奈米零價鐵在孔隙介質之流佈與傳輸研究; Investigation of Fate and Transport of Nanoscale Zero-Valent Iron Particles in Porous Media

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Title:	奈米零價鐵在孔隙介質之流佈與傳輸研究;Investigation of Fate and Transport of Nanoscale Zero-Valent Iron Particles in Porous Media
Authors:	陳家洵;林錕松
Contributors:	應用地質研究所
Keywords:	地球科學類
Date:	2006-07-01
Issue Date:	2010-12-06 15:37:38 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	國內外屢屢發現非水相重質液體(簡稱為DNAPL)污染地下水案例。零價鐵粉在水中容易氧化而啟動DNAPL 之還原脫氯作用，將DNAPL 轉換成無害的甲烷或乙烷，是一有效的DNAPL 污染整治技術。隨著奈米科技的發展，此一技術已演進至使用奈米級 (10 至100 個奈米(nm)；1nm= 10-9 m) 零價鐵的地步。實驗室批次試驗證實奈米零價鐵在酸性環境中可有效摧毀多種常見的污染物，如氯化甲烷族、氯化乙烷族、氯化乙烯族、氯化苯族、多氯聯苯、戴奧辛、五氯酚，及汞、鎳、鎘、銀等重金屬。奈米零價鐵的表面積相當大(約34-141m2/克)，與DNAPL 接觸反應速率高(數小時至數天不等)，而活性則可達4 至8 週之久。異於傳統零價鐵粉的被動式反應壁方法，奈米零價鐵污染整治技術可將奈米零價鐵與水混合製成奈米零價鐵水漿，經由一般水井灌入含水層，藉地下水流場傳輸到目標污染區，因此理論上具更高的適變性及主動性。然而奈米零價鐵在地下水中的流佈(Fate)與傳輸機制尚未被充分瞭解，實際上尚無法決定此技術的發展潛力及實用限制；舉凡含水層水文地質特性對傳輸距離、影響範圍的評估，水漿灌注井個數、方位排組、灌注率、深度之最佳設計，是否造成地下水質的二次污染或其他不利結果…等因素皆無法有效進行之。因為奈米零價鐵大小屬原子級，它們在水中的移動似乎接近溶解相行為。但它們是以懸浮微粒形式存於水中，又類似膠體活動。究竟奈米零價鐵的傳輸與流佈可用溶解相之水力延散理論解釋，亦或遵循膠體活動理論，還是有其它方式，有待研究解決。如何有效監測奈米零價鐵在含水層中的遷移亦是另一重點問題。本計劃的目的是瞭解奈米零價鐵在多孔隙介質中的流佈及傳輸機制，和發展有效監測技術。將進行均質及非均質砂箱模擬實驗：砂箱中維持一維、穩定流場，同時注入奈米零價鐵水漿和溴化鉀溶液(作為保守性示蹤劑)。然後用地電阻儀量測奈米零價鐵流經時電阻變化，再配合相關水質參數(溶氧、氧化還原電位、二價鐵濃度、溴離子濃度)作閒接觀測。比較溴離子濃度及電阻變化可知奈米零價鐵是否符合溶解相方式傳輸，而其它水質參數對比則可得知奈米零價鐵流佈並且評估驗證地電阻監測方法的可行性。本定性研究的成果是未來定量分析及數學模擬不可或缺的基礎。研究期間：9408 ~ 9507
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
Appears in Collections:	[Graduate Institute of Applied Geology] Research Project

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