穩定同位素分析成為土水鑑識利器

1. 穩定同位素分析
成為土水鑑識利器
土壤及地下水污染整治基金管理會
簡報人：陳世偉執行秘書
中華民國106年6月20日

2. 大綱
2
背景
技術介紹
案例說明
整體效益
未來展望

3. 背景-含氯有機污染來源調查難度高
3
3
含氯有機污染物
地底下，難察覺
往下鑽，左右跑，難調查
應用廣泛，難辨責任

4. 背景-國外鑑識技術引進
4
環檢所與學界合作，將穩定
同位素應用於生物整治評估
學界與產業界嘗試將穩定同位素
用於污染來源鑑識
環保署與工業技術研究院
合作，系統性建立土壤及
地下水穩定同位素分析及
判識技術
2013
2004

5. 背景-穩定同位素應用領域
5
• 鑑定生物降解成效
• 鑑識污染來源
環境鑑識刑事鑑識
• 刑事微量物證
• 毒品來源追蹤
• 蜂蜜、高價酒的真偽
花蜜 vs. 蔗糖/玉米糖漿
威士忌 vs. 酒精
食品/物品海洋
• 古氣候與古環境重建
有孔蟲的驅殼古代冰
川與水溫指標

6. 技術介紹-何謂穩定同位素
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7. 獲得各化合物的穩定同位素比值
技術介紹-穩定同位素怎麼分析
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取約40c.c.地下水樣 抽取頂空氣體分析標的物 穩定同位素質譜儀
不同化合物的訊號依序輸出

8. 技術介紹-鑑識污染來源的概念
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δ13C=-27‰
δ13C =-25‰
三氯乙烯(TCE)
A工廠 TCE B工廠 TCE
δ13C =-30‰
C工廠 TCE
?
δ13C =-27‰

9. 工廠採證與土
壤地下水採樣
工廠採證與土
壤地下水採樣
工廠/場址勘查
與水文監測
工廠/場址勘查
與水文監測
快速篩測
污染情形
技術介紹-追查污染責任的流程
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資料蒐集與
鑑識規劃
樣品分析 數據判讀
資料蒐集與
鑑識規劃
樣品分析 數據判讀
鑑識
規劃
樣品採證
地質
地下水流
污染物
種類、濃度
快速篩測
穩定
同位素
 地籍與航照
 土地更迭歷史
 歷代工廠運作
 工安罰則或意外紀錄
 化學品交易紀錄
 歷史污染調查報告
 區域水文地質調查資料
資料收集項目
水文監測
自計式水位計
工廠勘查廠址勘查
Portable GC
Portable PID/FID
Geoprobe system
MIP
土壤
地下水
土壤採樣 工廠採證地下水採樣
GC-IRMS
土壤樣品
地下水及溶劑樣品
GC-MS
樣品前
處理
建構場址污染概念模型，
釐清污染來源、傳輸途
徑及污染責任
專業綜合判讀
快速篩測
污染情形
過去調查數據及成果
廠家性質與製程資訊
場址運作歷史
工安事件紀錄表
水文地質資訊
地下水流場
場址環境與鄰近廠家情況
地底下污染概況
場址土壤及地下水樣品
工廠溶劑樣品
一般檢測項目(pH、ORP等)
污染物種類
污染物濃度
污染物穩定同位素
過去調查數據及成果
廠家性質與製程資訊
場址運作歷史
工安事件紀錄表
水文地質資訊
地下水流場
場址環境與鄰近廠家情況
地底下污染概況
場址土壤及地下水樣品
工廠溶劑樣品
一般檢測項目(pH、ORP等)
污染物種類
污染物濃度
污染物穩定同位素

10. 案例說明-國外某污染場址
10
美國海軍的
空軍基地眷區

11. 案例說明-國外某污染場址
11
穩定同位素釐清污染來自場外
清洗化糞池? 有機溶劑棄置? 清洗機具?

12. 案例說明-國內某污染場址
12
發現
污染
δ13C =-27‰
δ13C =-27‰
δ13C =-10‰
δ13C =-27‰
δ13C =-27‰
δ13C =-27‰
地下水流向
地層
裂隙
第一含水層
第二含水層
地下水流向
展開調查….
?
第三個
污染來源?
?
?
穩定同位素分析…
相同污染來源
污染關聯性驗證
污染傳輸途徑

13. 整體效益
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節省10倍以上的公帑
明確污染責任
改善環境品質
落實環境正義
污染行為人
整治
土污基金
管理
污染責任
不明
責任追查
成功
污染改善費用 項目 鑑識調查費用
3,000萬元~數億以上 金額 約50~300萬元

14. 未來展望
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技術建立
技術應用
技術推廣
技術拓展
• 突破技術門檻
• 建立判讀能力
• 結合傳統技術，實例應用
• 建立判識流程
• 建立技術手冊
• 廣泛運用
• 擴大技術應用範圍
• 污染洩漏年代技術建立

15. 15
謝謝聆聽 敬請指教