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土壤與地下水污染生物復育的基本原理
土壤與地下水污染生物復育的基本原理
講師：盧至人 教授 / 國立中興大學環境工程系
現地生物復育是土壤與地下水有機污染常見的污染整治工法，生物復育是利用原生現地微生物或是人為添加的特定菌株將受污染的環境介質(本工作坊著重於土壤與地下水)中的有機化合物經異化、同化或共代謝作用，分解或轉化成較簡單的有機物或是二氧化碳及水等無害產物，以達到土壤與地下水整治之目標。現地生物復育著重於提供適當的環境因子，以提高現地微生物族群的數量，促進現地微生物族群代謝污染物之活性，使其得以有效分解有機污染物。例如生物活化法即是藉由添加生物分解所需的營養鹽…等於污染場址，活化場址內既有的微生物族群。或是藉由現地環境因子評估，確認限制生物分解的關鍵環境因子，並以人為方式將其改善到適合生物分解所需的環境狀態，例如調整pH、水分、氧氣…等。若是現地微生物數量不足，微生物活性不佳或是菌種組成不利於生物分解…等，則可以採生物添加法。即直接添加對污染物具有分解能力的特殊菌種於污染場址。或利用生物工程技術，自環境中篩選具特定污染物分解能力的微生物，重新再馴化增殖後加諸於污染場址之中。另一種國內常見的現場生物處理法，則是將污染土壤(地下水)挖除(抽除)後採生物堆或特殊的生物反應器，藉由生物堆或反應器的翻堆攪拌，並人為控制溫度、水分、氧氣與營養鹽…等，以分解去除土壤或地下水中的污染物。
前述的生物刺激活化、生物添加或是生物反應槽的設計與操作，最關鍵的初步評估程序是了解污染物的型態與濃度(含污染物的物化特性，例如: 分子結構、溶解度、沸點、Kd值、Kow值、取代基、分子量…等)。另一關鍵評估因子是為微生物特性(例如: 微生物數量、酵素、酵素活性、酵素表現、特定的環境條件(例如: 好氧、無氧或厭氧…等)、特殊營養鹽(例如: B12、鈷、鉬、銅…等)、ORP、EC、pH…等等)。
此工作坊以現地生物復育的觀點討論生物復育整治工法設計與操作的關鍵參數與評估方式。
自然衰減法整治地下水污染應用指引
自然衰減法整治地下水污染應用指引
講師：張書奇 教授 / 國立中興大學環境工程系
自然衰減法(Natural attenuation, NA)或稱自然整治法(Intrinsic remediation, IR)，為利用土壤及地下水環境中的物理現象、化學現象或生物反應過程，例如稀釋、蒸發、吸附、延散、微生物代謝等作用，將土壤及地下水中的污染物質予以清除或減少之方法。自然衰減的現象在每一個污染場址中或多或少均會發生，然而污染場址欲採用自然衰減法 進行整治，其場址特性需具備適合的生物分解特定條件，否則不宜採用自然衰減法進行土壤及地下水 污染整治。
流式細胞儀於土壤及地下水生物整治之目標族群高通量追蹤分析技術
流式細胞儀於土壤及地下水生物整治之目標族群高通量追蹤分析技術
講師：吳向宸 教授 / 國立中興大學環境工程系
土壤及地下水生物整治試程中，現地微生物族群之組成結構為了解生物整治程序是否持續運作之重要指標。而目前用於分析微生物族群組成之技術為使用次世代定序(NGS)技術搭配定序核醣體RNA演化遺傳訊息，可詳盡了解樣品中微生物族群之組成成員與大致分佈比例。而針對微生物族群間有興趣之成員，FISH 搭配流式細胞儀(FCM)則為現今極具發展潛力之分析技術。樣品固定化前處理後之微生物細胞，加入專一性螢光探針鎖定 目標細胞進行雜合染色，逐步清洗去除非專一性黏合之多餘探針，即可透過FCM分析。經液壓技術將染色細胞排列通過微流道，以雷射光束逐一激發單一細胞顆粒擷取發散螢光訊號並記錄。高通量FCM樣品上機容易，且能以每秒 3 萬個顆粒分析速度快速鑑定染色細胞並進行絕對計數，僅需少量樣品(20 微升)即可取得具統計意義之結果，為一套大幅降低分析門檻與時間之目標族群追蹤分析法。
氯化乙烯類污染生物整治實務困難及解決要訣
氯化乙烯類污染生物整治實務困難及解決要訣
講師：張書奇 教授 / 國立中興大學環境工程系
環境當中有許多持久性有機污染物均為鹵化與氧化性有機污染物，如三氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、多氯聯苯、多溴聯苯醚、DDT、靈丹等，因為這些污染物普遍具有中溶解度低、容易吸附於有機質與生物可行低等特性，故在環境中不易降解，成為持久存在之污染，對環境生態及人體健康均造成威脅。雖然目前已發展出多種物理、化學及生物之污染整治方式，但因非生物(即物理化學)整治因未能有效提高水中溶解度或是加速脫附，極可能造成整治初期污染物濃度下降甚快，但後期卻有污染回升(concentration rebound)之情況，並且單位成本較高，以致針對大規模含水層污染與低濃度污染之整治工程而言，通常以採用生物處理較為有利。
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