重質非水相液體（DNAPL）污染場址調查與整治

DNAPL是什麼？
污染場址調查與整治困境在哪？
污染物與水文地質如何影響調查與整治？

重質非水相液體（Dense Non-Aqueous Phase Liquid, DNAPL）類污染物，是國際及國內土壤地下水污染中最重要的待解決問題之一。至2022年底，臺灣的高風險整治場址中，有高達4成屬於含氯溶劑類的DNAPL污染。成功的污染場址整治，從污染物特性與傳輸、調查與鑑識、風險評估、整治與管理，缺一不可。因此本書即希望能為這個複雜且困難的問題，提供一個系統化的入門知識介紹，從基礎的污染物傳輸與鑑識、到應用的調查與整治技術、以及國際及臺灣的實務案例，讓讀者能初步了解DNAPL污染的調查與整治知識、應用現況，以及領域發展情形。
本書由前言中介紹北美洲含氯溶劑污染場址研究歷史及挑戰開始，第一章為重質非水相液體特性及台灣場址介紹，第二章介紹污染物在地下環境中之傳輸，第三章說明調查方法的原理及應用，第四章彙整污染場址環境鑑定識技術及案例，第五章及第六章分別介紹污染場址的物理與化學技術及應用案例，以及生物整治技術，第七章介紹三個國內複雜地質、或複合污染物場址，第八章則包括3個國外整治案例，因污染物特性、水文地質條件等，採用不同整治工法。整本書內容橫跨理論基礎、調查鑑識與整治技術、及實場應用案例，期望提供讀者在此領域的系統性介紹資料。

本書編寫作者

王子賓
健行科技大學空間資訊與防災研究中心研究員／兼任助理教授
國立中央大學地球物理研究所博士

王炳南
業興環境科技股份有限公司經理
國立成功大學環境工程學研究所博士候選人

石宜軒
國立臺灣大學生物環境系統工程學系博士生
國立臺灣大學生物環境系統工程碩士

吳怡儒
國立成功大學環境工程系博士後研究員
國立成功大學環境工程系博士

吳庭年（第三章責任作者）
崑山科技大學環境工程系教授
美國德州農工大學土木工程系環工組博士

邱宜亭
國立成功大學環境工程學系博士後研究員
國立成功大學環境工程學系博士

卓坤慶
財團法人工業技術研究院研究員
美國德州農工大學土木系環工組博士

林賢宗
台灣塑膠股份有限公司高級工程師
國立臺灣大學生物環境系統工程學系博士

施智軒
國立成功大學環境工程學系研究助理
美國德州農工大學土木與環境工程學系博士生

洪瑋濃（第五章責任作者）
財團法人工業技術研究院資深工程師
國立成功大學環境工程學系博士

倪春發
國立中央大學應用地質研究所特聘教授
美國密西根州立大學土木及環境工程學系博士

許心蘭（第四章責任作者）
財團法人工業技術研究院資深研究員
美國密西根大學安娜堡分校博士

陳緻紘
國立成功大學水工試驗所助理研究員
國立成功大學環境工程系博士

黃良銘（第六章責任作者）
國立成功大學環境工程系特聘教授
美國威斯康辛大學麥迪遜分校博士

葛茂輝（第七章共同責任作者）
業興環境科技股份有限公司計畫經理
國立中興大學環境工程學研究所碩士

董天行（第七章共同責任作者）
瑞昶科技股份有限公司經理
國立中央大學應用地質研究所碩士

劉文堯（第八章責任作者）
美商傑明工程顧問（股）有限公司台灣分公司資深協理
國立臺灣大學生物環境系統工程博士

劉怡妏
業興環境科技股份有限公司工程師
國立成功大學環境工程研究所碩士

蔡易縉
以利沙科技有限公司總經理
國立成功大學資源工程研究所博士

薛欣達
國立成功大學永續環境實驗所副研究員
國立成功大學環境工程學系博士

羅偉誠（第二章責任作者）
國立成功大學水利及海洋工程系特聘教授
美國加州大學柏克萊分校博士

※主編簡介
林財富
國立成功大學環境工程系講座教授

學歷
美國加州大學柏克萊分校博士

經歷
中華民國環境工程學會理事長（2023-2024）
國立成功大學研發長（2020/08-2023/01）
國立成功大學水工所所長（2017-2021）
台灣土壤及地下水環境保護協會理事長（2015-2018）
科技部永續學門召集人（2016-2018）
澳洲水質中心訪問學者（2006、2008）

※審核者簡介
錢致慶
美國杜邦公司 高級科技顧問

學歷
國立成功大學水利及海洋工程學系學士
美國紐約州立大學水牛城分校土木與環境工程學碩士
美國紐約州立大學水牛城分校土木與環境工程學博士

經歷
美國杜邦公司「杜邦院士」
美國國家環保署科學諮詢委員會（SAB）資聘委員
美國環保署國家環境科技成就獎委員會（STAA）評審委員
中國環境科學研究院資深客座研究員
美國杜邦公司兼任高級科技顧問

重質非水相液體（Dense Non-Aqueous Phase Liquid, DNAPL）是指比水重的純物質或是混合化學品，因為具有比水重、溶解度低，洩漏後在污染場址中會造成整個含水層污染，並成為長期污染源，增加污染團調查及整治的困難度。地下水污染場址中最常出現的DNAPL是含氯溶劑（Chlorinated Solvent），這些溶劑生物降解的產物毒性高、且降解半衰期長，加上場址水文地質特性影響，要整治到污染物濃度低於法規管制值、或是健康基準值，難度相當大，使DNAPL類污染物成為國際及國內土壤地下水污染領域中最重要的待解決問題之一。
國際上自1980年代開始，持續研發各種DNAPL的傳輸與模擬、調查、整治、及管理技術，歷經了40餘年的發展，累積了大量的實驗室與模型實驗、現場工程與管理技術、以及模式模擬經驗與知識。雖然這些成果大幅度的推進了DNAPL污染場址領域的知識，但是受限於場址水文地質及污染物的複雜性，DNAPL污染調查及整治領域仍有許多待解決的問題。
我國自2000年通過土污法之後，積極推動土壤及地下水污染調查及整治工作。目前全臺灣（2022年9月資料）的地下水有機物污染場址（含列管及解除列管者）總共360處（參考環境保護署SGW網站資料，sgw.epa.gov.tw），其中四氯乙烯及三氯乙烯污染場址佔了37%、計132處，雖已經公告解除34處，仍有98處仍為列管污染場址；如果考慮全臺灣目前列管的101處較高風險的整治場址中，更有高達37處（接近4成）屬於四氯及三氯乙烯污染整治場址。這些資料可以顯示，含氯溶劑類的DNAPL污染場址，在臺灣污染場址中，是屬於重中之重的問題。
DNAPL場址的整治，從污染物特性與傳輸、調查與鑑識、風險評估、整治與管理，缺一不可。因此本書即希望能為這個複雜且困難的問題，提供一個系統化的入門知識介紹，從基礎的污染物傳輸與鑑識、到應用的調查與整治技術、以及國際及臺灣的實務案例，讓讀者能初步了解DNAPL污染的調查與整治知識、應用現況，以及領域發展情形。
本書歷能夠付梓，首先感謝前美國杜邦公司環境整治部的「杜邦院士」錢致慶博士。他在2012年啟動成立台灣土水污染防治技術合作平台，開啟了這本書的編纂工作，尤其在歷經疫情、作者們公務繁忙的各種因素影響下，如果沒有錢博士的持續居間協調、組織、及支持，這本書幾乎無法出版。錢博士對於這個領域的支持及投入，更顯示在他力邀幾位重量級的海外學人，協助閱讀本書，提出專業建議，並且邀請到加拿大土壤地下水領域大師Beth Parker教授及團隊撰寫含氯溶劑污染物的挑戰見解，添加這本書的光彩，個人謹代表作者群特別感謝錢博士的熱心及執行力，以及對於我們的信心。
這本書的出版，要感謝許多人，除了錢博士的推動外，包括成功大學水利系羅偉誠特聘教授及環工系黃良銘特聘教授、崑山科技大學環工系吳庭年教授、及工業技術研究院許心蘭研究員及洪瑋濃研究員等各章責任作者專家帶領的學研團隊；以及啟動編纂時鼎力支持的國內三家重要工程顧問公司，包括美商傑明工程顧問臺灣分公司黃建源總經理及劉文堯資深協理、瑞昶公司車明道副董事長及董天行經理、業興環境科技公司潘時正總經理及葛茂輝經理及他們的團隊，雖然期間三位公司總經理及副董事長職務或有變動，但是三家公司持續支持這本書籍工作，才讓我們順利完成出版工作。除了各章責任作者外，這本書還要感謝多位共同作者的努力，包括第一章：薛欣達、王炳南、施智軒；第二章：倪春發、林賢宗；第三章：王子賓、蔡易縉；第五章：邱宜亭、卓坤慶；第六章：陳緻紘、吳怡儒； 第七章：劉怡妏、王炳南；第八章：石宜軒等共同作者，及第八章：Dave Flynn及Jeffrey TeGrotenhuis的資料提供。詳細作者介紹請參考作者名錄，他們的貢獻，讓這本書更完整。錢博士邀請的滑鐵盧大學教授Beth Parker及團隊撰寫的含氯溶劑污染物的挑戰見解，深入淺出的解析過往含氯污染物領域的技術進展及挑戰，是本書的亮點；也特別謝謝新加坡國立大學何建中教授及團隊對該文章的中文翻譯，讓讀者更易親近該篇文章。
書籍初稿完成後，特別謝謝行政院環境保護署張子敬署長的指正，並親自傳寫序言，署長對於臺灣的環境保護、尤其是土壤地下水保育的用心，由序言中躍然可見，感謝張署長的指導。兩位國外技術閱評專家Jim Leu（Parsons公司）及Terry Feng（Jacobs Engineering Group公司）非常詳細的閱讀本書初稿，並提出許多很有建設性的意見，以減少本書的錯誤、讓本書觀點可以更全面，特此感謝他們的專業及協助。書籍編纂過程，也非常感謝成功大學環工系潘毅峰博士、薛欣達博士、曾怡菁小姐在編輯事務上之協助；台塑公司楊朝隆先生、鄭士揚、翁瑞宏的努力進度追蹤及行政上的支持，也一併致謝。
本書一共分成八章，先由DNAPL發展介紹（第一章）開始，分別介紹DNAPL在地下水中傳輸（第二章）、污染場址調查技術（第三章）、環境鑑識技術（第四章）、物理化學的整治技術（第五章）、生物的整治技術（第六章）、臺灣的三個案例（第七章）、以及國際上三個案例（第八章）。內容橫跨理論基礎、調查鑑識與整治技術、及實場應用案例，希望提供讀者在此領域的系統性介紹資料。
本書歷經數年編寫，雖經數次校閱，仍難免有疏漏之處，敬請各位專家及讀者不吝提供寶貴意見，讓這本書後續有持續改進的機會。

林財富 謹誌

第一章　前言及重質非水相液體介紹
1.1 前言
1.2 重質非水相液體介紹
1.3 重質非水相液體研究進展介紹
1.4 臺灣土壤及地下水污染及整治現況
1.5 各章節架構介紹與國際案例地圖
參考文獻

第二章　孔隙及裂隙介質污染傳輸
2.1 地下水文概述
2.2 物理參數特性定義
2.3 非飽和層液態流動特性
2.4 污染物溶質傳輸
2.5 地下水溶質傳輸方程式解析解
2.6 土壤地下水溶質傳輸方程式數值解
2.7 裂隙岩體水流與溶質傳輸
2.8 小結論
參考文獻

第三章　污染調查技術
3.1 污染物與場址類型
3.2 含氯污染物調查步驟與工具
3.3 地球物理技術應用
3.4 現地即時調查技術
3.5 現場採樣分析方式
3.6 數據解析與污染研判
3.7 污染同源鑑識工具
3.8 綜合說明
參考文獻

第四章　環境鑑識技術
4.1 何謂環境鑑識
4.2 化學指紋
4.3 穩定同位素
4.4 植物法醫
4.5 地下水定年法
4.6 其他鑑識技術
4.7 小結
參考文獻

第五章　物化整治技術
5.1 綠色及永續導向型整治（GSR）概念導入
5.2 抽取處理（Pump and Treatment）
5.3 土壤氣體抽取法（Soil Vapor Extraction）／空氣注入法（Air Sparging）／雙向抽除法（Dual-Phase Extraction)
5.4 現地化學氧化法（ISCO）
5.5 熱處理法（Thermal Treatment）
5.6 界面活性劑／共溶劑沖洗法
5.7 滲透性反應牆
5.8 太陽能好氧循環反應處理法
參考文獻

第六章　生物整治技術
6.1 生物整治技術簡介
6.2 現地厭氧生物整治技術策略概述
6.3 生物刺激法之應用
6.4 生物添加法之應用
6.5 監測式自然衰減法應用
6.6 分子生物技術之應用
參考文獻

第七章　臺灣污染場址調查與整治案例
7.1 高雄場址案例
7.2 苗栗縣中港溪滯水層地下水高濃度含氯有機物污染場址整治試驗案例
7.3 複合場址―臺南某含氯污染場址整治案例
參考文獻

第八章　國外污染場址調查與整治案例
8.1 科羅拉多化學原料分裝廠
8.2 北卡羅萊海岸巡防隊支援中心
8.3 印第安納化學廢棄物回收廠
8.4 國外整治案例經驗之回饋
參考文獻

特邀專文原文