國立屏東科技大學環境工程與科學系土壤管理與復育研究室                                                                                [ English Version ]

 


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相 關 連 結

 

研究成果

 ・土壤重金屬污染與整治復育:長期研究重金屬污染土壤之整治復育,其中整治以降低風險為主要目標,而復育則不僅是降低風險,尚考慮恢復土壤正常用途。曾探討之技術為化學萃取、熱脫附、現地穩定化及植生復育。主要成果如下:

1. 結合多種技術所形成之整治鏈(treatment chain)是處理含汞之多種重金屬污染土壤的趨勢,利用TGA與序列萃取方法,做為設定土壤熱脫附參數,建議整治鏈模組為:先以化學萃取整治後再進行熱脫附。

2. 以農、工業鹼副產物固定重金屬,針對中、低污染程度之土壤,以蚵殼粉、鹼性生物炭、水淬爐石、淨水軟化碳酸鈣結晶、粘土礦物、綠肥殘渣等降低鎘、鉛之生物有效性濃度。

3. 以印度芥菜進行鉻、鎳之植生萃取,並比較草酸與檸檬酸對提高鉻、鎳生物有效性與促進植體吸收之影響。

4. 近期以木本植物,桃花心木,以其幼苗利用水耕試驗探討其耐鎘之生理反應與植體鎘吸收能力,結果發現桃花心木忍受水耕液鎘濃度達30 mg/L時,葉綠素(a+b)濃度始明顯下降,而脯氨酸濃度明顯上升,雖然桃花心木尚不足以稱之鎘超累積植物,但因其成株生物量龐大,頗具植生萃取潛力。

5. 亞洲地區的含砷灌溉水問題是人類有史以來影響人口數最多的污染事件,本研究室係探討含砷地下水灌溉水田土壤後,土壤中砷濃度超過台灣土壤污染管制標準(60 mg/kg),水稻根圈土壤甚至高達300 mg/kg,以序列萃取法劃分砷型態並解釋砷的來源及在土壤中之動態,水稻植株中以根部砷濃度最高,糙米最低,但以最高濃度考量一般成人食米攝取量加以計算,仍超出WHO所建議之砷攝取量上限。  

・含高背景濃度重金屬之土壤的生物地質化學探討:長期研究蛇紋岩土壤,其高背景濃度之鉻與鎳的來源、風化特性、生物有效性及植物吸收量之評估。利用XRD、SEM/TEM、EPMA、XANES、micro-XAS等技術,完成以下主要成果:

1. 確認鉻的來源主要為尖晶石,鎳則為橄欖石及輝石;鉻、鎳風化後被氧化鐵表面所吸附,而鎳比鉻易以同構取代方式進入蒙特石、蛭石等晶格中。

2. 以地球化學分析及統計方法證實海岸山脈不同地區之蛇紋岩土壤母質是由不同來源的超基性岩類所構成的。

3. 鉻鐵礦普遍被認為極難風化,但以東部蛇紋岩母質之極育土進行研究,證實鉻鐵礦的風化作用確實是土壤有效性鉻濃度增加的原因之一。

4. 確認鎳在蛇紋岩土壤之溶解度與移動性高於鉻,但鉻因與氧化錳反應而氧化為毒性極強之六價鉻(>180 μg/kg soil),不過,六價鉻的氧化與是否在土壤中接觸氧化錳有關,而僅非氧化錳濃度高低所控制。

5. 稻米從蛇紋岩土壤所吸收之鉻與鎳稍高於全台之背景值,而有7種已在台灣歸化或本土性之非食用植物被篩選出來可應用於污染土壤之植生復育中,其中豬屎豆、銀合歡、咸豐草、印度草木犀等經評估適合做為鎳之本土性植生萃取植物。  

 ・長期研究污泥土地施用對土壤品質及作物生長之影響,探討之主題有污泥堆肥化作用、污泥氮礦化動力學、污泥重金屬在土壤之生物有效性、污泥重金屬對土壤微生物反應之影響、污泥壬基酚在土壤中的降解等,主要成果如下:

1. 下水污泥中濃度最高且易被作物吸收的重金屬為鋅,因此以鋅為計算基礎建議台灣地區下水污泥之可容許施用量為7.4 ton/ha/yr 並可連續施用約78年。

2. 下水污泥可增加土壤的氮礦化累積量,且土壤微生物生質碳量會因為污泥的添加而提高。增加污泥中銅與鋅的濃度會降低土壤微生物生質氮量,但增加鉛卻不會。

3. 添加淨水污泥至土壤並無明顯的鋁溶出問題,同時改善砂質地土壤品質,唯需加入適量的植物性堆肥,以增加土壤有機質含量。    

・海階與河階地形土壤之時間序列研究,主要成果如下:

1. 就環境地質學而言,海階與河階是台灣地區開發密度較高的地形,較容易發生地質災害與環境污染,而海階與河階的形成與全球第四紀環境變遷有密切關係,是地景保育的重要對象,也是探討土壤時間序列之理想地形,所謂土壤時間序列是指不同土壤在母質、地勢、植生及氣候條件類似之前提下,各土壤間化育作用之差異性主要由時間長短所表現出來者,而上述兩種階地上的土壤都有時間序列之特性。

2. 不論就土壤環境科學、地形學或地質學的角度來說,目前共同極待突破的瓶頸是欠缺定年資料,導致許多階地地形演育過程在推論時無法得到進一步驗證有鑑於此,本人自數年前與地質學者開始進行跨領域合作,首先以彰八卦山南部河階(共六階)之紅土為對象,該地形之成因有兩造說法,一為斷層錯動造成,另一說法認為是河流下切作用所致。透過土壤形態與化育作用過程之解釋,該研究結果研判其河階之成因應為河流下切作用所造成,對於相關環境地質學的探討有莫大的幫助。目前正持續進行大肚河階群與恆春半島海階地形演育之探討。

 

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