環境能源

土壤怎麼汙染了！？
國立臺灣大學土木所大地組卓玉庭

圖片來源：flickr用戶alancleaver_2000

什麼是「土壤汙染」

土壤本身具有自淨能力，能進行吸附、氧化還原、微生物分解等行為，藉此降低汙染物在自然圈循環的危害，但當人類活動所產生的汙染物流入土壤的量遠遠超過了土壤的自淨速率時，汙染物在土壤中逐漸累積，導致土壤的自淨能力失調、品質改變等，稱為「土壤汙染」。

雷射掃瞄應用於山區河川三維數位模型資料建構
國立臺灣大學土木工程研究所林彥廷

圖1. 臺灣衛星影像

臺灣形貌豐富，山區占全域總面積約六成(圖1)，平均年降雨量達2,500毫米，山區內河川流量劇烈變化，邊坡常見破碎地質，形成陡坡急流，而使大量土砂淤積河道，921 地震後，部分地區表土鬆弛，加上臺灣位處西北太平洋，周遭海域易生熱帶氣旋，故近十年來遭受颱風極端降雨侵害，易有嚴重複合性災害發生的趨勢。颱風西行襲臺期間受中央山脈陡峭地形所阻，在迎風面受地形抬升而降雨，當登陸臺灣的西行颱風中心脫離臺灣之後，西南氣流便可能會與颱風環流交互作用，提供豐沛水氣並大量降雨，觸發土石崩塌，其中以2009年莫拉克颱風在數日內於南臺灣降下2500公釐豪雨最嚴重。

豐沛雨量使南部山區產生大量地滑及土方崩塌，造成交通道路中斷形成孤島效應，威脅當地居民生活財產，更嚴重地，主流河道淤積使原先河道通水斷面(Cross-Section)容許通水量大幅下降，加上支流沖積扇阻塞了主流河道，而形成堰塞湖(圖2)，因此必須利用快捷的空間量測方法，蒐集劇烈地形地貌變化資料，以作為後續地形監測分析之用。

藉由航空、遙測影像初步辨識崩塌地或災害範圍，又以完整的航空相片資料辨識精度較高(圖3)；遙測衛星影像有別於航照影像，其優勢為能夠於固定週期內獲取大範圍之影像，但相對的受空間解像力(Spatial resolution)限制(圖4)。不過整體而言，影像易局限使用於屬性上辨識與分類，如:輔助災害範圍與保全對像分佈圈畫，而欲實際利用影像分析物像對應三維空間，須藉由多項間接空間資訊輔助解算幾何交會。

圖2. 高雄山區荖濃溪受支流布唐布那斯溪沖積扇阻塞形成堰塞湖

另一方面近年所發展之三雷射掃瞄技術（又稱光達LiDAR）漸趨成熟，已成為收集高品質三維空間資訊之另一項利器。該技術以掃描儀器測站為空間系統之原點，量測目標物與原點之距離、測角及雷射光之反射強度(Intensity)，並由空間幾何關係將其轉換為目標物三維點坐標(X,Y,Z)，獲得密集三維坐標點稱之為點雲(Point Cloud)。其中雷射掃描儀(圖5)雖具備高精度、高解析度、機動性佳、能大量快速獲取地形資料等優點，但受限於架設儀器地點與掃描有效距離等因素，因此有效掃描範圍亦受限制，特別是高密度植生覆蓋的地區。

垃圾也能變黑金～生質炭簡介
國立臺灣大學環境工程學研究所石峻豪

自古以來，從祖宗鑽木取火開始，能源便是人類不可或缺的資源，提供熱能和光明。早期燃料僅能用枯草與殘木，隨著智慧的積累，石器時代的人類從陶窯中發現了木炭的存在，自此開始，炭便出現於人類的生活史中。禮記月令篇即有「是月也，草木黃落，乃伐薪為炭」的記載，應用炭的歷史如此久遠，隨時代的進步，此一技術更可利用於再生能源技術，利用生質廢棄物焙燒碳化作為燃料，也就是所謂生質炭。

相較未處理之生質物，因為生質炭在處理過程已將揮發物等低熱值成分去除，因此保存較長久且較節省燃料，加熱方便且持久，是提升生質物性能的方式。若使用農業廢棄物如稻稈、麥稈（也就是所謂第二代生質物）等進行生質炭的製備，應用不同的加熱技術以及結合不同材料，則可同時達到廢棄物回收利用和再製生質燃料之目的，並提升廢棄物之應用價值。