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关键词:污染 水污染
工业废水是台湾河川杀手中最厉害的一个,它不但 污染量最大-占总污染量一半以上,而且废水的成份复杂,很多含有致命的毒素,对河川的杀伤力非常惊人。
台湾的工厂很多,但工厂中设有完善 处理废水设施的却很少。据民国81年的统计,台湾被列管而未改善的水污染工厂约有5000家。
工业废水以工业区事业废水主:如桃园县南崁溪、埔心溪、新街溪、老街溪及社子溪等五条溪流域内先后 成立八个工业区( 龟山、林口、北部特定、平镇、大园、中坜、桃园幼狮及永安工业区 ),工业区废水未妥善处理,再加上区外工厂废水,致使桃园县五条河流合计事业废水B.O.D.污染量达58.6% 。
流经高雄县市之后劲溪,亦因沿岸设立了若干工业区(大社、仁武),楠梓 加工区及中油、台塑等大厂,后劲溪的事业废水BOD 污染量占47.4% 。新竹县的客雅溪沿岸工厂虽多,但因规模小,事业废水BOD 污染量仅占7.3%,反而是沿岸人口较密集,家庭 污水BOD 污染量却占59.9% 。
台南县之急水溪流域的 情况亦同,上游大型造纸、制糖及副产品加工厂污水处理设备或为不符标准、或为操作不良,因此急水溪流域事业废水 BOD污染量达64.2% 。
另外是以重金属事业废水为主:如二仁溪流经高雄县、台南县市,流域内设立不少金属处理及电镀工厂,河口亦有若干业者从事废五金处理作业,为求回收成本最小,大半业者皆采燃烧及酸洗处理,酸洗的废液则随意倾弃河中,因而二仁溪事业废水BOD 污染量虽仅占36% ,但其金属含量极高。不同工厂制造不同性质的废水,引发公害事件层出不穷,兹引述于下:
采矿厂:基隆河上游近40家煤矿场,每月排放8000吨洗煤废水,使河水呈贺褐色,并淤积于河床。
农药厂:75年1月,桃园龙潭新达农药厂将废水排放霄里溪,使鱼类大量被毒死。
炼油厂:74年8月高雄县中油总厂排放油污,污染后劲溪畔的莲池潭,使潭中饲养的草鱼因有「臭油味」而滞销。
化工厂:73年5月云林虎尾的台湾色料厂将含镉废水排入北港溪流域的灌溉沟渠,使得4000 吨的稻米因受镉污染而被禁止出售。
电镀厂:74年 4月南部二仁溪上游的电镀厂排放含铜离子的有毒废水,使河口养殖的牡蛎大量变绿死亡。
石化厂:67年11月高雄大社石化工业区将含氰酸的剧毒废水排入楠梓溪中,造成 1人死亡,430人中毒。
食品厂:67年3月至10月嘉义岸内南靖两糖厂排放废水入急水溪,造成鱼民放养的8万尾虱目鱼死亡。
这些废水污染事件,不但对人们的生命、财产造成无法弥补的损失,长远来说,对河川态的破坏更是难以估计。
工业废水含有各项污染物质,依其性质及所需去除对像的不同,主要为耗氧物质、悬浮固体、油脂、溶解固体、颜色、臭味、毒性物质、放射性物质、酸碱、高温、病原体及泡沫等。上述工业废水中之污染物,可能来自原料、副料成品、中间产品、副产品、废弃物或其它用于工业制 造之物料或能量。依工业种类不同,其污染物质特性也各异,一般工业废水之污染物质依其特性可分类如附表1.2 所示。 (可与附表1-1 对照日本情形)
工业废水含有污染物质,可造成水质污染,其来源如生产过程中需要大量的用水,包括冷却用水,制造用水,锅炉用水,产品用水及清洁用水等,上述各项工业用水除蒸发、吸收及转入成品之外,余均排弃成废水,因此工业废水可包括冷却废水、制造过程废水、锅炉废水、清洁用水及厂内一般污水。而废水量则随工业种类、制造方法、用水习惯而异。各主要工业单位产品之废水量及其特性如附表1.3。
附表1-4 所示金属类污染的发生业种以及发生形态等,虽是日本东京都公害资料,较之于台北的情况,可能有些差异,但可作为参考之用。
工业废水对河川造成的伤害,大致可由三方面来说明:
色度:许多工业废水会使河流变浊变黑,不但有碍观瞻,而且会干扰阳光照射河水,妨碍光合作用进行,影响水中生物生存。其中,以纸厂,染料厂,皮革厂等污染最严重。
温度:有些工厂排放高温废水,使河水温度增高,水中含氧量减少,正常水生物不能适应,并会降低水的净化能力。会排放高温废水的工厂有炼钢厂、石化工厂、纸厂、食品加工厂、火力及核能电厂等。
毒素:金属、石化、农药等工厂排放的废水,常具累积性毒素,可能引发各种生物性病变,甚至导致生物体死亡。
因为河川污染的严重性,已引起各方的注意,地方政府及中央政府已计划了一些河川的整治计划,如高雄的爱河及台北的淡水河整治计划便是。政府亦已订立一些水污染防治法规,亦于76年5月5日发布排放水标准,82年1月1日订定的排放水标准如附标表所示,以供参考。
(二)矿业污染
采矿时为分离矿物、选矿,均用水冲洗,此种冲洗水含有多量之泥沙,有时含有溶解性有毒物质,如铜、铁、锌、铝等。洗煤废水酸性很高,且含大量煤屑,矿物中之硫磺由于微生物之作用成为硫酸,再与铁矿作用,形成铁盐;油井排除多量盐水,增加河水之氯盐,当利用为水源时都会增加水质处理上之困扰。
(三)农业污染
台湾的农田、果园、菜园及高尔夫球场等,常施用过量的农药和化学肥料,由于滥垦及雨水冲刷,常会流到河川中。农药的毒性强,不易分解,不但会毒害河川生物,甚至可能污染水源,危及人体健康。而化学肥料因含氮和磷,会使水中藻类滋生,恶化水质。
近年来农业除普遍使用化学肥料外,还常使用化学杀虫剂、除虫剂等;而杀虫剂对水中鱼类而言毒性颇大。土壤中或施肥所含氨及有机氮,因土壤菌氧化为硝酸盐,一部分未被植物吸收而混入排水中,若循环使用灌溉水,硝酸盐含量即增加,以致污染河川。
(四)家庭污水
台湾各都市未建立完善之下水道系统,近年来冲洗式彻厕所激增,其设备及处理均未符标准,致使粪池流出水之BOD 甚高,且病菌也未被消灭,当排放后严重地污染河海。另外家庭废水还有厨房和洗浴废水等。一般都市污水之污染性质有病菌、悬浮质、消耗氧量之有机质。在市区内之工厂所排放之废水也流入都市下水道中与污水混合,更加重污染情形。
许多危害河川的可怕毒素,隐藏再我们的日常生活中,兹分述如下:
食用油:厨房中各种使用过的废油,会使河川水质恶化,是家庭污水中最大宗的污染来源。
马桶清洁剂:含氯化漂白剂,会杀死化粪池中分解污水之细菌,造成河川污染。
洗衣粉、洗发精:多含有磷酸盐,会使河中的藻类大量繁殖,减少水中氧气,使其它生物窒息。
农药、肥料:园艺用的农药会对水中生物产生毒害,而化学肥料中则可能含有恶化水质的磷酸盐。
厨房清洁剂、洗碗精:前者磷酸盐和氯化漂白剂,会恶化水质,后者的色素会污染河川。
汽车清洁剂、亮光蜡:都含有强烈的化学成分,可能会直接毒害到水中的生物。
家庭污水的特性:依据调查统计,家庭污水的水量及水质具有下述特性:
1.各家庭所排泄出来的污水量以每人每日计,约为二百到二百五十公升左右,而依都市规模的大小略有差异。相对的,屎尿废水的部份为每人每天五十公升左右。
2.一般家庭的生活污水,依其用途别换算所得的百分比,各为厨余20% ,洗衣30% ,洗脸、刷牙、洗手等10% ,洗澡20% ,厕所冲洗用水13% ,其它占7% 。
3.排水时的尖峰量每天分朝、夕共二次,而全部废水量的60% 集中在早上七点到十点之间。早上以洗衣污水为主,晚上则以厨余、洗澡污水为主。
4.家庭污水的污染量以每人每天计,生化需氧量三十至四十公克、氮一至三公克,磷零点三至零点九公克。至于家庭污水外的屎尿废水,其生物需氧量则有十三至十八公克。
5.厨余废水中含有有机性污染物质,占全部家庭污水有机污染物含量的大部份。
6.洗衣时使用含磷洗濯剂时,其含磷量将占全部家庭污水含磷量的50% 。
家庭污水对河川的污染以淡水河为例:淡水河系流经大台北都会人口密集地区,流域集居人口达五百四十万人,由于缺乏污水下水道及处理设施,家庭及都市污染绝大部份均未经妥善处理,直接排入河川,为本流域河川污染的主要来源,占各污染源的65% 。按每人每日水量二百公升估计,排污区总污水量估计约一百零八万吨,同时考虑排入之岸边垃圾渗漏之污水量,则家庭产生的污染量估计每日约二百一十七吨。淡水河家庭污水生化需氧量BOD 污染量占64.8% 。
(五)医院废水
医院废水为洗涤废水、血水、消毒水等,据统计,国内大小医院每一病床每天所排废水为零点五至一点二公吨,平均为零点七公吨,其中大部分未经处理即流入水沟,小部分流入卫生下水道。另一方面,病患者之排泄物常含有大量病菌,若未经处理消毒即流入河海时,此种病菌常经由给水、水产物等传染予健康者。虽然目前自来水净化消毒能除去霍乱、伤寒、副伤寒、痢疾......等,但若污染来源未减少,净化程度有限,致使净化成本提高,因此必须配合污水处理及消毒,才能完全阻止疾病之蔓延。
(六)养殖污染
台湾目前的主要养殖污染,有养猪废水、河床养鸭、鱼塭排水。
1.养猪废水
台湾目前的养猪量大约一千万头,几乎所有猪的粪屎都未经处理,直接排入河川中。这些粪屎含有高量的有机物、氮素、磷素、和大肠菌,所以到了河里不但会消耗水中氧气,使水发臭、发黑,还会使水面滋生各种水生物,阻碍河道,妨害排水与河川功能,使水质加倍恶化,对河川的杀伤力非常惊人。而专家估计,一头猪每天排出的污染量相当于二点五个人制造的污染,污染水质的情况可见一斑。猪粪尿废污的固体物及溶解性有机物含量很高,以生物处理法较普遍,例如采用活性污泥法,以厌氧消化法处理污泥,既可稳定污泥性质,又可回收能源,利用产生的沼气作为燃料以供处理畜牧场的小猪尸体及厨房使用。此外,猪粪尿废污亦可做以下利用:1)饲料化;2)培养藻类;3)养鱼;4)当作肥料还原于农地。
2.河床养鸭
台湾目前养鸭量大约也有一千万只。虽然每只鸭子所制造的污染量比猪来说是小巫见大巫,但因为绝大多数的鸭子都放养在河边,因此鸭子的排泄物、掉落的鸦毛及残余的饲料可说是百分之百进到河川中。加上鸭粪中的氨、氮成分会使河川呈墨绿色并发生恶臭,这个河川杀手的威力也不可小看。
3.淡水养殖、鱼塭排水
台湾的河岸两边常被辟成养殖池畜养鱼虾,大多集中在沿海地区,通常其对水质影响不大,但自淡碱水混合养殖,引进海水以后,台湾特有的高密度养殖,饲料、抗生素用的多;鱼塭换水时,排水中含有大量的鱼虾排泄物和残余饲料,含有高盐分和杂质的养殖用水便排入河川中或就地排放,使水质恶化、污染;当这些水入渗后,污染地下水、土壤水,所以鱼塭发展到那里,盐水化地下水就分布到那里,其水质不适生活用或灌溉用。而且,大量抽取地下水,造成地下水盐化与地层下陷,其对地下水源的影响破坏非常严重。另外,有些养殖业者为净化水质或消毒杀菌,会施用三氯松、地特松等农药,这类池水排放时将影响一般河川水域生态。
(七)垃圾渗漏水污染
1.垃圾渗漏水问题
国内垃圾处理目前大部分以掩埋法为主,然而绝大多数掩埋场皆缺乏正常操作管理及二次公害防治措施,造成严重的环境污染,尤其垃圾渗漏水,因其污染性高,且皆未作处理,严重污染地下水及地面水。
2.何谓垃圾渗漏水
渗漏水系垃圾掩埋场内因降雨入渗或本身含水受挤压等而排出之,其组成因垃圾品质、掩埋状况、掩埋年限等而异,一般含有高溶解性有机物、高无机盐类、重金属、腐植质、挥发酸、硬度、碱度及细菌,呈弱酸性,污染性极高,呈深褐色、色度高、具刺激腐臭味。
3.垃圾渗漏水之处理可分生物和物化处理,前者适用于处理有机污染物,后者适用于处理无机盐类。然而,不同掩埋年限之垃圾渗漏水,因其水质特性而异,适用之处理方式亦不同。
1)掩埋初期五年以内,因垃圾渗漏水含高浓度有机物,故以生物处理方式较合适,而其放流水再以物理化学法处理,效率更高。
2)掩埋中期5-10年间,含较高无机盐和不易分解的有机物,不适合采用生物处理,而以物理化学法处理方式较佳,如逆渗透法最佳。
3)掩埋末期十年以上,含无机盐类和低浓度有机碳,适合物理化学处理,其中以逆渗法和活性碳处理较佳。
(八)水源区污染
水源区是蓄积水源的地方,一般是指河川的最上游,森林是这里最重要的角色。通常水源区都建有水库来调节水量,以供应我们农业、工业及日常生活所需。一旦水源区被破坏、污染,不但会影响水的供应,甚至可能造成可怕的灾害。
1.六滥--水源区污染情况
1)滥伐:滥伐森林,破坏蓄水功能,造成土壤冲刷流失。
2)滥垦:滥垦山坡地,破坏森林水土;农药、肥料易渗入水源中。
3)滥建:辟建山坡社区,破坏森林水土,并制造垃圾和污水。
4)滥筑:未经勘测规划,随便兴筑公路,破坏森林水土。
5)滥葬:滥造坟墓,破坏森林水土,污水易渗入河川。
6)滥游:兴建游乐区,破坏森林水土,游客制造垃圾和污水。
以上招招凶狠毒辣,令台湾大小河川闻之丧胆。同时可看出森林的保育与水源区水质的保护息息相关,因为森林的枝叶、草地可以防止雨水冲刷土壤,有水土保持及净化水质的功能。
(九)水库水质污染--优养化
「优养化」(Eutrophication)原是湖泊的一种自然老化现象,即每一湖泊由出生态的贫养湖会逐渐因营养元素积聚而成为中养湖,最后进入老年期的优养湖,而终于变成沼泽、陆地。这种老化现象常历经千年之久,但是近二十年来世界各地因为人为干扰,大量污染性有机质排纳,使得湖泊和水库在短短几年间,走完一生。
1.优养程度的判定
1)贫营养性(oligotrophic):水体中养分含量低,水生植物产量低,各层溶氧均高,水体透光性良好。
2)中营养性(mesotrophic) :养分含量中等,具相当数量及种类的生物,溶氧及透光度居中。
3)优营养性 (euotrophic) :养分含量高,水生植物的产量亦高,溶养有时候在某深度甚至不存在,透光度低,浮游植物的种类变少。
2.影响藻类增殖之因包含有营养盐类、阳光、气候状况、湖盆形状、库内滞留时间等,而以营养盐类最重要。藻类需有多种营养盐类才能增殖,研究发现,植物的生长不受制于大量需要的元素,称为限制因子,以磷、氮是需要量最低的元素,因此如何控制水中的磷及氮元素的浓度,以缓和或抑制藻类成长爆殖,乃成为二十年来优养化问题的研究重点。
3.氮、磷的影响
地壳中磷的蕴含量约0.12% ,大都以磷酸盐类的形态出现,以供水中生态系的平衡;唯有人为活动造成过剩营养,才致失衡,因而刺激藻类的爆殖,例如生活废水、农牧业废水、施肥、施药及开垦所造成的水土流失,均是水中磷含量剧增的主要来源。
氮的存量在空气中占78% ,水体中的氮则以氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮等无机形态及蛋白质、多 氨机酸和尿素等有机形态出现。由于闪电及某些植物的根瘤菌均有固氮作用,而每年人工施肥或废污水中挟带大量的氮,因此水体中的氮含量高于磷含量的好几倍。
4.优养化对水库水质的影响
(1)死亡之藻团影响观瞻,腐败之藻类引发臭味甚至湖水变色,影响景观与游憩的价值。
(2)由于藻类白天行光合作用及随时均行呼吸作用,造成水体溶氧在一天中产生相当大的变异,致使晚间的溶氧质太低时,常令鱼类等水生生物无法生存。
(3)沉降至水体底部的浮游植物常会引起底泥需氧量的增加,当藻颣在生长和死亡的同时,伴随发生的氧气产生及消耗,降低了水体深水层的容氧。
此外,水体的优氧化对于水质尚有以下几种直接的影响:
(1)增加颗粒状有机质之数量,如浮游性生物、底栖生物、细菌、真菌和残屑、及排泄物。
(2)藻类族群发生改变,产生某些吾人不欲其存在水体中之优势藻类,如蓝绿藻等。
(3)增加溶解性之有机化合物的浓度 ,使水质:
a.具有蛰合或其它更复杂的特性。
b.增加水中的臭味及色度。
c.提高形成三卤甲烷类化合物的可能性,因有机化合物本身是形成三卤甲烷(致癌物质)的前驱物质。
d.提供处理厂和给配水系统中细菌生长的基质。
e.易于腐蚀配水管线。
(4)增加ph值,同时使得一天之ph值变化量加大。
(5)使水层中的溶氧降低,造成水体底部与底泥接触带溶氧减低,导致底泥有机质矿化作用不完全,而释出H2S、NH3、P、Fe、Mn 及其它金属,甲烷及其它还原物质于水中,这些皆造成皆造成水质的直接污染。
5.水库优氧化的防制措施
许多国家地区的学者正进行改善优氧化的措施:物理性的有捞除法、遮断日光法、曝气循还法、前坝法、水气泄降法等,化学性的有混凝沉降法、气提法等,但实施起来却事倍功半,仅局部性治标效果。治本之道在于严格执行水源与集水区的保护、保育措施,有效将人为的活动, 如开垦、养殖、游憩等和废污物质阻绝于保护区之外。
6.废水三级处理--优氧化水体污染源之处理方式以取水水源的湖泊、水库而言,初级或二级废水处理无法遏止优氧化发生,须仰赖三级处理,以去除水中的氮、磷。
(1)磷的去除
加入石灰于污水中,形成的Ca(OH)2与溶解水中的磷酸盐结合,形成不溶解化合物,沉淀后可将磷与废水分离。
(2)氮的去除
a.气提法:废水中加入碱将ph值提高,铵离将变成氨气,再通入空气。将氨气由水中阶逸出,完成去氮。
b.生物法:分二大阶段,一为硝化作用、一为脱氮作用。先用硝化菌的硝化作用,将铵根氧化成亚硝酸根;再氧化成硝酸根,利用脱氮菌的脱氮作用将硝酸根变为N2逸至大气。
7.兴建水库的负面影响
水库蓄水后,整个个流域的水文状况受到改变,下游水量受到水库调节或拦截,导致下游
河川的稀释与自净能力,及溶氧浓度降低,造成下游河段河川水质恶化;被水库淹没之草木腐烂而释出有机物及氮、磷等营养质,造成藻类繁生,加速水库水质优氧化现象。另外水库施工期间会造成下游河道水质污染。而水库完成后之水质保护、污染源管制、观光游憩是否开放等营运管理政策,对水质环境、水栖生态、都有很大影响。
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