本研究以地下水數值模式為基礎，模擬對含氯有機污染的生物整治與滲透性反應牆整治工法進行評估。在地下水數值模式（GMS）中，透過MODFLOW模擬地下水流場，進一步利用SEAM3D模型進行化學傳輸模擬，以深入研究不同整治情境的效果。研究的核心目標在於深入探討地下水中含氯有機物的污染問題及相對應的治理方法，透過數值模式的建立模擬地下水中污染物的傳輸和分佈情況，同時進行生物整治和滲透性反應牆兩項整治工法的模擬。在研究過程中，針對不同含氯有機物進行不同的生物整治藥劑濃度為10至1,000,000 mg/L六種模擬，同時分析滲透性反應牆設置位置距離污染團8和18 m對整治效果的影響。生物整治方面的研究結果顯示，藥劑濃度的提升對含氯有機物的降解效果有積極的影響，以PCE而言，增加10倍的藥劑濃度，平均增加體積1.45 m3移除量，然而，高濃度具有整治成效的上限，如100,000和1,000,000 mg/L兩種模擬情境下移除量僅相差0.32 m3。滲透性反應牆的模擬結果顯示，設置位置、深度與水力傳導係數對整治效果有明顯的影響，以PCE而言滲透性反應牆設置位置相差10 m，污染體積移除量相差7.05 m3，應仔細評估最佳設置策略，以達到最優整治效果。整體而言，本研究為地下水污染整治提供參考，模擬結果顯示，在制定整治計畫時，詳細調查污染場址的水文地質條件是至關重要的，以確保整治工法能發揮預期效果。針對生物整治，研究指出藥劑濃度的適當調整能最大化整治成效與成本之間的平衡。同時，滲透性反應牆的最佳配置仍需進一步驗證，以確保整治效果與成本之間的適當平衡。

This study employs a groundwater numerical model to assess the performance of bioremediation and permeable reactive barrier (PRB) methods for chlorinated organic contamination. In the Groundwater Modeling System (GMS), the MODFLOW is utilized to simulate groundwater flow, followed by the implementation of the SEAM3D for chemical transport simulation, allowing for an in-depth investigation of various remediation scenarios. The primary objective of this research is to comprehensively explore the contamination issues related to chlorinated organic compounds in groundwater and their corresponding remediation methods. Through the establishment of numerical models, the study simulates the transport and distribution of contamination in groundwater while conducting simulations for both bioremediation and PRB remediation methods. During the research process, various concentrations of chlorinated organic compounds are simulated for bioremediation, with a detailed analysis of the impact of PRB placement at distances of 8 and 18 meters from the contamination plume on remediation effectiveness. Results from the bioremediation study indicate that an increase in the concentration of remediation agents positively influences the degradation of chlorinated organic compounds. For example, in the case of PCE, a tenfold increase in agent concentration results in an average increase of 1.45 m3 of removal. However, high concentrations exhibit a limit to remediation effectiveness, with only a marginal difference in removal volume between scenarios of 100,000 and 1,000,000 mg/L (0.32 m3). Simulation results for PRB reveal that placement, depth, and hydraulic conductivity significantly affect remediation effectiveness. Specifically, for PCE, a 10-meter difference in PRB placement results in a 7.05 m3 difference in contaminant volume removal, emphasizing the need for a careful evaluation of the optimal PRB placement strategy to achieve the best remediation outcomes. In conclusion, this study provides valuable insights into groundwater contamination remediation. Simulation results highlight the crucial importance of detailed investigations into the hydrogeological conditions of contaminated sites when formulating remediation plans, ensuring that remediation methods can achieve the desired outcomes. For bioremediation, the study suggests that appropriate adjustments to remediation agent concentrations can maximize the balance between remediation effectiveness and cost. Additionally, the optimal configuration of PRB still requires further validation to ensure an appropriate balance between remediation effectiveness and cost.

第一章	前言	1
1.1	研究背景	1
1.2	研究架構	4
第二章	文獻回顧	6
2.1	地下水含氯有機物污染	6
2.1.1	地下水含氯有機污染物特性	6
2.1.2	污染管制現況與常見整治工法	9
2.2	含氯有機物污染整治方法	16
2.2.1	生物整治	16
2.2.2	滲透性反應牆	20
第三章	研究方法	24
3.1	地下水數值模式與模擬流程	24
3.2	水文地質結構	31
3.2.1	生物整治	31
3.2.2	滲透性反應牆	33
3.3	邊界條件	34
3.3.1	生物整治	34
3.3.2	滲透性反應牆	37
3.4	污染物化學反應	39
3.4.1	生物整治	39
3.4.2	滲透性反應牆	50
3.5	SWOT分析	52
第四章	結果與討論	53
4.1	流場	53
4.1.1	穩態流場	53
4.1.2	暫態流場	54
4.2	生物整治	56
4.2.1	水流流場	56
4.2.2	污染物分布	58
4.3	滲透性反應牆整治	74
4.3.1	假設模型水流流場	74
4.3.2	場址水流流場	81
4.3.3	場址污染物分布	83
4.4	整治工法比較	90
4.5	整治工法分析	96
第五章	結論與建議	100
5.1	結論	100
5.2	建議	102
參考文獻	104
圖1-1  臺灣近五年平均水資源分布（106-110年）	1
圖1-2  近20年PRB研究論文數量	3
圖1-3  研究流程	5
圖2-1  污染場址判定流程圖	10
圖2-2  臺灣地下水含氯有機物列管數	11
圖2-3  含氯有機物厭氧還原途徑	17
圖2-4  PRB設計流程	22
圖3-1  數值模式模擬流程圖	28
圖3-2  污染場址地質柵狀圖	32
圖3-3  污染場址概念模型及地質分布	33
圖3-4  PRB假設模型之概念模型	33
圖3-5  污染場址邊界條件設定俯瞰圖	35
圖3-6  污染場址降雨量	36
圖3-7  PRB假設模型之邊界條件設定	37
圖3-8  污染場址PCE涵蓋範圍	41
圖3-9  污染場址TCE涵蓋範圍	42
圖3-10  污染場址DCE涵蓋範圍	43
圖3-11  污染場址VC涵蓋範圍	44
圖3-12  生物整治藥劑灌注井位置	49
圖3-13  生物整治藥劑灌注井灌注次數	50
圖4-1  穩態流場水頭分布	53
圖4-2  暫態流場水頭分布與水流方向俯瞰圖	55
圖4-3  暫態流場平均流速	55
圖4-4  無整治與生物整治之平均水頭變化	56
圖4-5  生物整治之第一次注藥水頭分布與水流方向俯瞰圖	57
圖4-6  無整治與生物整治之注藥行為平均流速變化	58
圖4-7  生物整治之觀測位置Q1污染物濃度變化	60
圖4-8  生物整治之觀測位置Q2污染物濃度變化	61
圖4-9  生物整治之觀測位置Q3污染物濃度變化	62
圖4-10  生物整治之觀測位置N1污染物濃度變化	63
圖4-11  生物整治之觀測位置N2污染物濃度變化	64
圖4-12  生物整治之觀測位置N3污染物濃度變化	65
圖4-13  生物整治之觀測位置N4污染物濃度變化	66
圖4-14  生物整治之污染物體積變化	70
圖4-15  生物整治之不同整治情形污染物體積變化	73
圖4-16  PRB假設模型之水頭分布	74
圖4-17  PRB假設模型俯視圖之觀測位置U、V、W、X、Y及Z	75
圖4-18  PRB假設模型之S1至S5相同觀測位置濃度變化	76
圖4-19  PRB假設模型之S1至S5觀測位置U流速分布	77
圖4-20  PRB假設模型之S3、S6至S9觀測位置U流速分布	79
圖4-21  PRB假設模型之S7、S10至S13觀測位置U流速分布	80
圖4-22  PRB假設模型之S7、S10至S13相同觀測位置濃度變化	81
圖4-23  無整治與PRB整治之平均水頭變化	82
圖4-24  無整治與PRB整治之平均流速變化	83
圖4-25  PRB整治之污染物總體積變化	86
圖4-26  PRB整治之不同整治情形污染物體積變化	89
圖4-27  無整治、生物整治與PRB整治之物種體積變化	92
圖4-28  生物整治與PRB整治不同情境之污染物體積變化	95
表2-1  含氯有機物性質比較	7
表2-2  含氯有機物質致癌分類	8
表2-3  臺灣土壤及地下水污染現況	10
表2-4  含氯有機物之法規監測及管制標準	12
表2-5  2017及2019年美國地下水整治工法使用比例	18
表3-1  國內外土壤地下水領域常用數學模式分類整理表	26
表3-2  數值方法FDM、FEM與CVFD之比較	27
表3-4  水文地質參數	32
表3-5  污染場址水位監測數據	35
表3-6  污染場址邊界條件設定	36
表3-7  MODFLOW模組功能介紹及說明	37
表3-8  PRB假設模型之情境條件設定	38
表3-9  模式中污染場址之物種初始濃度設定	40
表3-10  MODFLOW源/匯項介紹及說明	45
表3-11  SEAM3D模組功能介紹及說明	45
表3-12  抑制係數和微生物生長係數	47
表3-13  電子接收者使用係數、半飽和常數、最大總有機碳使用率	47
表3-14  半飽和電子接收者常數	47
表3-15  副產物生成係數	47
表3-16  微生物群落對含氯有機物脫氯的最大速率	48
表3-17  含氯有機物之質量轉換因子	48
表4-1  PRB假設模型之S1至S5濃度波峰抵達時間	77
表4-2  生物整治與PRB整治之SWOT分析	98

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