光电催化技术还原含六价铬金属离子废水之可行性研究.PDFVIP

光電催化技術還原含 六價鉻 金屬 離子廢水 環保簡訊 / 第 期 ■ 光電催化技術還原含六價鉻金屬離子廢水之可行性研究 25 之可行性研究 6-1 徐 宏德 光電催化技術還原含六價鉻金屬離子廢水之可行性研究 中原 大學生物環境工程 學系 徐宏德 32023 桃園縣中壢市中 北路 200號 中原大學生物環境工程學系 Tel:03-2654904, Fax:03-2654949, E-mail: hthsu@cycu.edu.tw 32023 桃園縣中壢市中北路 200 號 Tel:03-2654904, Fax:03-2654949, E-mail: hthsu@cycu.edu.tw 一、前言 鉻(Chromium)為一種重金屬，自然界水體中的鉻大多以六價鉻 Cr(VI) 與三價鉻 Cr(III)的型態存在， Cr(III)具有微毒 性，惟Cr(III)是人體必需的微量元素，一般人每天從 食物如麵包、穀類、魚肉、蔬菜等攝取，大多低於 100微克。 Cr(VI)為劇毒性，Cr(VI) 則是工業產物主要型態，包括鉻酸 (chromic acid, chromium trioxide)及其鹽類(chromate) 、 重鉻酸 (dichromate) 等，鉻金屬為廣泛被使用於產品製程、加工處理之高價金屬，如金屬 電鍍業、染整業等，因此鉻金屬的污染可能經由掩埋場滲漏至土壤及地下水中，形成飲 食與水源之污染 。我國法訂Cr(VI)放流水標準為小於0.5 mg/L ，國內對於鉻 金屬廢液的 處理技術 多以混凝沉澱為普遍應用之處理技術，然而處理後容易有 大量污泥產生的問 題 ，故需再委外再進行固化處理 ，增加廠商外部 成本，亦對環境造成負荷。 鉻 金屬已被 美國環境保護署(U.S Environmental Protection Agency)列為B 級致癌性 物質，對於人體的眼睛、呼吸系統、肺、肝、腎、血液及皮膚等皆有危害性，若人體累 積過量，會導致鼻穿孔、皮膚潰爛、皮膚炎、肺癌等，甚至死亡 ；其中Cr(VI)具強氧化 作用，以及較容易通過生物膜之特性，鉻 金屬會先以Cr(VI)的形式 滲入細胞，並在細胞 內還原為 Cr(III) ，而構成終致癌物，除非遭受到人體細胞影響，否則會一直停留在該組 織內，與細胞內大分子相結合，引起遺傳密碼改變，進而引起細胞突變與癌變。鉻金屬 離子對於水生生物有致死作用，且會蓄積 於魚體內 ；土壤中鉻金屬過多時，會抑制有機 物質的硝化作用，並使鉻金屬於植物體內蓄積，根據相關研究報告顯示 ：水中含鉻 離子 濃度小於 1 ppm時 ，可刺激作物生長 ；鉻離子濃度於1~10 ppm時 ，會使農作物生長減 緩 ；鉻離子濃度大於到100 ppm時則幾乎完全使作物停止生長，瀕於死亡 ；因此將我國 1 環保簡訊 / 第 25 期 ■ 光電催化技術還原含六價鉻金屬離子廢水之可行性研究 6-2 環保署已積極尋找解決之道，或以政策配套方式循序漸進，逐步加強污染管制作為，以 增進國人健康與福祉。 光觸媒光催化技術之發展日新月異，常見半導體光觸媒如 TiO2 、CdS 、ZnO 、ZnS 及 SnO 等，而二氧化鈦(Titanium dioxide, TiO )具穩定性高、毒性低、成本低之特性， 2 2 為光催化反應中最常使用的光催化劑[1-2] ；爾後光觸媒處理技術更廣泛應用於環境工程 領域，如分解有機揮發性氣體、礦化廢水中之有機物質以及重金屬的去除等[3-6] 。應用 二氧化鈦光催化同步氧化有機化合物、還原高價金