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土壤污染 生物堆 (Biopile) 書面報告 昆蟲四鄭又升 前言 生物堆(biopiles)，亦稱為生物單房(biocells)、生物堆積(bioheaps)、生物土堆(biomounds)與堆肥堆(compost piles)。其運用生物降解的機制來減低挖掘土壤中受石油成份污染之污染物濃度，此技術牽涉到污染土壤堆積至堆(piles)或是單房(cells)與通入氣體或是添加礦物質、營養鹽與濕度控制等，藉此促進土壤中好氧微生物之活性；藉由微生物之呼吸作用加強微生物之活性以降解吸附之石油產品成分(petroleum-product constituents)。 生物堆與土耕法(landfarms) 是相似的，兩者皆位於地表面上，工程建造的系統一般是使用來自空氣中的氧氣以促進好氧細菌的生長與再生能力，接著，減低石油污染物吸附在土壤中。當土耕藉由耕種或犁田供應氣體，則生物堆積供氣大部分常藉由強迫供應空氣的方式，經由注入或是抽取的方式來驅使氣體通過遍佈堆中所放置的開槽或多孔的管道系統。 整治方法優缺點 有關生物堆法之優缺點詳述整理於下表。綜合其優缺點可發現，對於設置而言，其方法較為簡單，又因位於地表上，因此維護也較容易。許多污染場址之管理者也喜歡選用本項技術，可是在環保主管機關的立場上，必須要求整治者防止場址的二次污染，包括防止VOCs 逸散措施、滲水收集處理設施等。 表一 生物堆法優缺點比較表 優點 缺點 ?? 相對於其他整治技術而言，較簡 單，且容易設置。 ?? 較短的處理時間，在已調整為最適的操作狀況之下，平均約6 個月至2 年間可以完成整治工作。 ?? 每噸土壤處理費用約 30~90 美元，較其他地面處理程序便宜。 ?? 比土耕法需要較少的土地面積。 ?? 對於有機化合物具有生物降解之輔助作用。 ?? 相對於土耕法而言，可以設計密閉式的逸散氣體收集系統。 ?? 能有效處理複雜的油品類土壤污染場址。 ?? 濃度去除率＞95%，殘餘濃度0.1 ppm 的情形是比較難以達到的。 ?? ＞50,000 ppm 高濃度污染土壤可能效率較差。 ?? ＞2,500 ppm 高濃度重金屬土壤可能會抑制微生物作用。 ?? 揮發性高的物質可能較易被抽氣系統移除，而不是被生物分解成無害物質。 ?? 需要較大的土地面積空間（雖然仍比土耕法需要較少）。 ?? 抽出之氣體必需處理，不能直接與大氣交換。 ?? 需要設置底部阻絕設施。 生物堆有效性之評估 生物堆法之選用，涉及微生物生長之相關限制因子，但因挖至地面處理 ，對於地質狀況為次要之考量因子。污染場址是否適用生物堆法，必須由 下列參數配合，主要包括下列三個項目：一、土壤特性 二、污染物特性 三、氣候條件。 一、土壤特性 1. 微生物量評估：一般而言，每克乾重土壤中若含有1,000 CFU（colony-forming unit）以上的異營性總菌數，將有利於本項技術的執行。 2. 土壤pH值評估：微生物最適生長之pH值在7左右，pH6至8左右適合微生物生 長，若超出此範圍，則必須進行土壤pH值改良。 3. 溼度含量：含水率約為40%至85%，超出本項範圍則必須添加適當的水分或設 置蒐集多餘水分之設施。 4. 土壤溫度：保持10℃至45℃的土壤溫度適合微生物生長。 5. 營養鹽濃度：碳：氮：磷比為100：10：1 至100：1：0.5 之間為佳。 二、污染物特性 1. 揮發性：有機污染物因空氣注氣作用被驅散出土壤堆，這是不願意被見到的， 因為本項方法乃期望生物作用能為主要之降解污染物方式，否則必須 再進行逸散氣體的防制工作。因此，在提供曝氣作用時，必須控制曝 氣強度。一般而言，汽油、柴油在微曝氣情形下並不會大量逸散出土 壤堆，但VOC 的揮發性較高，必須加以控制。 2. 化學結構：汽油、柴油等油品類，較具生物分解性；但若是潤滑油、機油、 熱燃油（heating oil）等，則具較低之生物分解性。 3. 濃度和毒性：總石油碳氫化合物（TPH）濃度不大於50,000 ppm，而重金屬也 必須小於2,500 ppm。若超出建議濃度範圍是否可以執行，必須 另外進行生物毒性試驗，或是必須延長預估整治時間期程。 三、氣候條件 環境溫度：氣溫會間接影響土壤溫度，如果氣溫超出前述土壤溫度合適範圍， 就必須採取補助升溫或降溫之措施。 降雨量：一般生物堆法並未設計