| 原文摘要 | 現今科技發達，產業日新月異。隨之產出種類繁多之新興污染物(Emerging Contaminants, ECs)。日常生活藥物或個人保健醫藥用品(Pharmaceuticals and Personal Care Products, PPCPs) 經人類服用或製程後產生之廢水若未經適當處理或棄置排放至水體，將影響人體健康與生態環境。故本研究選用PPCPs常用的一種非類固醇消炎藥布洛芬(異丁苯丙酸ibuprofen, IBU)，經服用後，隨人體排出進入生活污水系統。 使用四種高級氧化程序(Advanced Oxidation Processes, AOPs)包括紫外光/過硫酸鈉、紫外光/過氧化氫、亞鐵離子/過硫酸鈉及亞鐵離子/過氧化氫，利用AOPs產生高氧化力的自由基以氧化水中布洛芬。配製10mg/L布洛芬1000mL置於1L燒杯中，控制組為單獨照射紫外光(15W)，添加氧化劑(Na2S2O8或H2O2)。實驗參數如氧化劑量、初始布洛芬溶液酸鹼值、抑制劑添加等。以0、1、2、3、5、10、20、30、60分鐘定時取水樣，分別使用液相層析儀 (HPLC) 和總有機碳分析儀 (TOC) 分析，結果以去除率表示。另以擬一階反應動力計算紫外光催化對IBU溶液去除速率；其次以同莫耳亞鐵離子濃度進行氧化劑添加比較IBU去除效率。此外因AOPs反應後產生酸性至pH2~3溶液，故結合鹼性稻殼生物炭進行中和，生物炭之製備條件包括熱裂解溫度、時間及添加克數。 結果顯示四種AOPs皆能有效去除水中布洛芬(初濃度10mg/L)，達到IBU去除100%，以紫外光程序皆需時30分鐘；高劑量亞鐵離子反應僅需1分鐘，但低劑量時無法有效完全去除。此外，達到IBU去除率100%之最佳劑量分別為1.UV程序(15W)：Na2S2O8 (2.425mM)；H2O2 (0.58mM)；2.Fe2+程序：Fe2+ / Na2S2O8 (1.07mM / 7.27mM)；Fe2+ / H2O2 (0.107mM / 0.58mM)。其次四種AOPs皆在初始酸性條件(pH3)可達最高IBU去除率100%。IBU初濃度5mg/L於30分鐘達100%去除率。抑制劑添加乙醇可同時抑制硫酸根及氫氧自由基；第三丁醇僅影響氫氧自由基。TOC結果下1. UV / Na2S2O8 2.425mM 82.6%；UV / H2O2 0.58mM 23.6%；2. Fe2+ 0.35mM / Na2S2O8 7.27mM 11.4%；Fe2+ 0.035mM / H2O2 0.58mM 4.5%，顯示UV/Na2S2O8去除率較佳。此外自擬一階動力學顯示反應速率於UV / Na2S2O8 (7.27mM) 得k=0.1461較UV / H2O2 (11.6mM) 得k=0.1023較佳；Fe2+同莫耳濃度（0.035mM)對IBU去除效率比較結果：Fe2+ / Na2S2O8：(0.58mM) 40% 比 Fe2+ / H2O2：(0.58mM) 80%較差。 稻殼生物炭之高鹼度(pH7~10)特性可中和AOPs產生之酸性溶液，從酸性提升至中性值，效果最佳為生物炭製備500℃ / 2hr使pH上升至pH8.6。此外，pH值上升隨生物炭之條件顯示，添加生物炭克數10g > 5g > 1g；生物炭熱裂解條件500℃ > 400℃ > 300℃；時間2小時 > 1小時。 |