數位學習課程 環境資源管理系 許信儀 老師 syhsu@ocit.edu.tw 環境技術概論 數位學習課程 環境資源管理系 許信儀 老師 syhsu@ocit.edu.tw

第六單元 水污染 一、定義與水污染現況 二、水污染種類與指標 三、水資源與相關法規 四、水中污染物的影響 五、水污染防治基本原則

一、定義與水污染現況 依我國水污染防治法(附錄五)，其可定義成”水因物質、生物或能量介入而導致水質改變，以致影響正常用途或危害國民健康及生活環境者”。 所謂的水包括了地表面各水體(河川、湖、潭、水庫、池塘….)的水和地下水體的水。 含有各種污染物的水可區分成廢水和污水兩種，是事業在製造、操作、資源開發過程或作業環境的性生含有污染物的水便是事業的”廢水”，所謂事業指的是工廠、礦場、農(畜)牧業、廢水…代處理業及中央主管機關所指定者(如學校、醫院、研究單位…)謂污水乃是指事業外所產生的含污染物的水(如都市污水)。

廢(污)水在進入承受水體須設置固定放流設施，此為放流口。放流口所排放廢(污)水便是放流水，機關對放流水的品質及成份有一定的規定限度，這便是放流水的標準。 水污染的最主要污染源可分成工業廢水、生活污水(又名都市污水)和農業養殖畜牧廢水三大類。河川嚴重污染已報50%以上的主要河川包括北港溪(89.66%)、二仁溪(85.17%)、鹽水溪(52.42%)、阿公店溪(51.25%)朴子溪、東港溪和高屏溪亦是污染相當嚴重的河川。

工業廢水水的污染量約佔全體排放的各種廢污染總污染量的54 工業廢水水的污染量約佔全體排放的各種廢污染總污染量的54.5%。一頭豬的廢污水產生的污染量大約是人的4~5倍，所以養殖畜牲廢污水可以造成湖泊、水庫優養化，並使其水質變黑、發臭。澄清湖、鳳山一直都是優養化最嚴重者，而且有日益惡化的趨勢。

研究台灣水污染嚴重的主要原因包括： (1)普遍缺乏公共污水處理廠(接管率7-8%左右) (2)養殖畜牲業十分發達 (3)仍有不守法業者違法排放 (4)大量使用各種化學物質如農藥 (5)部份事廢棄物(如醫療事業廢棄物)

二、水污染種類與指標 自然污染源、水體污染的源頭主要是包括工業廢水，生活污水和養殖、畜牲這些人污染源。 水體中所有的污染物種類繁多，大致上可區分成化學性污染(有機性、無機性)、物理性污染(懸浮固體)和生物性污染(細菌、病毒、寄生蟲)和一些特殊的成份(如鍶、銫….等放射性物質) 當水中溶氧量降至飽和溶氧量50%以下(約4.0~5.0mg/1)。

最常用的污染指標包括(A)懸浮固體濃度(S. S)(B)生化需氧量(BOD值)(C)溶氧量(Dissolved Oxygen. D 最常用的污染指標包括(A)懸浮固體濃度(S.S)(B)生化需氧量(BOD值)(C)溶氧量(Dissolved Oxygen. D.O)(D)氨氮濃度(NH3-N)(E)PH值(F)毒性成份(重金屬、毒性化學物質等)。其中前面四項，懸浮固體濃度，BOD值、溶氧量(D.O)和氨氮濃度(NH3-N)其檢測濃度的大小約有246個河水質的監測站)未受污染(RPI<2.0)、輕度污染(2.0<RPI<3.0)、中度污染(3.0<RPI<6.0)或嚴重污染(PRI>6.0)為所謂河川污染指標(River Pollution Index RPI)判定河川污染程度的基準。

依我國飲用水水質標準(九二年最新修正)，飲用水的濁度和色度需處理至2. 0NTU和5 依我國飲用水水質標準(九二年最新修正)，飲用水的濁度和色度需處理至2.0NTU和5.0鉑鈷單位以下的水準。一般可用各種過濾、篩除等物理方法分離的水中固體謂之懸浮固，將水在1030C下蒸發，烘乾所得殘存固體的量減去懸浮固體的量便是溶解固體的量，溶解固體的去除一般需用生、化方法裱除。飽和溶氧量的大小和溫度有關，例如00C時為14.6ppm，200C為9.7ppm，300C則為7.6ppm，飽和溶氧量乃隨溫度越高而降低，所以水的溫度會影響其溶氧量。水中存在可被微生物分解的有機物而分解同時所減少的溶氧量，此被視小中含有可被微生物分解之有機物多寡的指標。

水污染控制最重要的方法之一表示水中含有機物便多，所以便BOD值越大。為生化需氧量(BOD)和時間變化情形，其在前面幾天(5天)內為還原齊，碳水化合物等有機物為微生物分解反映出來的BOD值，此值稱為五BOD，記成(BOD)5。理論需氧量指的是某有機物其氧化分解完成時所需氧量謂之。有一些並不能完全分解的物質，我們稱這些物質為腐植質(humus)。指水樣中加入強氧化齊加重鉻酸鹽或高錳酸鹽等來氧化水中有機化合物所需消耗的氧量謂之。COD直正代表了水中有機性污染物含量多寡的指標。一般水其COD值均較BOD高，其差值正是不可被生物分解的有機性污染物。

COD測定的優點是快速，一般僅2~3小時，其比五日BOD的測定在時間上經濟多了。發現以重鉻酸鉀最適用，因為重鉻酸鹽類幾乎可以把所有機物氧化完全常需以迴流裝置冷卻迴流2小時以上，通常用夫囉林作還原滴定劑，氧的克當量為每當量莫耳8克，以以COD(mg/1)的計算可由下式計算。指示劑滴定時，綠色為滴定終點。

三、水資源與相關法規 全球平均雨量每年約834公厘，台灣雨量之年平均值為2510公厘，台灣年雨量約為全球平均雨量的2.5倍以上，但由於台灣河川短促湍急，森林濫墾、濫伐、人口稠密無法有效蓄水，台灣目前每人每年所能獲得的降雨量反而只有全球平值的1/7。農業用水可粗分為灌溉用水，養殖用水和畜牧用水三部份，下水經常極易造成地層下陷，海水入侵和土地(壤)鹽化的結果。彰化大城則是地層下陷速度最快速的地方。

綜合來說是先天不足，後天失調的緣故，可以分別說明下列數點： (a)台灣地質脆弱(形成年代淺)、河流短促而湍急 (b)水庫興建不易且多被淤塞而大量減少其蓄水功能 (c)濫墾、濫代、濫建的結果，林相減少且其含容水份的能力大減使大量的水(雨水)很快的奔流入海。其地面的逕流水量約僅有15.8%為河川引用和水庫調節使用。滲透量可成為地下水供給者亦只有很4.5%。

民國六十二年公告水污染防治法，民國八十年公告最新修正的水污染防治法，七十三年則公布實施了水染防治法施行細則，七十四年公告「水體分類及水質標準」來對各種水體如河川、湖、潭、水庫、及海洋加以分類並明定其水質標，前者可區分成甲、乙、丙、丁、戊五類，海洋水域部份則區分成甲、乙、丙三類。工業廢水產出量(kgBOD/天)問全部廢污水量的絕大部份(54.5%)工廢水可說是造成水體污染的最大宗，其餘生活(都市)污水和農業養殖畜牧廢水各占25.8%和19.7%。

四、水中污染物的影響 分別敘述物理性污染的影響、有機污染的影響、重金屬的影響、生物性污染的影響及放射或微量之素的影響。水體中含有懸浮固體、化學物質，故使其呈現色度、濁度、氣味甚至溫度等物理性的污染。這些物理性污染多半層感官性的。

有機性污染物包括了蛋白質、脂肪、碳氫化合物、木質素等一般有機物，氮、磷等植物營養性的污染物，酚、氰化物、石油和油類製品，農藥或毒性有機物，屬於耗氧性有機污染物。 厭氧分解便開始逐漸進行，因而產生一些具有臭味的甲烷、硫化氫產物。家庭污水和食品、造紙、糖業、印染、石化等工廢水為這類污染的主要污染源。水體中這類污染物存在量的多寡，可從BOD和溶氧量(D.0)兩項指標顯示出來。

水中溶氧量必須保持一定的值，水體中生態環境方可保持平衡。一般未受污染的水體其BOD值應在1~2mg/1，水體的BOD維持在3mg/1以下便是水質良好，我國規定水質標其BOD值應在4mg/1以下。 一般而言，良好的水質應使其溶氧量保持在4mg/1以上，國的水質標準規定需在2mg/1(灌溉用水)以上。 通常河川中BOD值在於5mg/1~15mg/1即表示該河水的水污染程度相當嚴重。這類植物營養素將使水體產生”紅潮”，”湖泊優養化”的現象。 廢水中的氮含量可用凱氏法測定之，其方法為將水樣煮沸後，以硝化其有機氮類成NH3，再以比色法推算其氮含量，此氮含量的測定經常用來顯示廢水經生物處理單元(如活性污泥法)處理後的結果的一項指標。

1972年日本瀨戶內海即發生嚴重的”紅潮”現象，短短幾天內，死魚達1420萬尾以上，損失約70億日圓。 吾人可以用卡爾森指標來判定水庫(湖泊)優養化的程度，一般來說其指標在40-50以上表示優養化了。 工業廢水中經常含有酚類污染物，人類口服的致死劑量為2~15g，當水中酚含量報0.1~0.5mg/1時使魚類帶有酚而有味道，酚類化合物一般可被微生物有氧性分解，其中以揮發性酚較易分解，不揮發性酚類則較難分解，水中的酚多半用加氯將其消毒分解，若濃度報0.002mg/1,將產生氯酚，氯酚是致癌物，所以一般飲用水均規定其酚含量需在0.001mg/1以下。

人若誤服0.1g左右的氰化鉀或氰化鈉即可致死。重金屬氰化物在水中可呈穩定，但若水含酸性則易形成氰酸，其可很快使中樞神經麻痺，並在血中形成氰基正鐵血紅蛋白而使液循環不良甚至停止。 工業廢中以石油化學工及機械業排放這類污染物較多。多氯聯苯，多環芳香烴化合物(如3.4苯並芘，1.2苯並蔥等)，其有機氯農藥(如DDT，丙體六六六等)等均屬於這類污染物，污染物在我國的水質標準規定中多半是不得檢出的。 且容在生物內累積濃縮，這是因為它們的脂溶性大分布系權logKow≧3.0)，且有較大的生物濃縮係數，DDT可說是所謂環境荷爾蒙(Environmental Hormone)的一種。

汞、鎘、鉻、鉛、砷為水中最主要的重金屬類的污染物，依世界農量組織(FAO,1970)將重金屬依其毒性區分成四級，其中第一級為下、鉛、毒性最大，第二級為鎘；第三級為鋅、硒，第四級為鉻、銅、鐵、鋁等而表7-16為人體超過這濃度便可產生中毒現象。 經上述作用便引起「俁病」的有機汞。1995年日本河野稔博士首先報告了「痛痛病」的症狀，我國則也有桃園地區稻米受鎘污染的報告，也就是鎘米事件。

三價鉻可以各種形式(鉻鹽或有機鉻)存在於人體，其應有一定的量是維持正常代謝(醣類)所必需元素之一。 其中(俗稱砒霜)最烈，服達0.06g~0.2g便可致死，砷的有機化合物多半存在於一些含砷。台灣西南部地也有鳥腳病的發生，而當地的飲水中砷含量偏高，應是砷的危害。農民用砷酸鉛等促進柳丁成熟黃化的藥劑所引起。 家庭污染水、醫院及醫學研究單位污水及屠宰、製革、食品等工業廢水為水中生物性污染的主要來源。而微生物的存在又可能影響該水體的優養化。

核能工或研究單位放射性水的排放及核能料經地下水的沖刷，溶出為主要放射性元素的污染源，另外核子試爆，偶發事件如車諾比爾、三哩島等事件均可造成水中放射性污染。 放射性元素多年經由水污染、土壤污染、食物等途徑進入人體，由皮膚進入的可能性較小。維持在9.0微侖琴/小時以下，足具我國經常監測、管製放射性污染的情況。 低滲水性的固形體則是必要的前處理方式。將仍具有輻射活性的核廢料包封在里面，減少對人體和環境生態的傷害。水泥、瀝青、高分子聚合物和陶瓷玻璃為常採用固化，有機性放射料可採用高分子聚合物作固化劑，高輻射劑量之核廢料則應以陶瓷、玻璃固化之。

水污染的結果，除了用水或經由食物鏈，使各種污染物，病媒體進入人體使人然生病、中毒、甚至引起癌症外，其惡化的水質，尤其是感官方面的惡化如發臭、異味、變色、泡沫、油污等均會影響美觀，妨礙觀光資源並影響美觀，妨礙觀光源並影響其正常用途，水的白淨能力也受妨害，而落入一惡性循環而使我們的環境更加惡化。

有機性污染物係水中最主要的耗氧物質，BOD值則是各污染源排放有機污染物的多寡的指標，為有效管製排入水體的有BOD的管製值多設定在30mg/1水體中耗氧物質愈多則水中溶氧量使持續減少。

五、水污染防治基本原則 以下為幾項水污染防治的基本原則或努力的方向： (1)選擇或改善製程，以減少廢的量或污染物的性質 (2)工廠廢(污)水分類，以方便處及減少排放或處理的廢水量程序廢水、生活污水及冷卻用水三大類，冷份水可以回收循環利用 (3)工廠廢水採密閉循環，可使工廠廢水循環使用以減少廢水水量及降低廢水處理之費用

(4)廢料或副產品回收，以減少廢水中的污染量及濃度 (5)妥善處理，再行排放 (6)建立完善的地下水系及處理中心 (7)製定完善的放流水管製標準，嚴格執行污排放的管製，依總量管製來妥善控製水體污染的程度。