週三, 28 十二月 2011 17:13

人工溼地自然淨水系統植生復育重金屬污染研析

 

計畫中文名稱 人工溼地自然淨水系統植生復育重金屬污染研析
計畫英文名稱 Phytoremediation of Heavy Metal Pollution Within Constructed Wetlands
計畫編號 NSC96-2221-E390-006
主管機關
行政院國家科學委員會
執行機構
國立高雄大學土木與環境工程學系
研究期間 9608 ~ 9707
研究領域 葉琮裕
研究人員
9608 ~ 9707

鍵字詞

植生復育法; 人工溼地; 重金屬; 自然淨化工法

中文摘要

國內近來推廣之人工溼地生態工法理念與技術達到生物多樣性、生態綠化、 省能、水資源再生、雨污水回收再利用、透水保水等效果,創造符合生態理念之 生活環境。在人口較分散或污水下水道系統尚未構築接管地區,或河川溝渠水體 水質亟需提昇,簡單易操作無需過多後續維護之自然淨化人工溼地系統,應可提供不錯過度代替選擇方案。

一般而言,人工溼地除可有效削減生化需氧量等有機污染物及氮磷營養鹽外,對重金屬及難分解有機物具有良好的去除效率。國內目前陸續已有許多模槽試驗及調查計畫,瞭解本土人工溼地污染物去除操作參數, 然而以具規模人工溼地實場,實際探討污染物去除機制和污染物降解相互影響之關係,進而探討污染物去除於溼地系統內,反應動力方程暨質量平衡情形,仍值得深入研究,研究結果可提供未來國內陸續細設及構建完成之人工處理溼地,主要操作參數建立或處理效率評析之用。

國內近來構築人工溼地自然淨化系統,主要用於河川水體水質提昇,亦兼具景觀及提供生物棲地功能。國內多處地面水體遭受畜牧廢水不當處理排放污染,水中重金屬銅鋅濃度偏高,人工溼地自然淨化工法降解有機污染物及營養鹽外,對重金屬去除亦可提供良好成效。屬生態工法及具環境永續之植物復育法,成為具潛力之重金屬污染整治技術。為提昇植物復育之效率應選擇高重金屬吸收率且生長迅速之植體種類。植生復育雖對於污染物降解需較長之污染改善時間,及利用植栽之定期收割暨後續處理處置需求等,不及工程整治技術快速及有效率,然而植物復育法較傳統物化處 理整治技術經濟且屬於生態工法可達到資源永續利用。植物復育法亦可同時適用於受有機及無機污染之複雜物化組成暨地質狀態之底泥沈澱物或土壤,且較不易破壞土壤結構及質地。整治復育區域較為大眾所接受,且植生綠地改善景觀並對 環境友善。ㄧ般而言,植物復育法處理重金屬污染場址,須考量受重金屬污染沉 澱物及土壤中重金屬生物有效性,重金屬土壤之鍵結狀態,常與重金屬是否易於土壤中傳輸,甚而對環境造成衝擊及風險有直接關聯性,重金屬與底泥鍵結型態係評估植物復育可行性之重要因子。

本研究將分兩年期探討人工溼地自然淨化,植物復育受重金屬污染之水質及底 泥效益和機制。除第一年進行實驗室盆栽試驗及人工溼地模槽,研析植物復育法重金屬去除效應及機制,另以改變底泥土壤有機質、添加螯合劑及土壤質地pH 值,瞭解其對底泥重金屬鍵結型態之影響,並分析不同植體之重金屬去除差異暨重金屬於植體內之傳輸情形,基此判定最適植生復育重金屬及相關污染物之操作環境條件。

第二年將就實驗室及模槽實驗結果,運用於高雄大學內現行校園溼地實場探討重金屬、有機污染物及營養鹽之去除效率及傳輸機制,並進行推估其去除反應預估方程式。水質物化指標如pH、溫度、溶氧、電導度及氧化還原電位之測定,以瞭解其對溼地中污染物去除之關聯性。瞭解污染物間相互消長之狀況,推斷主要之氧化還原變化狀況,研析有機污染物降解之主要電子接受者,並檢測其產生之副產物。此外,亦藉由污染物於溼地中削減效率、去除機制、涵容能力及累積受體之研析,試圖建立污染物於溼地內之質量平衡關係及相關受體間之傳輸機制,用以推估污染物對於水體環境之污染衝擊及其再釋出環境之潛勢,並研究植生復育重金屬和污染物之植體收割頻率及其最佳操作條件。

研究結果有關溼地模槽及實場重金屬質量平衡研析,包括不同植物植體對於重金屬吸收之貢獻,及底泥重金屬鍵結及釋放潛勢探討,可進一步探討受重金屬 污染農地等場址植物復育整治後續研究方向,河川底泥或污泥中重金屬鍵結情形分析可作為判別其環境影響衝擊研析之參考。另,人工溼地自然淨水工法研究進行水質中重金屬、營養鹽及有機污染物去除成果可作為相關水資源再利用,及河川溝渠排水污染提昇水質提昇之參考。高雄大學校園人工溼地水質淨化及相關環境影響因子之探討,有助於提供國內細設及構築中自然淨化系統操作參數建立, 未來可進一步探討人工溼地用於水體水質提昇重金屬污染物去除,暨地下水體營養鹽及污染物整治復育之可行性參考。

資料來源

GRB政府研究資訊系統
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研究分類