第 4 章水污染及其防治

第4章水污染及其防治 4.1 水污染 4.2 水質標準及水質指標 4.3 水域污染 4.4 水污染防治

4.1 水污染 4.1.1 水污染的定義 • 水污染防治法所下定義 • 水污染：水因物質、生物或能量之介入，而變更品質，致影響其正常用途或危害國民健康及生活環境。 • 水污染物：導致水污染的物質、生物或能量。

水污染物的分類、來源及影響

水污染物的分類、來源及影響(續)

4.1.2 水污染的來源 • 天然污染源：市鎮暴雨逕流。 • 人為污染源：來自人類活動及開發所產生者。 • 市鎮污水（生活污水） • 畜牧廢水 • 垃圾滲出水 • 其他：森林採伐、耕作、山區濫墾濫葬、水利建設、土木工程、集水區遊樂設施、河道砂石採取、地下水過度開發、石油外溢等。 • 工業廢水 • 農業污水 • 礦場廢水

4.1.2 水污染的來源 • 台灣水污染的主要來源 • 市鎮污水、工業廢水及畜牧廢水是三大主要來源，尤以市鎮污水的排放量為最多。 • 工業及畜牧廢水所佔比例逐年下降。 • 事業及畜牧廢水採排放許可制，廠商投入製程減廢之結果。 • 生活污水逐年增加。 • 下水道建設未臻普及，無法有效收集處理。

圖4.1 各類污水排放量百分比 圖4.2 公共污水道普及率

4.1.3 水污染的影響 • 危害公共衛生，影響人體健康 • 飲用污染的水常致的疾病 • 水媒傳染病：肝炎、霍亂、痢疾等 • 重金屬中毒：砷烏腳病，汞水俁病，鎘痛痛病 • 其他：硬度高結石，多氯聯苯油症病，硝酸鹽藍嬰症，有機物、放射性物質癌症

4.1.3 水污染的影響 • 對農業的危害 • 農作物產量減少，農作物品質變劣。 • 土質惡化，農地廢耕。 • 農作物急性枯萎。 • 累積毒性物質，農地價值降低。 • 農藥失效，施肥難以控制。 • 耗損水利設施，增加維護費用等

4.1.3 水污染的影響 • 對水中生物的危害 • 威脅水中生物生存：造成水中毒性物質或病菌過量，引起中毒或大量死亡。 • 改變群聚結構，破壞生態平衡：例優養化。 • 改變棲息環境，危害生物繁殖及遺傳基因：如熱污染導致珊瑚白化、秘雕魚的出現。

4.1.3 水污染的影響 • 對水中生物的危害(續) • 優養化 (eutrophication) ：水中營養素氮和磷過量，導致藻類大量繁殖、死亡，並因其腐敗分解，導致水中溶氧耗竭，引起水質惡化，魚群無法生存的現象。 • 熱污染：工廠或電廠之冷卻水使水溫升高，水之溶氧量減少即為熱污染。

4.1.3 水污染的影響 • 對自來水的危害 • 水源污染，給水廠操作困難，增加處理成本，嚴重時放棄或改變取水設施，甚至關閉水廠 • 其他 • 加速腐蝕水管、抽水機、船隻等設備，造成財產損失。 • 破壞水生態系統，損及人類生活環境。 • 降低發電、給水及防洪效用。 • 影響遊憩風景區的景觀及減低娛樂功能。

4.1.3 水污染的影響

4.2 水質標準及水質指標 • 水質標準 • 水質的要求可視水的用途而異，不能用統一標準加以規範。 • 政府於不同水域的水資源實施水體分類，並依其最佳用途訂定水質標準。 • 水質指標依性質大致可分為物理性、化學性及生物性三類指標。

物理性指標 • 水溫：表示水的冷熱程度，影響水之密度、黏度、蒸氣壓、表面張力等，微生物之活性，氣體之溶解度。 • 臭度：多由揮發性物質發出，一般以初嗅度(TON)表示 • 色度：分真色度及視色度，影響水的觀瞻、光的滲入、水利用及處理 • 濁度：以NTU 為單位，判斷水澄清與否的標準，影響外觀、光的透過

化學性指標 • pH值 • 一般自然水多在中性或略鹼性 • 影響生物生長、物質的沉澱與溶解、水的處理及利用 • 溶氧 DO • 溶解於水中的氧 • 水溫愈高，飽和溶氧量愈低 • 影響河川的自淨、魚類生長及水的利用

化學性指標 • 化學需氧量COD • 以氧化劑重鉻酸鉀或高錳酸鉀氧化水中有機物成二氧化碳及水，其所消耗的氧化劑之量換算成相當於氧之量 • 廣用於廢污水中不易被生物分解物質之含量分析 • 生化需氧量BOD • 定時定溫下，有機物因受微生物作用而氧化，所消耗的氧量 • BOD太大會使氧化作用，由好氧性轉厭氧性，產生沼氣等，因而影響水體自淨作用

化學性指標 • 總固體TS • 廢水經蒸乾後的殘餘物 • 溶於水中為溶解固體DS，不能溶解的為懸浮物體SS • 懸浮固體影響水的外觀及水生物生存、有機物消耗溶氧，無機物發生沉澱 • 重金屬 • 原子量大於鈣(40)以上之金屬 • 汞、鎘、鉛、鉻、砷，毒性強，謂之五毒

化學性指標 • 汞：中樞神經中毒，如神經痛、中樞神經障礙等。水俁病是有機汞污染造成。 • 鎘：引起痛痛病，因鎘離子取代鈣離子而導致骨骼疼痛。 • 鉛：引起便秘、貧血、腹痛、食慾不振等現象。 • 鉻：易引起嘔吐、腹痛、腹瀉、尿毒症等現象。 • 砷：會導致烏腳病。

化學性指標 • 氮：包括氨氮、硝酸氮、亞硝酸氮及有機氮等。 • 有機物：如油脂、有機磷、DDT、多氯聯苯等，有礙觀瞻、具毒性危害生物、增加COD 、降低溶氧。 • 毒物：如農藥、氟化物、氰化物等，引起中毒，危害人體健康，減低水體自淨力。 • 清潔劑：泡沫減低水體自淨力，含磷清潔劑可使水體優養化。 • 放射性物質：產生癌症及遺傳基因突變。

生物性指標 • 大腸菌群數 • 常用於給水的污染指標，以MPN/100mL表示，即100毫升水樣中大腸菌最大可能數 • 病原體 • 市鎮廢污染處理不當，易造成痢疾、霍亂、傷寒等病原體的污染，危害人體健康 • 水生物 • 生物歧異度原理：潔淨的水中生物種類多而數量少，污染的水中生物種類少而數量多

生物性指標 • 優養生物 • 水中優食生物的種類及數量隨水之營養程度改變，可以此判斷水的營養及污染程度 • 中數致死量(LD50) • 受檢生物在一定試驗時間內(24hr或48hr)，僅有半數可存活之毒性物質的劑量 • 可比較各毒性物質的毒性大小

台灣地區飲用水的水質標準 • 細菌性標準：大腸桿菌群密度、總菌落數等。 • 物理性標準：如濁度、色度、臭度等。 • 化學性標準 • 影響健康之物質：重金屬、農藥、三鹵甲烷、揮發性有機物等。 • 可能影響健康之物質：如氟鹽、硝酸鹽氮等。 • 影響適飲性之物質：硬度、氯鹽、鐵、錳、銅、氨氮等。

4.3 水域污染 4.3.1 河川污染 • 台灣河川所呈現的問題 • 集水區環境品質惡化 • 人為的六濫（濫伐、濫墾、濫建、濫築、濫葬、濫遊）所致 • 河川水文不穩定 • 河川生態及生物危機 • 河川水質污染

4.3.1 河川污染 • 影響水中溶氧的二作用 • 袪氧作用：廢污水經微生物或氧化分解及水中生物呼吸作用而消耗溶氧。 • 再曝氣作用：水面曝氣及水生物光合作用而增加溶氧。圖4.5 溶氧垂曲線

河川污染指標 ( RPI ) • 以溶氧( DO )、生化需氧量( BOD5 )、懸浮固體( SS )及氨氮( NH3-N ) 為水質參數。 • 分為四等級。

4.3.1 河川污染 • 近十年台灣重要河川嚴重污染情形略有改善，各項河川污染整治已獲初步成效。 • 河川污染的防治工作應以避免妨害河川水體之用途，利用河川不得超過河川涵容能力為基本原則。圖4.6 台灣地區重要河川污染趨勢

4.3.2 湖泊與水庫污染 • 台灣地區主要影響水庫水質的污染行為： • 集水區內農林業墾殖。 • 觀光、遊樂設施。 • 畜牧及養殖。 • 社區污水及垃圾。 • 工業廢水。 • 土石崩塌、山區沖出之漂木、樹葉等自然污染。 • 其他如山區濫建、濫葬及挖採砂石等。

4.3.2 湖泊與水庫污染 • 台灣水庫問題較為嚴重者：優養化及淤積 • 優養化(eutrophication) • 指一片水域所涵容的養分隨著時間逐漸增加的一種現象。其演替過程：湖泊形成貧養湖中養湖優養湖湖泊老化沼澤完全消失。 • 人為干擾及水文狀況劇烈改變，加速優養化發生。 • 造成湖水缺氧，導致魚類窒息大量死亡，水體的色度及濁度增加，甚至發出臭味，大大降低水體品質。

優養指數（TSI） • 將總磷、葉綠素-a 、及透明度三項測值依卡爾森優養指數法計算所得。 • 翡翠水庫的優養指數有增加的趨勢。

4.3.2 湖泊與水庫污染 • 水庫淤積 • 世界上每年約有1% 的水庫淤滿報廢。 • 台灣地區水庫有四成淤積率超過 20%。 • 據統計，台灣現今水庫淤沙量平均每年高達783萬立方公尺，相當於一座鳳山水庫容量。 • 台灣水庫淤積原因 • 山坡地的岩層和土壤鬆軟脆弱，易被水沖蝕。 • 山坡地陡峻，加強水流的沖刷能力。 • 降雨時間集中，且雨量豐沛，沖刷力量非常強大。

4.3.3 地下水污染 • 雨水及地面水滲入地表內或土壤中，在地表下形成含水層，含水層所含的水稱為地下水。 • 地下水具廉價、潔淨、分佈廣、利於儲存和取用方便等優點。 • 台灣地下水污染原因： • 人類之農牧活動。 • 工業廢水、市鎮污水之排放。 • 垃圾、廢棄物堆放或不當掩埋。 • 不合格鑿井。 • 地下水超抽及過度開發利用。

4.3.3 地下水污染 • 地下水污染物分可溶性和非混合性二類： • 可溶性污染物：常為無機物，易溶於水，一旦滲入地下水，則溶於其中形成污染群。 • 非混合性污染物 • 大多以液態存在，稱為非水相液體NAPL，多為微溶於水的有機烴類，致癌機率相當高。 • 比水輕者，如汽油、煤油、柴油等。 • 比水重者，如三氯乙烯、四氯乙烯等含氯有機溶液，難以清除，因而變為永久污染源。

4.3.3 地下水污染 • 地下水與地表水( 河川、湖泊水庫、海洋等 )

4.3.3 地下水污染 • 地下水水質受區域之地質、水源、人類活動、地下水超抽及海水入侵等影響而發生變化。 • 國內超過四成的地下水無法直接做為飲用水，將近1/13的地下水不能做為農業灌溉用水， • 十個地下水區以嘉義縣市、台南縣市、屏東縣、台北縣及桃園縣等地區污染情形最為嚴重 • 最著名的地下水污染事件：桃園RCA事件。

4.3.3 地下水污染 • 地下水污染防治 • 以往策略：常是保護優於整治。 • 水污染防制法大多以規範地下水之污染預防、管理工作為主。 • 土壤及地下水污染整治法 • 89年2月2日公佈實施。 • 著重規範地下水污染地區之整治及管制工作為主。 • 採重罰嚇阻土地及地下水污染行為、設置污染整治基金，強化整治財源，並徵收整治費。

4.3.4 海洋污染 • 海洋蘊藏的資源分兩大類： • 非生物資源 • 礦產：石油、天然氣、金屬等。 • 能源：潮汐發電。 • 海水資源：海水淡化、食鹽。 • 休閒遊憩：海洋空間、景觀利用。 • 生物資源 • 海洋生物超過二萬多種。 • 最大特性：代代繁衍，具再生作用

4.3.4 海洋污染 • 海洋污染定義 • 1982聯合國海洋公約法對海洋污染的定義：人類直接或間接把物質或能量引入海洋環境 ( 包括河口灣 )，以致於造成或可能造成損害生物資源和海洋生物、危害人類健康、妨礙捕魚和海洋的其他正當用途在內的各種海洋活動、損害海水使用質量，和減損環境美觀等有害影響。

海洋污染的來源 • 來自陸上：海洋污染的 80% 來自陸地。 • 來自船舶。 • 來自傾倒廢棄物。 • 來自海底活動。 • 來自大氣的污染。海洋污染的特點 • 污染源多而複雜。 • 污染的持續性強。 • 污染範圍大。 • 防治難、危害大。

油污染 • 眾多污染中對海洋的威脅最大者當推石油污染。 • 海洋油污染發生的次數約占所有海洋污染次數的80% 。圖4.8 油污染(a)遭受油污的南非企鵝(b)墾丁油污染發生後的鵝鸞鼻海面，有漂油出現

油污染 • 來源 • 自然漏出 • 海域油井 • 煉油廠 • 港口船塢 • 油輪裝缷 • 船難事故 • 降雨或落塵

油污染 • 影響 • 阻礙海洋的復氧作用，降低海洋的自淨能力。 • 影響植物光合作用，破壞海洋食物鏈，造成海洋生態的崩潰。 • 影響水生物的生存與繁殖，導致數以萬計的海洋生物和鳥類死亡。 • 破壞海濱景觀，降低其利用價值。 • 不利於地球的水文及大氣循環。

油污染 • 整治 • 圍堵：首先是利用攔油索、油障或集油劑把油包圍起來，抑制油污擴散。 • 回收：再利用吸油棉吸油，或用機械回收裝置、除油船，甚至靠人用勺子撇取，將油回收。 • 清除：最後用吸油材料、粉末遮蓋浮油，或燒燬、或加化油劑等對剩餘的油進行處理，甚至可利用微生物分解油污，或是讓大自然的力量去處理。 • 上述處理方法．根據不同情況綜合使用，或反覆作業來進行處理。

台灣海洋環境保護 • 劃設海洋保護區。 • 進行整合式海岸管理。 • 加強海洋的國土規劃。 • 嚴格取締來自陸源或海上的污染和棲地破壞（89年11月1日公布實施海洋污染防治法) 。 • 推動海岸生態資源的普查、監測與建立資料庫。 • 加強社會大眾的教育宣導。

4.4 水污染的防治 4.4.1 廢污水處理 • 廢污水處理，乃是依據廢污水的成分、性質和水量的不同，採用不同的方法去除污染物或將其轉化為無害的物質，使水淨化而達到排放或回用的標準。 • 一般廢污水處理系統略分為三級：

4.4.1 廢污水處理 • 一級處理(初級處理) • 以沉澱為主，通常是物理或化學程序。 • 二級處理 • 以生物處理為主，其目的為去除耗氧物質。 • 主要方法：活性污泥法、氧化渠等，為生物科技的運用。 • 三級處理(高級處理) • 依水的用途及污染物的種類，採用不同的特殊處理方法，以去除更多污染物質或得到更好水質的程序

各級污水處理的比較

污水處理程序之種類及處理目的

工業廢水處理 • 一般工業廢水的成分和性質相當複雜，處理難度高，費用多，必須採用綜合防治措施。 • 在處理工業廢水時，應遵循下列原則： • 改善製程和設備，以減少或杜絕污染性廢水產生。 • 採用循環用水系統，以節省水資源。 • 有害廢水應儘可能與其他廢水分流，單獨處理，以減輕污水處理廠的負荷。 • 資源回收，化害為利。 • 適當處理，安全放流，以達到無公害的要求。

4.4.2 水污染防治對策 • 污染的預防：切斷污染物進入水域是水污染防治最為經濟有效的方法。須配合周全完整的法令及管制措施，有效實行，輔以教育、宣導與訓練。 • 污染的減廢：研發高科技低污染的生產技術、採用循環用水系統、資源回收等。 • 污染的整治：合理利用水域自淨能力、普設水質監測站適時反應水質狀態、發展高效率的廢污水處理設施、積極建設下水道系統、設立有害廢水集中處理中心等。

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