菌 長, 因 此 當 水 中 無 大 腸 桿 菌 表 示 亦 無 致 病 菌, 是 評 估 水 體 品 質 的 重 要 生 物 指 標 氨 氮 來 自 動 物 排 泄 物 及 動 植 物 屍 體 的 分 解, 水 域 中 有 氨 氮 表 示 此 水 域 剛 受 污 染 不 久 總 有 機 碳 表 示 水 中 污 染 度 供 生 物 處 理 效 果 之 評 價 利 用 有 機 碳 分 析 儀, 水 中 微 量 之 有 機 碳 可 迅 速 檢 驗, 若 事 前 測 得 該 種 處 理 水 及 廢 水 兩 者 關 係 後, 可 估 計 BOD 或 COD 之 數 值 氯 鹽 氯 鹽 一 般 淡 水 中 量 低, 來 源 主 要 為 海 水 入 侵 及 工 業 廢 水 濃 度 高 時 俱 腐 蝕 性, 影 響 作 物 生 長, 對 人 較 無 害, 但 濃 度 高 對 腎 臟 病 患 者 有 影 響 通 常 為 海 水 倒 灌 的 指 標 硝 酸 鹽 氮 為 氮 循 環 中 硝 化 作 用 的 最 終 產 物 硝 酸 鹽 氮 可 表 示 此 水 域 曾 受 污 染 的 程 度 水 域 含 量 過 高 會 造 成 水 質 優 養 化 河 川 水 質 分 類 指 標 (RPI) RPI 為 環 保 單 位 最 常 使 用 的 河 川 水 質 指 標 此 指 標 乃 早 期 引 自 日 本 的 河 川 污 染 分 類 法, 是 以 溶 氧 量 生 化 需 氧 量 懸 浮 固 體 及 氨 氮 四 項 水 質 參 數 加 以 評 定, 為 四 項 水 質 點 數 之 算 術 平 均 值 RPI 之 特 點 為 計 算 方 法 簡 單 易 懂, 能 讓 民 眾 較 易 瞭 解 水 質 之 變 化 污 水 處 理 方 法 至 今 日 污 水 處 理 方 法 愈 來 愈 多 樣 化, 大 致 上 可 分 為 物 理 處 理 法 化 學 處 理 法 和 生 物 處 理 法, 而 因 為 污 水 量 大 所 以 成 本 考 量 為 一 大 重 點 今 日 的 污 水 處 理 流 程 就 是 在 成 本 和 效 率 間 取 得 平 衡 其 中 物 理 處 理 法 又 細 分 為 : 沉 澱 法 為 污 水 處 理 最 普 遍 廉 價 之 方 法, 可 去 除 可 沉 降 懸 浮 固 體 物 質, 如 砂 無 機 固 體 物 懸 浮 性 有 機 物 以 減 少 污 染 物 質 家 庭 污 水 在 初 步 沉 澱 池 停 留 兩 小 時 大 約 可 去 除 35%BOD 及 60% 懸 浮 物 質 沉 澱 由 懸 浮 固 體 物 之 濃 度 及 顆 粒 凝 聚 性 可 分 為 四 種, 即 單 獨 沉 澱 混 凝 沉 澱 層 沉 澱 及 壓 密 沉 澱 過 濾 過 濾 為 流 體 通 過 多 孔 質 濾 料, 使 懸 浮 物 與 液 體 分 離 的 方 法, 成 本 較 為 昂 貴, 但 佔 地 小, 操 作 迅 速, 去 除 之 固 體 物 易 於 乾 燥 其 中 過 濾 方 法 可 分 為 : 重 力 壓 力 真 空 離 心 力 等 四 種 形 式, 重 力 法 用 於 懸 浮 物 濃 度 較 低,

20 真 空 法 用 於 濃 度 較 高, 如 污 泥 之 脫 水 應 用 壓 縮 法 用 於 固 體 物 過 於 微 小, 液 體 黏 度 高 時 離 心 法 用 於 易 於 過 濾 之 固 體 物, 如 含 水 率 低 之 泥 餅 其 他 常 見 物 理 方 法 如 熱 交 換 法 可 用 於 濃 縮 廢 液 或 廢 水 之 回 收 有 用 成 分 ; 汙 泥 脫 水 常 使 用 空 氣 或 加 熱 乾 燥 法 ; 加 入 鹼 液 及 空 氣 除 去 水 中 之 氨 的 氣 提 法 ; 分 離 純 水 的 冰 凍 法 和 灌 溉 處 理 法 ( 需 經 過 一 級 或 二 級 處 理 ) 而 化 學 處 理 法 也 分 為 : 中 和 法 在 河 川 檢 驗 指 標 中 有 提 到 維 持 ph 值 在 適 宜 範 圍 的 重 要 性, 而 我 們 可 以 利 用 中 和 法 來 調 節 ph 值 酸 性 廢 水 之 中 和 劑 常 用 為 鈉 鹽 以 及 石 灰 鹼, 其 中 鈉 鹽 溶 解 度 大, 反 應 速 度 大 且 控 制 溶 液, 但 價 格 高 昂 石 灰 鹼 溶 解 度 小, 須 與 廢 水 保 持 長 時 間 接 觸 或 利 用 攪 拌 設 備, 才 能 完 全 反 應, 且 還 會 產 生 大 量 污 泥, 但 因 其 價 格 便 宜, 所 以 大 量 時 仍 使 用 石 灰 鹼 來 當 作 酸 性 廢 水 之 中 和 劑 利 用 其 他 鹼 性 廢 水 當 作 中 和 劑, 也 不 失 為 一 個 好 方 法 鹼 性 廢 水 常 使 用 硫 酸 或 鹽 酸 或 二 氧 化 碳 當 作 中 和 劑, 硝 酸 亦 有 用 之 氧 化 還 原 法 氧 化 作 用 對 各 種 廢 水 處 理 有 很 大 的 價 值, 可 有 效 去 除 生 化 需 氧 量, 且 產 生 無 害 之 物 質 如 二 氧 化 碳 氮 亞 硝 酸 鹽 硝 酸 鹽 及 硫 酸 鹽 等 還 原 作 用 應 用 較 少, 但 對 某 些 廢 水 如 電 鍍 廢 水 甚 具 價 值, 如 鉻 酸 鹽 還 原 為 三 價 鉻 減 少 毒 性 常 使 用 臭 氧 或 氯 當 作 氧 化 劑, 也 會 使 用 電 解 氧 化 此 法 對 電 鍍 廢 水 最 有 效, 可 同 時 在 電 鍍 槽 中 處 理, 十 分 方 便 電 解 氧 化 脂 優 點 為 無 污 泥 可 回 收 全 部 金 屬 及 可 利 用 電 鍍 板 做 為 電 流 之 來 源 混 凝 沉 澱 法 廢 水 中 之 為 小 懸 浮 固 體 利 用 普 通 沉 澱 需 要 長 時 間, 有 些 膠 體 質 很 穩 定, 完 全 不 沉 澱 此 時 可 利 用 混 凝 沉 澱 凝 集 懸 浮 固 體 為 較 大 之 膠 羽 而 沉 澱 去 除 一 般 常 用 混 凝 劑 為 鐵 鹽 鋁 鹽 鈣 鹽 等, 也 可 利 用 工 業 廢 污 為 混 凝 劑 為 促 進 混 凝 作 用 亦 可 加 用 助 凝 劑, 助 凝 劑 可 分 為 增 加 膠 羽 作 用 及 增 加 膠 羽 體 積 及 強 度 兩 種 其 他 常 見 化 學 處 理 法 為 吸 附 及 離 子 交 換 法 薄 膜 分 離 法 以 及 溶 劑 萃 取 法 其 中 溶 劑 萃 取 法 為 利 用 僅 能 將 水 溶 解 而 無 法 將 汙 染 物 溶 解 的 溶 劑, 將 水 與 汙 染 物 分 離, 其 原 理 為 利 用 分 子 中 含 有 強 陰 電 性 原 子 的 有 機 溶 劑 雨 水 的 混 合 性 此 方 式 隨 著 水 中 污 染 物 減 少, 其 操 作 費 用 亦 減 少 生 物 處 理 法 也 分 為 : 活 性 污 泥 法 當 有 機 廢 水 與 自 最 終 沉 澱 池 之 回 流 污 泥 接 觸 後, 維 繫 的 懸 浮 固 體 膠 質 物 及 部 分 溶 解 有 機 物 迅 速 被 吸 著 於 污 泥 上, 此 種 被 吸 著 物 質, 與 溶 解 性 有 機 物 同 時 進 行 養 化 與 聚 合, 產 生 生 物 膠 羽, 在 繼 續 曝 氣 且 營 養 缺 乏 時, 生 物 膠 羽 會 被 氧 化 而 消 散, 此 為 活 性 污 泥 法 之 原 理

21 活 性 污 泥 法 對 家 庭 污 水 之 處 理 效 果 十 分 良 好, 為 普 遍 採 用 者 但 工 業 廢 水 因 BOD 濃 度 及 溫 度 和 ph 值 變 化 均 大, 且 常 含 有 毒 物 質, 必 須 先 檢 討 廢 水 對 馴 養 之 適 應 性 處 理 效 果 適 宜 之 有 機 負 荷 混 合 液 懸 浮 固 體 濃 度 及 曝 氣 時 間 等 滴 濾 處 理 法 此 法 原 理 為 在 池 內 置 率 廖 ( 卵 石 礦 渣 無 煙 煤 塑 膠 板 等 ), 污 水 流 經 池 內 時, 表 面 逐 漸 長 出 生 物 膜 流 經 濾 池 之 廢 水 中 有 機 物 與 生 物 膜 接 觸 時, 溶 解 性 有 機 物 被 生 物 膜 之 微 生 物 氧 化 分 解, 一 部 份 行 程 新 細 胞, 另 一 部 份 供 給 分 解 時 所 需 之 能 量 當 微 生 物 數 量 激 增, 生 物 膜 變 厚, 無 機 質 及 無 法 分 解 之 有 機 質 則 被 吸 著 於 生 物 膜 表 面, 當 生 物 膜 脫 落 後 隨 廢 水 排 出 成 為 腐 植 泥 因 微 生 物 無 法 及 時 分 解 鉅 量 之 有 機 物, 故 滴 濾 法 無 法 處 理 濃 度 太 高 或 流 量 太 大 之 廢 水, 因 此 在 濃 度 高 等 狀 況 下, 此 法 須 在 沉 澱 等 處 理 法 之 後 使 用 且 微 生 物 附 著 濾 料 上, 其 數 量 不 似 活 性 污 泥 可 人 工 調 解, 缺 乏 操 作 伸 縮 性, 常 因 通 風 不 良 而 於 池 底 形 成 厭 氣 分 解 產 生 臭 氣 但 滴 濾 法 對 原 水 水 質 及 流 量 變 動 適 應 性 較 大, 管 理 簡 便, 相 對 於 活 性 污 泥 法 適 合 處 理 家 庭 廢 水, 滴 濾 法 適 合 處 理 工 業 廢 水 及 供 小 型 污 水 廠 之 用 旋 轉 生 物 圓 盤 法 (RBC) 旋 轉 生 物 圓 盤 在 操 作 一 段 時 間 之 後, 圓 盤 上 將 形 成 一 層 生 物 膜, 每 當 轉 盤 旋 出 水 面 時, 盤 上 將 帶 上 一 層 水 膜, 由 於 位 居 空 氣 中, 使 水 膜 的 溶 氧 迅 速 增 加, 生 物 膜 上 之 微 生 物 在 高 濃 度 溶 氧 下, 逐 漸 將 有 機 物 分 解, 但 當 轉 盤 進 入 水 槽 後, 生 物 膜 內 層 溶 氧 被 耗 用 殆 盡, 有 機 物 質 由 於 不 斷 滲 入 而 相 對 地 提 高, 如 此 反 覆 作 用, 水 中 有 機 物 的 濃 度 則 逐 漸 減 少 RBC 法 可 在 短 時 間 接 觸 下 獲 得 高 處 理 效 率, 對 負 荷 變 動 較 具 彈 性, 設 計 簡 單 產 生 污 泥 量 少, 且 無 活 性 污 泥 法 之 鬆 化 發 泡, 也 無 滴 濾 法 之 散 發 臭 氣 濾 池 阻 塞 等 缺 點 且 噪 音 小, 不 需 高 技 術, 所 需 動 力 亦 較 活 性 污 泥 法 少, 故 被 積 極 開 發 作 為 有 機 工 業 廢 水 及 都 市 污 水 處 理 之 用 污 水 廠 處 理 流 程 物 理 化 學 生 物 三 種 污 水 處 理 法 中, 物 理 理 所 當 然 最 為 便 宜, 最 常 為 人 所 使 用 在 處 理 不 同 的 汙 水, 以 及 要 把 污 水 處 理 到 何 種 等 級 的 不 同, 會 使 用 不 同 的 方 法 組 合 大 致 上 來 說, 污 水 處 理 可 略 分 為 前 處 理 單 元 初 級 處 理 單 元 二 級 處 理 單 元 三 級 處 理 單 元 消 毒 單 元 和 放 流 單 元 前 處 理 單 元 包 括 篩 除 及 沉 砂 調 勻 和 油 質 分 離 因 為 工 業 廢 水 水 量 和 水 質 隨 時 間 有 很 大 的 變 化 故 未 確 保 各 處 理 單 元 的 設 計 功 能, 調 勻 是 工 業 廢 水 處 理 的 必 備 程 序 之 一, 且 其 還 兼 有 前 曝 氣 的 處 理 效 果 當 沸 水 中 含 有 油 脂, 會 妨 礙 生 物 處 理 之 進 行, 因 此 必 須 去 除 常 見 方

22 法 有 加 熱 : 減 少 油 脂 黏 性, 增 加 陳 降 速 度 調 整 ph 值 曝 氣 及 加 藥 混 凝 離 心 和 過 濾 ( 利 用 矽 藻 土 ) 沉 砂 是 先 把 較 大 顆 粒 的 粗 砂 去 除, 以 免 混 合 在 汙 泥 中, 增 加 汙 泥 處 理 困 擾 初 級 處 理 單 元 包 括 : 中 和 加 化 學 藥 品 混 凝 浮 除 和 沉 澱, 二 級 處 理 單 元 主 要 為 處 理 溶 解 有 機 物, 所 以 方 法 通 常 為 生 物 處 理 法, 如 活 性 污 泥 法 接 觸 曝 氣 法 滴 濾 法 及 旋 轉 生 物 盤 法 三 級 處 理 法 在 要 求 標 準 較 高 的 情 況 下 才 會 進 行, 有 碳 吸 附 法 離 子 交 換 法 等 四 海 洋 海 洋 環 境 簡 介 水 體 的 自 淨 能 力 = 溶 解 氧 (DO) : 水 體 在 自 然 狀 態 中, 有 一 定 的 空 氣 溶 解 到 水 中, 是 支 持 水 中 生 物 呼 吸 的 主 要 來 源 溶 解 氧 在 水 中 的 利 用 : 外 來 物 質 進 入 水 體 後, 可 以 被 1. 微 生 物 分 解 2. 溶 解 氧 氧 化 (oxidation) 水 中 的 污 染 物 性 質 分 類 : 1. 生 物 性 : 細 菌 病 毒 和 寄 生 蟲 2. 物 理 性 : 懸 浮 物 熱 污 染 和 放 射 性 污 染, 放 射 性 污 染 危 害 最 大 3. 化 學 性 污 染 物 : 有 機 和 無 機 化 合 物 至 今 從 源 水 中 檢 出 的 化 學 性 污 染 物 已 達 2500 種 以 上 水 污 染 物 有 多 種 來 源, 主 要 分 為 : 1. 自 然 產 生 的 : 如 森 林 落 葉 落 花, 暴 雨 沖 刷 造 成 的 污 泥 流 入, 火 山 噴 發 的 熔 岩 和 火 山 灰, 礦 泉 帶 來 的 可 溶 性 礦 物 質, 溫 泉 造 成 的 溫 度 變 化 等 影 響 : (A) 短 期 的, 會 造 成 水 生 生 物 死 亡, 但 過 後 水 體 會 逐 漸 恢 復 原 來 的 狀 態 (B) 長 期 的, 生 態 系 統 會 變 化 而 適 應 這 種 狀 態 沈 積 物 : 沈 積 物 是 由 岩 石 和 物 質 的 碎 屑 所 組 成, 大 小 從 直 徑 小 於 2 公 釐 的 砂 粒 乃 至 粉 砂 黏 土, 甚 至 更 細 的 膠 質 沈 積 物 會 減 少 土 地 資 源 ( 土 壤 ), 降 低 水 資 源 的 品 質, 把 貧 瘠 的 材 料 堆 積 在 富 庶 的 土 地 上 2. 人 為 產 生 的 : 種 類 繁 多

23 (A) 工 業 由 於 採 礦 和 生 產 製 造, 排 出 含 有 毒 的 重 金 屬 或 難 分 解 的 化 學 物 質 石 油 : 使 用 25 至 30 年 的 管 線 十 分 脆 弱, 抗 不 住 金 屬 疲 勞 和 腐 蝕 對 這 些 老 化 系 統 定 期 檢 查, 修 補 或 汰 換 破 舊 的 管 線, 是 解 決 漏 油 的 最 佳 處 理 方 法 2002 年, 環 保 署 將 1 月 14 日 訂 為 台 灣 海 域 受 難 日 阿 瑪 斯 號 貨 輪 油 污 事 件 ( 上 圖 ) 學 術 上 稱 為 珊 瑚 白 化, 白 化 是 珊 瑚 生 病 的 警 訊 一 般 來 說 珊 瑚 適 合 生 長 的 水 溫 是 18 至 28 之 間, 如 果 水 溫 超 過 30 並 持 續 兩 天 以 上, 珊 瑚 的 共 生 藻 就 會 慢 慢 消 失, 產 生 白 化 現 象, 如 果 溫 度 條 件 沒 有 改 善, 最 後 珊 瑚 就 會 死 亡 熱 污 染 : 人 為 加 熱 的 水 造 成, 即 使 只 比 周 圍 的 水 高 個 幾 度, 氧 氣 含 量 較 少 熱 水 會 讓 水 中 的 物 種 改 變, 增 加 討 厭 生 物 的 繁 殖 速 率, 例 如 有 些 水 生 植 物 和 魚 類 但 是 反 過 來 說, 熱 水 也 會 吸 引 或 讓 經 濟 魚 類 存 活 下 來, 特 別 是 在 冬 季 (B) 農 業 使 用 的 農 藥 和 化 肥, 這 些 物 質 流 入 水 體 都 會 迅 速 殺 死 所 有 水 生 生 物, 並 且 使 水 體 無 法 恢 復 正 常 狀 態 (C) 人 類 生 活 用 水 : 含 有 大 量 含 N P 的 植 物 營 養 物 質, 促 使 水 中 藻 類 迅 速 超 常 地 繁 殖 並 吸 收 溶 解 氧 Ex: 在 海 洋 環 境, 岸 邊 水 裡 的 營 養 鹽 會 造 成 海 藻 花, 破 碎 之 後 堆 積 在 海 灘 上, 十 分 難 以 處 理 熱 帶 地 區 的 藻 類 還 會 傷 害 甚 至 殺 死 珊 瑚 例 如 : 夏 威 夷 的 茂 伊 島, 因 為 實 施 廢 棄 物 海 拋, 加 上 農 業 逕 流 使 得 營 養 鹽 進 入 近 岸 環 境, 造 成 優 養 化 的 問 題 岸 邊 堆 滿 了 俯 岸 惡 臭 的 海 藻, 不 但 難 聞, 而 且 養 出 惱 人 的 蚊 蟲, 最 後 嚇 跑 遊 客 在 水 中, 因 為 藻 類 覆 蓋, 導 致 珊 瑚 死 亡

24 赤 潮 人 類 活 動 使 近 海 區 的 氮 和 磷 增 加 50%-200%; 過 量 營 養 物 導 致 沿 海 藻 類 大 量 生 長 ; 波 羅 的 海 北 海 黑 海 東 海 等 出 現 赤 潮 海 洋 污 染 導 致 赤 潮 頻 繁 發 生, 破 壞 了 紅 樹 林 珊 瑚 礁 海 草, 使 近 海 魚 貝 銳 減, 漁 業 損 失 慘 重 ( 上 圖 ) 氨 氮 含 量 偏 高, 簡 單 的 說 就 是 人 類 的 排 泄 物, 而 這 樣 的 環 境 剛 好 最 適 合 藍 綠 菌 生 存

25 8. 動 物 : 如 原 生 動 物 昆 蟲 節 肢 動 物 與 小 魚 等 等 9. 大 型 固 體 : 如 衛 生 棉 尿 片 保 險 套 針 頭 (needle) 兒 童 的 玩 具 寵 物 的 屍 體 與 身 體 部 位 等 等 10. 氣 體 : 如 硫 化 氫 二 氧 化 碳 與 甲 烷 等 等 11. 乳 劑 : 如 塗 料 膠 粘 劑 蛋 黃 醬 染 髮 劑 與 乳 化 油 (emulsified oil) 等 等 12. 毒 素 : 如 農 藥 毒 物 與 除 草 劑 等 等 廢 水 構 成 成 分 廢 水 的 構 成 成 分 變 化 廣 泛 這 是 它 可 能 構 成 成 分 的 部 分 清 單 : 1. 水 (> 95%): 是 在 沖 水 馬 桶 (flush toilet) 沖 水 帶 走 廢 棄 物 進 入 水 流 時, 最 常 被 加 入 的 物 質 2. 病 原 體 : 像 細 菌 病 毒 朊 毒 體 與 寄 生 蟲 3. 非 病 原 性 的 細 菌 ( 污 水 中 > 100,000 /ml) 4. 有 機 微 粒 : 如 糞 便 毛 髮 食 物 嘔 吐 物 紙 張 纖 維 植 物 材 料 與 腐 殖 質 等 等 5. 可 溶 性 有 機 材 料 : 如 尿 素 果 糖 可 溶 性 蛋 白 質 藥 物 與 毒 品 等 等 6. 無 機 微 粒 : 如 沙 砂 石 金 屬 微 粒 與 陶 瓷 等 等 7. 可 溶 性 無 機 材 料 : 如 氨 道 路 用 鹽 (road-salt) 海 鹽 氰 化 物 硫 化 氫 硫 氰 酸 鹽 (thiocyanate) 與 硫 代 硫 酸 鹽 (thiosulphate) 等 等 廢 水 品 質 指 標 在 自 然 的 水 路 或 是 工 業 廢 水 中 任 何 可 氧 化 的 材 料 都 可 以 被 生 化 ( 如 細 菌 ) 或 是 化 學 的 方 式 所 氧 化 化 學 式 : 可 氧 化 的 材 料 + 細 菌 + 營 養 素 +O2 CO2+H2O+ 已 氧 化 的 無 機 物 (NO3 或 SO4) 還 原 像 硫 化 物 和 亞 硝 酸 鹽 等 化 學 物 質 而 造 成 的 氧 消 耗 量 可 以 由 下 列 表 示 : S O2 SO4 -- NO2 - + ½ O2 NO3 - 生 化 需 氧 量 測 (BOD): 試 用 來 量 測 可 生 物 降 解 (biodegradation) 的 污 染 物 需 氧 量 化 學 需 氧 量 (COD): 測 試 則 是 用 來 量 測 可 生 物 降 解 的 污 染 物 需 氧 量 + 不 可 生 物 降 解 卻 可 氧 化 的 污 染 物 需 氧 量 五 日 生 化 需 氧 量 (5-day BOD,BOD5): 量 測 五 天 的 期 間 內 廢 水 汙 染 物 的 生 化

26 氧 化 作 用 的 總 耗 氧 量 3. 一 般 測 量 化 學 需 氧 量 所 用 的 氧 化 劑 有 KMnO4 或 K2Cr2O7 最 終 生 化 需 氧 量 (Ultimate BOD): 生 化 反 應 完 全 進 行 完 成 之 後 的 耗 氧 總 海 域 的 生 地 化 循 環 量 海 洋 是 一 個 容 量 極 大, 十 分 活 躍 的 碳 貯 藏 庫, 碳 的 存 量 是 莫 四 小 時 化 學 需 氧 量 (4-hour COD) 耳, 溶 解 態 的 碳 佔 98% 以 上, 其 中 CO2 BOD5 與 最 終 生 化 需 氧 量 之 間, 沒 有 普 約 佔 0.5%, 碳 酸 根 離 子 (CO3 = ) 佔 約 遍 化 的 相 互 關 係 BOD 與 COD 氧 量 之 10%, 其 餘 90% 左 右 為 碳 酸 氫 根 離 子 間, 也 沒 有 普 遍 化 的 相 互 關 係 (HCO3 - ), 三 者 合 稱 總 二 氧 化 碳 濃 度 (total CO2,(CO2) 海 洋 的 生 物 質 BOD 的 計 算 方 式 : (biomass) 僅 有 g 碳, 但 是 每 BOD(mg / L)=(D1-D2) / P 年 的 基 礎 生 產 力 卻 有 30~ g, D1: 稀 釋 後 水 樣 之 初 始 溶 氧 (mg / L) 因 此, 超 出 實 際 生 質 十 倍 的 生 產 力 的 D2: 稀 釋 後 水 樣 經 20 恆 溫 培 養 箱 效 果 之 一, 就 是 將 CO2 由 大 氣 中 清 除, 培 養 5 天 之 溶 氧 (mg / L) 變 成 顆 粒 態 的 碳, 由 海 表 向 海 洋 深 處 P= 水 樣 體 積 (ml) / 稀 釋 後 水 傳 輸, 形 成 所 謂 生 物 幫 浦 (biological 樣 之 最 終 體 積 (ml) BOB/COD: 生 物 降 解 能 力 說 明 水 中 的 有 機 污 染 物 有 多 少 是 微 生 物 所 難 以 分 解 的 微 生 物 難 以 分 解 的 有 機 污 染 物 對 環 境 造 成 的 危 害 更 大 生 化 需 氧 量 分 析 花 費 時 間 較 長 ( 一 般 20 天 以 上 水 中 生 物 方 基 本 消 耗 水 中 氧 完 全, 為 便 捷 一 般 取 5 天 時 已 耗 氧 約 95% 為 環 境 監 測 數 據, 標 誌 為 BOD5) COD 的 計 算 方 法 : 1. 化 學 方 法 測 量 水 樣 中 需 要 被 氧 化 的 還 原 性 物 質 的 量 2. 以 氧 化 1L 水 樣 中 還 原 性 物 質 所 消 耗 的 氧 化 劑 的 量 為 指 標, 折 算 成 每 L 水 樣 全 部 被 氧 化 後, 需 要 的 氧 的 毫 克 數, 以 mg/l 表 示 pump) 的 作 用 ( 上 圖 ), 這 也 使 得 海 洋 深 處 的 無 機 碳 濃 度 高 於 海 表 顆 粒 有 機 碳 沈 降 到 中 層 水 時 常 會 氧 化 殆 盡, 形 成 所 謂 低 氧 帶 (oxygen minimum zone), 釋 放 出 溶 解 態 的 碳 氮 磷 某 些 浮 游 生 物, 如 鈣 板 藻 (coccolithophorids) 有 孔 蟲 (foraminifera) 翼 足 類 (pteropod) 等 所 產 生 的 CaCO3( 霰 石 或 方 解 石 ) 殼 體 則 可 能 沈 降 到 較 深 的 部 份, 但 是,

27 隨 著 海 水 深 度 加 深, 壓 力 增 大, 碳 酸 鈣 的 溶 解 度 增 大, 在 某 一 深 度 (3500~ 4500 公 尺 ), 方 解 石 大 量 溶 解, 這 一 深 度 稱 為 躍 溶 帶 (lysocline); 到 更 深 的 深 度, 碳 酸 鹽 類 可 能 全 數 溶 解, 該 深 度 稱 做 碳 酸 鹽 補 償 深 度 (carbonate compensation depth, 簡 稱 CCD) 躍 溶 帶 及 CCD 的 深 度 隨 地 點 不 同 而 異, 一 般 而 言, 大 西 洋 較 深, 故 大 西 洋 底 海 床 的 沈 積 物 保 存 有 較 多 的 碳 酸 鹽, 而 太 平 洋 躍 溶 帶 和 CCD 深 度 較 淺 海 洋 沉 積 物 中 所 含 的 碳 酸 鹽 含 量 百 分 比 較 低 碳 酸 鹽 類 在 深 海 中 溶 解, 釋 出 Ca ++ 和 CO3 = 會 使 鹼 度 (alkalinity) 增 高 生 物 幫 浦 降 低 海 表 的 CO2 分 壓 (partial pressure), 把 CO2 移 到 不 能 與 大 氣 接 觸 的 深 水 部 份, 有 些 顆 粒 態 的 有 機 碳 和 無 機 碳 (CaCO3) 甚 而 埋 藏 到 沈 積 物 中, 置 放 到 一 個 進 出 不 易, 反 應 遲 緩, 更 大 的 碳 儲 存 庫 ( 海 床 沈 積 岩 庫 ) 生 物 幫 浦 的 強 度 與 海 表 營 養 鹽 的 含 量 與 形 成 中 底 層 海 洋 環 流 的 溫 鹽 環 流 (thermohaline circulation) 的 強 度 有 關 一 般 相 信, 冰 期 時 代 因 為 生 物 幫 浦 作 用 較 強, 深 海 底 流 的 形 成 位 置 不 同, 故 將 大 氣 中 的 CO2 轉 移 到 深 海 及 海 床 碳 酸 鹽 中, 使 得 大 氣 的 CO2 濃 度 下 降, 僅 達 190 ppm 為 了 探 討 這 些 將 營 養 元 素 及 顆 粒 態 碳 傳 輸 到 深 海 的 作 用, 在 全 球 變 遷 研 究 中 推 展 了 環 球 海 洋 通 量 聯 合 研 究 (Joint Global Oceanic Flux Studies, JGOFS), 台 灣 進 行 多 年 東 海 陸 棚 與 黑 潮 交 換 作 用 研 究 (KEEP), 是 我 國 的 JGOFS 計 劃 陰 陽 海 礦 產 曾 經 是 東 北 角 的 重 要 工 業 之 一, 也 為 台 灣 的 經 濟 起 飛 承 擔 不 可 抹 滅 的 功 勞 如 今 東 北 角 水 楠 洞 的 礦 區 已 經 停 止 運 作 多 年, 但 相 依 而 生 的 陰 陽 海, 則 成 為 著 名 的 景 點 人 們 所 作 的 決 定, 對 於 環 境 的 影 響 可 說 是 超 乎 預 期 陰 陽 海 是 稱 呼 海 面 上 呈 現 兩 種 明 顯 可 見 清 楚 分 界 的 顏 色 的 海 域, 一 般 人 最 常 聽 到 的 就 是 水 楠 洞 海 域 的 陰 陽 海 事 實 上, 除 了 水 楠 洞 的 黃 藍 陰 陽 海 外, 尚 可 粗 分 為 幾 個 類 型 : 採 礦 污 染 的 宜 蘭 石 粉 礦 藍 白 陰 陽 海, 廢 棄 物 及 工 程 廢 土 非 法 傾 倒 所 造 成 污 染 的 灰 土 色 陰 陽 海, 以 及 面 積 最 廣 大 的 土 泥 陰 陽 海 ( 上 圖 為 陰 陽 海 照 片 ) 水 楠 洞 陰 陽 海 的 成 因 曾 經 各 說 紛 紜, 如 今 較 受 一 般 認 同 的 說 法 是 : 1. 廢 棄 的 礦 區 仍 有 不 少 礦 藏, 因 為 以 暴 露 於 空 氣 中, 透 過 雨 水 的 沖 刷 ( 因 為 東 北 角 的 工 業 發 展, 造 成 雨 水 較 酸, 容 易 將 金 屬 礦 溶 解 ), 將 部 份 金 銅 鐵 礦 帶 入 水 相 再 經 過 細 菌 的 作 用, 主 要 形 成 二 價 和 三 價 鐵 的 複 雜 懸 浮 鹽

28 類, 最 後 流 入 海 水 中 2. 由 於 海 水 比 淡 水 富 含 電 解 質, 所 以 當 夾 帶 各 種 鹽 類 的 複 雜 溶 液 進 入 海 水 中 時, 會 因 為 鹽 析 的 效 果, 大 量 的 懸 浮 物 質 聚 集 成 膠 狀 的 溶 液 因 為 這 層 溶 液 不 是 勻 相, 結 構 鬆 散, 所 以 密 度 比 海 水 低, 大 部 分 會 漂 在 海 面 上, 而 不 會 溶 解 進 入 海 水 另 外, 因 為 氧 化 鐵 和 氧 化 亞 鐵 本 身 就 比 較 不 溶 於 水, 所 以 排 入 海 水 中 的 膠 狀 溶 液 消 失 的 速 度 很 慢 3. 當 地 海 灣 的 灣 流 較 緩 慢, 彎 內 的 海 水 不 會 大 量 被 帶 出, 所 以 造 成 膠 狀 溶 液 的 累 積, 排 除 速 度 慢 種 種 因 素 導 致 黃 褐 色 的 膠 狀 溶 液 覆 蓋 於 海 面 上, 而 此 層 溶 液 的 厚 度 約 為 三 公 尺 深 雖 然 三 公 尺 以 下 是 一 般 海 水 的 分 布, 但 是 因 為 表 面 的 漂 浮 溶 液, 生 態 會 受 到 很 大 的 影 響 1. 因 為 溶 液 內 含 有 複 雜 的 鐵 鹽 銅 鹽 和 其 他 金 屬 鹽 類, 這 些 過 渡 金 屬 鹽 類 都 帶 有 顏 色, 會 吸 掉 各 種 不 同 波 段 的 光, 再 加 上 光 的 散 射 與 折 射, 透 光 率 大 幅 下 降 2. 複 雜 的 金 屬 鹽 類 有 很 多 離 子 還 沒 達 到 最 高 氧 化 態, 所 以 在 表 面 的 氧 化 會 造 成 氧 氣 的 消 耗, 能 夠 溶 入 海 水 中 的 氧 氣 就 降 低 很 多 3. 金 屬 離 子 大 多 是 酸 性, 會 造 成 海 水 的 ph 值 偏 低, 對 於 生 物 的 環 境 是 很 大 的 影 響 目 前 沒 有 注 意 到 相 關 單 位 的 處 理 方 式, 或 許 保 存 此 景 點 也 是 一 種 發 展 觀 光 的 策 略 國 際 間 的 大 氣 相 關 污 染 防 治 條 約 京 都 議 定 書 (Kyoto Protocol) 簽 署 :1997 年 12 月 11 日 主 要 內 容 : * 管 制 三 十 八 個 已 開 發 國 家 及 歐 洲 聯 盟 的 溫 室 氣 體 排 放 * 管 制 溫 室 氣 體 包 括 : 二 氧 化 碳 (CO2) 甲 烷 (CH4) 氧 化 亞 氮 (N2O) 氫 氟 碳 化 物 類 (HFCS) 全 氟 碳 化 物 (PFCS) 六 氟 化 硫 (SF6) * 管 制 目 標 : 在 二 八 年 至 二 一 二 年 間 溫 室 氣 體 排 放 量 比 一 九 九 減 少 五. 二 %, 其 中 歐 盟 削 減 八 % 美 國 七 % 日 本 六 % 氣 候 變 化 綱 要 公 約 (Framework Convention on Climate Change, FCCC) 簽 署 :1992 年 6 月 ( 地 球 高 峰 會 議 ) 生 效 :1994 年 3 月 21 日 主 要 內 容 : * 抑 制 溫 室 氣 體 排 放 * 公 約 強 調 對 應 氣 候 變 遷 是 世 界 各 國 責 任, 但 因 各 國 發 展 狀 況 不 同, 容 許 各 國 負 有 不 同 的 責 任 * 附 錄 一 (Annex I) 成 員 ( 共 38 個, 包 括 OECD24 國 13 個 經 濟 轉 型 國 家 及 歐 盟 ) 於 二 年 將 二 氣 化 碳 等 溫 室 氣 體 減 量 至 一 九 九 年 水 準 * 非 附 錄 一 (Non-Annex I) 國 家 ( 共 134 個 ) 則 進 行 本 國 溫 室 氣 體 排 放 資 料 統 計 赫 爾 辛 基 宣 言 (Helsinki Declaration) 簽 署 :1989 年 5 月

29 主 要 內 容 : * 管 制 破 壞 臭 氧 層 物 質, 要 求 氟 氯 碳 化 物 在 2000 年 前 全 部 停 用, 儘 可 能 迅 速 廢 除 海 龍 * 擬 定 防 止 地 球 溫 室 效 應 惡 化 的 必 要 措 施 蒙 特 婁 議 定 書 (Montreal Protocal) 簽 署 :1987 年 9 月 生 效 :1989 年 1 月 主 要 內 容 : * 管 制 氟 氯 碳 化 物 (CFCs) 排 放 量, 明 訂 CFCs 及 海 龍 (Halon) 的 削 減 時 程 * 1994 年 1 月 全 面 禁 止 生 產 海 龍 * 1996 年 1 月 1 日 起, 除 了 部 份 開 發 中 國 家 外, 全 面 禁 用 CFCs * 成 立 多 邊 信 託 基 金, 援 助 發 展 中 國 家 進 行 技 術 轉 移 維 也 納 公 約 (Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer) 簽 署 :1985 年 主 要 內 容 : * 國 際 間 應 互 相 協 調, 進 行 有 關 臭 氧 層 及 破 壞 臭 氧 層 物 質 的 研 究 * 各 國 應 訂 定 適 當 且 可 實 施 的 共 通 對 策 赫 爾 辛 基 協 定 (Helsinki Agreement) 簽 署 :1985 年 7 月 生 效 :1987 年 9 月 主 要 內 容 : * 硫 氧 化 物 的 排 放 及 越 境 移 動 至 少 要 削 減 30% 之 1979 年 長 距 離 越 境 大 氣 污 染 公 約 協 定 * 各 國 在 1993 年 前, 硫 氧 化 物 的 排 放 量 必 須 較 1980 年 減 少 30% 長 距 離 越 境 大 氣 污 染 公 約 (Convention on the Long-distance Tarnsboundary Movements of Atmospheric Pollution) 簽 署 :1979 年 11 月 生 效 :1983 年 3 月 主 要 內 容 : * 要 求 各 締 約 國 對 越 境 大 氣 污 染 採 取 妥 善 防 止 政 策 * 規 範 防 止 硫 氧 化 物 等 外 洩 技 術, 推 展 酸 雨 研 究, 促 進 國 際 合 作, 實 施 監 控 制 度 及 加 強 資 訊 交 流 參 考 資 料 : 大 氣 污 染 _24/06-11.pdf 2. E=faq_detail.htm&idx= _52/03-Q.pdf /0008.htm pdf html 7. A%E9%A1%9E%E6%B4%BB%E5%8B%95%E8%88%87%E5% 9C%B0%E7%90%83%E7%92%B0%E5%A2%83%E8%AE%8A %E9%81%B7CH05.pdf 8. lication05_02.asp 9. m 10. /bbsboard.pl?board_id=1&type=show_post&po st= e=%e7%a9%ba%e6%b0%a3%e6%b1%a1%e6%9f%93&va riant=zh-tw 12.

30 sp?id=32246 農 藥 & 殺 蟲 劑 1. onth/36/36th2-1.htm 2. =DDT&variant=zh-tw 3. %9F%B2%E5%8A% b07c-a330fb7aa261_zh-tw.html 5. rilife.asp 金 屬 汙 泥 1. 楊 致 行, 電 鍍 污 泥 資 源 化 再 利 用 技 術, 環 保 月 刊, 民 國 90 年 10 月 2. 廖 錦 聰 張 蕙 蘭 傅 彥 培, 電 鍍 污 泥 資 源 化 回 收 示 範 廠 實 例,1999 年 工 業 污 染 防 治 工 程 實 務 技 術 研 討 會, 民 國 88 年 12 月 2.USEPA SBIR project, The Recovery of Pure Chromium Metal from Hazardous Plating Sludge, March 1, 經 濟 部 工 業 局, 印 刷 電 路 板 業 資 源 化 應 用 技 術 手 冊, 民 國 91 年 12 月 4.United States Patent and Trademark Office, United States Patent Application , Recycle process for a metal bearing sludge concentrate, April 29, 含 重 金 屬 污 泥 的 再 資 源 化 技 術, 污 泥 處 理 與 處 置 技 術 研 討 會, 民 國 80 年 3 月 6.Raw Materials Group, www. rmg. se/index.htm 7. 張 國 忠, 台 灣 環 保 產 業 雙 月 刊 第 34 期, 民 國 94 年 12 月 2. 經 濟 部 工 業 局, 廢 棄 物 資 源 化 技 術 資 料 彙 編, 民 國 88 年 6 月 8. 鄭 智 和, 台 灣 環 保 產 業 雙 月 刊 第 16 期, 民 國 91 年 12 月 9. 經 濟 部 工 業 局, 印 刷 電 路 板 業 資 源 化 應 用 技 術 手 冊, 民 國 91 年 12 月 10. 鄭 宏 德, 張 正 平, 台 灣 環 保 產 業 雙 月 刊 第 16 期, 民 國 91 年 12 月 11. 陰 陽 海 1. air2002/c /2/31.htm htm / pdf 環 境 荷 爾 蒙 onth/39/39th2-1.htm 3. onth/40/40th2-2.htm /course/textbook/text06/ch09/index.htm l 6. ion10/forum/qcu/outline/refer02.html 7. / pdf 河 川 污 染 1. 水 污 染 防 治, 高 肇 藩 2. 水 及 廢 水 處 理 化 學, 楊 萬 發 3. 厭 氧 程 序 處 理 工 業 廢 水 及 都 市 污 水 之 設 計, 洪 仁 陽 4. 下 水 道 工 程, 范 純 一 5. 迪 化 污 水 廠 處 理 流 程 6. 中 洲 污 水 廠 處 理 流 程 7. 內 湖 污 水 廠 處 理 流 程 8. Wikipedia 9. 小 型 污 水 處 理 廠 標 準 化 處 理 單 元 作 業 手 冊, 內 政 部 營 建 署 10. %E7%89%A9%E8%99%95%E7%90%86%E6%B3%95.html 紙 張 回 收 S.html 2. b.cri.cn/ 18504/2008/04/07/145@ htm ing 7.KwiNamPark, JinWonPark, Ju-Han Lee: Modification of Cellulase with Polyalkylene Oxide Allyl Ester-Maleic Acid Anhydride Copolymer and Its Application to Pulp and Paper Industry. p (2002) 8. JinWonPark, KwiNamPark: Biological Deinking of Waste Paper Using Modified Cellulase with Polyoxyethylene. Biotechnology Techniques, Vol 13, Nov 1999, Springer Netherland 9. Bioresource Technology 79 (2001) tm