環境學科

近年來「碳中和」是全人類追求的目標，本研究利用非貴金屬(鐵、鈷、鎳)離子形成前驅物為2-甲基咪唑配體的沸石咪唑骨架和前驅物為雙氰胺、葡萄糖反應物的類石墨相氮化碳，再鍛燒生成可導電的催化劑，將上述兩系列的催化劑分別搭配使用氣液分隔的氣體擴散電極進行電解還原CO2，再由氣相層析儀分析產物並計算法拉第效率。目前合成出的鎳金屬類石墨相氮化碳催化劑(Ni SACs@NC)最佳，在電位-0.52V時，高選擇性生成CO，其法拉第效率高達99%，而目前已有成熟工業製程能將CO轉成合成氣，再製造許多具經濟價值的有機產物，所以我們開發的新環境工程，找到一條碳循環的新路徑，有助於加速達成「碳中和」，為人類永續發展做貢獻。

人類文明高速發展下，對石化產品的依賴導致塑膠垃圾激增。若垃圾未能有效回收處理，而在自然環境中降解、產生的大小不一的塑膠微粒，將提高回收難度，對自然環境各層面也造成巨量的傷害。為了解決這個問題，我們參考荷蘭的河道氣泡牆設計，建立一循環水箱並搭配出氣管，藉由調整出氣管參數以產生不同性質的氣泡牆，以探討對微小保麗龍球(<5mm)的攔截效果與微觀機制。由本研究發現，氣泡牆愈緻密能攔截到的微粒粒徑愈小，且整體攔截率落於65%至100%間。最後，我們比較氣泡牆攔截設計與淨水廠的汙水處理流程，此系統能減少過濾材料耗損與水頭損失，且可由動態調整氣泡牆性質來調控攔截微粒的粒徑範圍，使後續之淨水流程得以更精密化。

大葉桃花心木為校園常見樹種，本身具有毒性，鮮少被回收再利用；四環黴素為汙水常見之新興汙染物，對人類健康與生態穩定造成威脅。生物炭是將木材或枯死的植物，在高溫下以無氧方式加熱裂解，作為土壤改良物質或吸附劑，為低成本、多孔且富含碳元素材料；過硫酸鹽（peroxymonosulfate，PMS）具有超強氧化性，產物毒性較低，廣泛應用於去除水中有機污染物。 本研究以各種溫度（300~900°C）將果殼燒製成生物炭，用於吸附四環黴素溶液，探討活化不同濃度PMS降解效果，得出最佳條件為300°C生物炭添加於0.01mM之PMS。並將表面改質為鐵磁流體，催化PMS具有回收再利用的永續概念，實際投放人工淡水和魚類養殖水體中，提供快速簡易的淨化水質方法。

氮污染無所不在，水源硝酸鹽污染是農業發達地區居民長期面對的問題，且脫硝作用中間產物亞硝酸鹽，對人體危害甚大。因此我們透過測量天然雜草(地毯草)溶液的氧化還原電位、還原力、自由基清除能力，證明地毯草具有強抗氧化力與還原力。藉由田口式實驗法規劃探討影響地毯草還原降解硝酸鹽之可能參數，由統計分析結果確認使用乾燥地毯草劑量18.75 g/L與硝酸鹽濃度50 mg/L的水體反應24小時，為地毯草降解硝酸鹽的最佳操作條件，而持續反應48小時則可完全降解亞硝酸鹽副產物。反應過程中總酚濃度介於100~200 mg/L，並且利用光譜全波段掃描反應溶液得知，250~325 nm區間有明顯吸光程度，代表多酚成分兒茶素之存在。經由本研究成果證實地毯草可釋出多酚物質有效降解硝酸鹽。

汞離子為影響健康的十大化學物質之一，因此具污染潛勢事業放流水之汞濃度都需列管並檢測。然而，偵測方法通常較為繁瑣，成本也較高，所以發展快速且簡便的方法是環境檢測重要的課題。本研究開發出以維生素C將四氯金酸還原成奈米金的方式，再透過核酸適體修飾奈米金偵測汞離子。利用奈米金表面電漿共振效應呈現顏色變化，進而可測量吸收峰波長變化。接著改變核酸適體濃度及長度、四氯金酸和維生素C濃度得到最佳化條件。另外，因核酸適體的胸腺嘧啶（T）與汞離子的高親和性使得此檢測方法具有專一性。最後結合行動載具建立濃度轉換方程式，並應用於環境水質檢測。結果顯示核酸適體修飾經維生素C還原奈米金可作為簡便且快速檢測汞的策略之一。

本實驗研究目的是以電化學氧化法降低廢水中的氨氮濃度，藉由使用石墨導電塗層/壓克力電極，改善石墨機械強度低的問題。我們使用導電度計法測量水溶液導電度並計算其氨氮濃度，處理後的廢水濃度符合台北市放流標準，且去除率皆高於75 %，比配置的氨氮溶液高，可知電化學直接氧化法更適合應用於處理實際廢水。本研究的副產物硝酸鹽濃度皆低於1.19 ppb，對實驗影響極小。實際處理廢水時，使用石墨導電塗層/壓克力電極所需的電耗能相較於使用石墨電極減少約93 %，但能和使用石墨電極達到相同的去除率。

本研究進行為期一年的兩棲類調查與斑腿樹蛙移除控制，發現在斑腿樹蛙的繁殖季進行移除控制，確實可降低樣區中斑腿樹蛙的比率。調查發現斑腿樹蛙出現在竹子上的機率最高。在繁殖季斑腿樹蛙會聚集在積水的容器及蘆葦林繁殖。斑腿樹蛙族群的背紋及腿部網紋形態多樣性高。卵泡有黃色及藍黑色2種。卵泡平均含卵數351粒，孵化率74％。繁殖季定期巡視產卵熱點可有效移除卵泡，遇到斑腿蝌蚪可將其撈起或將積水移除，對難以移除的繁殖熱點應進行棲地營造以利保育志工的移除與控制。移除斑腿樹蛙需熱心的志工協助，定期進行兩棲類調查並移除斑腿樹蛙，才能有效的控制斑腿樹蛙在台灣的擴散。

化學工業廢液的排放在現今工業發展盛行的國家是不能忽視的問題，而廢液的回收也是近年來熱門的的研究課題，又因為有機溶液能使離子化合物析出，所以我們利用此特性來討論其析出的情形。 我們研究探討有機溶劑(乙醇及丙酮)在不同的劑量、不同溫度、不同酸鹼物、使用兩種溶劑、和濾液再次使用的情形下，加入到硫酸銅溶液中析出硫酸銅，並找出析出率最好的數據，再進行不同變因的改變，來找出析出效果最佳的實驗數據。 其中我們觀察到在使用的溶劑中，乙醇在低溫下析出硫酸銅的量會最多，較丙酮佳，且乙醇對環境造成的傷害也較低。 我們期望能找出環保、快速且有效的回收方法，回收有機廢液中的離子化合物，來有效改善化學工業排放廢液的環境問題。

本實驗使用特殊處理過的苧麻線，開發便捷且可判斷濃度的模組。以簡單、方便的量測方法，利用色素及陰陽離子產物在苧麻線上的層析長度與溶液濃度之關係，有效判斷溶液濃度高低。此模組體積小、藥品用量少、成本低廉，用肉眼即可觀察且攜帶方便。本模組可以用於檢測0.01g/L ~ 2g/L的剛果紅色素溶液、0.04g/L~2g/L的亞甲藍色素溶液、0.01g/L~1g/L的鉛離子溶液、0.01g/L ~ 1g/L的硫氰酸鹽溶液。此簡易且低成本的模組可以降低工廠檢測汙水的成本，進而提高其意願去排出符合環保署標準的汙水。

安一直是當前重要課題。本研究為了偵測殘留的鹼性魚浮靈，利用檸檬酸鹽做為緩衝液，製作Ti4+-H2O2檢量線系統，除了可以用來快速定量殭屍蝦是否超標，實驗亦將其應用於鑑別本研究自製光觸媒分解魚浮靈的效能。 為了實際解決被檢驗出的殭屍蝦問題，實驗開發雙氧水共熱方法來製作二氧化鈦，以硫酸鈦作為水相鈦來源，並尋找最佳的檸檬酸添加比例來合成，實驗發現：在製程中添加檸檬酸有助於製作效能更好的光觸媒，分解水中的過氧化氫更加快速。實驗也進一步探討了過氧化氫的分解級數，實驗發現魚浮靈一旦殘留在水中，會存在較長一段時間。 實驗也測試了製作魚浮靈檢驗試紙的可行性，肉眼的偵測極限可及6ppm左右。未來可望整合這些技術，為環境盡一份心意。