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「紫外光－芬頓（UV-Fenton）」技術應用於藥品與個人護理用品（PPCPs）之污染控制

發布日期: 115 - 10 - 09

隨著醫療普及與精密分析技術之進步，荷爾蒙、止痛藥、抗生素及個人護理用品等（Pharmaceuticals and Personal Care Products, PPCPs）廣泛存在於都市污水與環境水體中，部分藥物因使用量大而常被檢出，對於水體環境、生態與人體健康之長期影響開始受到關注。因PPCPs種類繁多，單一處理技術往往無法概括所有物種，部分難分解藥物可能殘留於放流水中，具有微生物抑制功能的抗生素甚至可能誘發環境微生物的抗藥性基因發生改變，若不加以應對，對生態長期可能產生危害。

國內現行「放流水標準」中尚未針對藥品與個人護理用品訂定放流水的濃度限值；主要考量廢污水中 PPCPs 大多介於 ng/L等級，現有處理單元對其去除率低且檢測數據缺乏，現階段管理作為偏向調查監測累積數據。依照「水污染防治措施及檢測申報管理辦法」規定，自民國116年1月1日起，特定醫學中心、大型醫院及其納管之污水下水道系統，須每年檢測原廢水及放流水中的乙醯胺酚、磺胺甲噁唑、紅黴素等物質，藉此透過定檢申報機制累積數據，作為長期訂定管制標準之參考。

先進國家則已開始將PPCPs納入管制，並與處理單元結合；如歐盟修訂新版《Urban Wastewater Treatment Directive, Directive (EU) 2024/3019》時，把PPCPs之管理納入都市污水處理政策，要求部分大型污水處理廠導入「第四級處理程序」，目標是對指定新興污染物達到約 80% 的去除效率，而高級氧化單元（Advanced oxidation process）的應用在此成為關鍵。

在各種高級氧化技術中，「UV-Fenton」技術近期頗受關注；與傳統Fenton程序相比，UV-Fenton可透過紫外光促進Fe³⁺還原為Fe²⁺，加速Fe²⁺/Fe³⁺氧化還原循環，促使過氧化氫及Fe(III)-羥基配位物發生光解反應，進一步產生更多氫氧自由基（•OH）用以破壞有機物，較傳統Fenton程序能得到更高的污染物降解速率、礦化效率及有機污染物去除能力。

近年 UV-Fenton 已廣泛應用於實際廢水處理。Öztürk 等人（2025）以真實製藥產業廢水為研究對象，原水 COD 與 TOC 分別為 9,350 mg/L 及 7,254 mg/L；若以雙氯芬酸（diclofenac）作為代表性藥物污染物，測試結果顯示，在 pH 2.87、FeSO₄ 投加量 0.297 g/L、H₂O₂ 投加量 4.38 g/L、反應時間 101 分鐘等條件下，雙氯芬酸去除率可達 99% 以上；進一步利用水蚤急毒性試驗評估處理後廢水之毒性，結果顯示經 UV-Fenton處理後，廢水急性毒性明顯降低，證實該技術除可有效去除目標污染物外，亦能降低廢水生物毒性，減少有機污染物及其中間產物所造成之環境風險。

UV-Fenton之限制在於其反應最佳操作條件通常需維持於酸性環境（pH約2.5–3.5），若於中性或鹼性條件下操作，鐵離子容易形成Fe(OH)₃沉澱，不僅降低催化活性，也增加後續污泥處理成本；因大型公共污水處理廠所處理生活污水多為弱鹼性，因此本技術較適合用於事業廢水（如製藥業高濃度原廢水）；其次，Fe²⁺與H₂O₂投加量必須精確控制，若過量添加反而可能造成自由基消耗（自我清除），降低氧化效率。

面對PPCPs等新興污染物種類快速增加及再生水利用需求提升，建立優先管制污染物清單及完善放流水管理制度實有必要；公私部門均應持續強化監測，藉以評估水體中新興污染物對農業、工業及民生再利用的潛在風險，此外發展UV-Fenton等高級處理技術應用於處理程序，則更能確保PPCPs的去除與排放量控制。