第4章水污染及其防治

1、第4章 水污染及其防治,4.1 水污染 4.2 水質(zhì)標準及水質(zhì)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(zhì)、生物或能量之介入，而變更品質(zhì)，致影響其正常用途或危害國民健康及生活環(huán)境。 水污染物：導(dǎo)致水污染的物質(zhì)、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(xù)),4.1.2 水污染的來源,天然污染源：市鎮(zhèn)暴雨逕流。

2、人為污染源：來自人類活動及開發(fā)所產(chǎn)生者。市鎮(zhèn)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(qū)濫墾濫葬、水利建設(shè)、土木工程、集水區(qū)遊樂設(shè)施、河道砂石採取、地下水過度開發(fā)、石油外溢等。,工業(yè)廢水農(nóng)業(yè)污水礦場廢水,4.1.2 水污染的來源,臺灣水污染的主要來源市鎮(zhèn)污水、工業(yè)廢水及畜牧廢水是三大主要來源 ，尤以市鎮(zhèn)污水的排放量為最多。 工業(yè)及畜牧廢水所佔比例逐年下降。事業(yè)及畜牧廢水採排放許可制，廠商投入製程減廢之

3、結(jié)果。生活污水逐年增加。下水道建設(shè)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(wèi)生，影響人體健康飲用污染的水常致的疾病水媒傳染?。焊窝住⒒魜y、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(jié)石，多氯聯(lián)苯?油癥病，硝酸鹽?藍嬰癥，有機物、放射性物質(zhì)?癌癥,4.1.3 水污染的影響,對農(nóng)業(yè)的危害農(nóng)作物產(chǎn)量減少，農(nóng)作物品質(zhì)變劣

4、。土質(zhì)惡化，農(nóng)地廢耕。農(nóng)作物急性枯萎。累積毒性物質(zhì)，農(nóng)地價值降低。農(nóng)藥失效，施肥難以控制。耗損水利設(shè)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(zhì)或病菌過量，引起中毒或大量死亡。改變?nèi)壕劢Y(jié)構(gòu)，破壞生態(tài)平衡：例優(yōu)養(yǎng)化。改變棲息環(huán)境，危害生物繁殖及遺傳基因：如熱污染導(dǎo)致珊瑚白化、秘雕魚的出現(xiàn)。,4.1.3 水污染的影響,對水中生物的危害(續(xù))優(yōu)養(yǎng)化 (eutrophic

5、ation) ：水中營養(yǎng)素氮和磷過量，導(dǎo)致藻類大量繁殖、死亡，並因其腐敗分解，導(dǎo)致水中溶氧耗竭，引起水質(zhì)惡化，魚群無法生存的現(xiàn)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?nèi)∷O(shè)施，甚至關(guān)閉水廠其他加速腐蝕水管、抽水機、船隻等設(shè)備，造成財產(chǎn)損失。破壞水生態(tài)系統(tǒng)，損及人類生活環(huán)境。降低發(fā)電、給水及防洪效用

6、。影響遊憩風(fēng)景區(qū)的景觀及減低娛樂功能。,4.1.3 水污染的影響,4.2 水質(zhì)標準及水質(zhì)指標,水質(zhì)標準水質(zhì)的要求可視水的用途而異，不能用統(tǒng)一標準加以規(guī)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(zhì)標準。水質(zhì)指標依性質(zhì)大致可分為物理性、化學(xué)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(fā)性物質(zhì)發(fā)出，一般以初嗅度(TO

7、N)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(xué)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(zhì)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(jìng)、魚類生長及水的利用,化學(xué)性指標,化學(xué)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(dāng)

8、於氧之量廣用於廢污水中不易被生物分解物質(zhì)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(zhuǎn)厭氧性，產(chǎn)生沼氣等，因而影響水體自淨(jìng)作用,化學(xué)性指標,總固體TS廢水經(jīng)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(fā)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

9、,化學(xué)性指標,汞：中樞神經(jīng)中毒，如神經(jīng)痛、中樞神經(jīng)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(dǎo)致骨骼疼痛。鉛：引起便秘、貧血、腹痛、食慾不振等現(xiàn)象。鉻：易引起嘔吐、腹痛、腹瀉、尿毒癥等現(xiàn)象。砷：會導(dǎo)致烏腳病。,化學(xué)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(lián)苯等，有礙觀瞻、具毒性危害生物、增加COD 、降低溶氧。毒物：如農(nóng)藥、氟化物、氰化物等，引起中毒，危

10、害人體健康，減低水體自淨(jìng)力。清潔劑：泡沫減低水體自淨(jìng)力，含磷清潔劑可使水體優(yōu)養(yǎng)化。放射性物質(zhì)：產(chǎn)生癌癥及遺傳基因突變。,生物性指標,大腸菌群數(shù)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(shù)病原體市鎮(zhèn)廢污染處理不當(dāng)，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(jìng)的水中生物種類多而數(shù)量少，污染的水中生物種類少而數(shù)量多,生物性指標,優(yōu)養(yǎng)生物水中優(yōu)食生物的種類及數(shù)

11、量隨水之營養(yǎng)程度改變，可以此判斷水的營養(yǎng)及污染程度中數(shù)致死量(LD50)受檢生物在一定試驗時間內(nèi)(24hr或48hr)，僅有半數(shù)可存活之毒性物質(zhì)的劑量可比較各毒性物質(zhì)的毒性大小,臺灣地區(qū)飲用水的水質(zhì)標準,細菌性標準：大腸桿菌群密度、總菌落數(shù)等。物理性標準：如濁度、色度、臭度等?；瘜W(xué)性標準影響健康之物質(zhì)：重金屬、農(nóng)藥、三鹵甲烷、揮發(fā)性有機物等?？赡苡绊懡】抵镔|(zhì)：如氟鹽、硝酸鹽氮等。影響適飲性之物質(zhì)：硬度、氯鹽、鐵、錳、銅

12、、氨氮等。,4.3 水域污染,4.3.1 河川污染臺灣河川所呈現(xiàn)的問題集水區(qū)環(huán)境品質(zhì)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(wěn)定河川生態(tài)及生物危機河川水質(zhì)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(jīng)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 )、

13、生化需氧量( BOD5 )、懸浮固體( SS )及氨氮( NH3-N ) 為水質(zhì)參數(shù)。分為四等級。,4.3.1 河川污染,近十年臺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(yīng)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 臺灣地區(qū)重要河川污染趨勢,4.3.2 湖泊與水庫污染,臺灣地區(qū)主要影響水庫水質(zhì)的污染行為：集水區(qū)內(nèi)農(nóng)林業(yè)墾殖。觀光、遊樂設(shè)施。畜牧及養(yǎng)殖

14、。社區(qū)污水及垃圾。工業(yè)廢水。土石崩塌、山區(qū)沖出之漂木、樹葉等自然污染。其他如山區(qū)濫建、濫葬及挖採砂石等。,4.3.2 湖泊與水庫污染,臺灣水庫問題較為嚴重者：優(yōu)養(yǎng)化及淤積優(yōu)養(yǎng)化(eutrophication)指一片水域所涵容的養(yǎng)分隨著時間逐漸增加的一種現(xiàn)象。其演替過程：湖泊形成?貧養(yǎng)湖?中養(yǎng)湖?優(yōu)養(yǎng)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(yōu)養(yǎng)化發(fā)生。造成湖水缺氧，導(dǎo)致魚類窒息大量死亡，水體的色度

15、及濁度增加，甚至發(fā)出臭味，大大降低水體品質(zhì)。,優(yōu)養(yǎng)指數(shù)（TSI）,將總磷、葉綠素-a 、及透明度三項測值依卡爾森優(yōu)養(yǎng)指數(shù)法計算所得。翡翠水庫的優(yōu)養(yǎng)指數(shù)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。臺灣地區(qū)水庫有四成淤積率超過 20%。據(jù)統(tǒng)計，臺灣現(xiàn)今水庫淤沙量平均每年高達783萬立方公尺，相當(dāng)於一座鳳山水庫容量。 臺灣水庫淤積原因山坡地的巖層和土壤鬆軟脆弱，易被水沖蝕。山坡地陡

16、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(nèi)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(jìng)、分佈廣、利於儲存和取用方便等優(yōu)點。臺灣地下水污染原因：人類之農(nóng)牧活動。工業(yè)廢水、市鎮(zhèn)污水之排放。垃圾、廢棄物堆放或不當(dāng)掩埋。不合格鑿井。地下水超抽及過度開發(fā)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

17、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(tài)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(dāng)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?yōu)橛谰梦廴驹础?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(zhì)受區(qū)域之地質(zhì)、水源、人類活動、地下水超抽及海水入

18、侵等影響而發(fā)生變化。國內(nèi)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(nóng)業(yè)灌溉用水， 十個地下水區(qū)以嘉義縣市、臺南縣市、屏東縣、臺北縣及桃園縣等地區(qū)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(yōu)於整治。水污染防制法大多以規(guī)範地下水之污染預(yù)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(guī)範地下水污染地區(qū)之整治及

19、管制工作為主。採重罰嚇阻土地及地下水污染行為、設(shè)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(chǎn)：石油、天然氣、金屬等。能源：潮汐發(fā)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(lián)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(zhì)或能量

20、引入海洋環(huán)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(dāng)用途在內(nèi)的各種海洋活動、損害海水使用質(zhì)量，和減損環(huán)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(xù)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(dāng)推石油污染

21、。海洋油污染發(fā)生的次數(shù)約占所有海洋污染次數(shù)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(fā)生後的鵝鸞 鼻海面，有漂油出現(xiàn),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(fù)氧作用，降低海洋的自淨(jìng)能力。影響植物光合作用，破壞海洋食物鏈，造成海洋生態(tài)的崩潰。影響水生物的生存與繁殖，導(dǎo)致數(shù)以萬計的海洋生物和鳥類死亡。破壞海濱景觀，降低其利

22、用價值。不利於地球的水文及大氣循環(huán)。,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?；厥眨涸倮梦兔尬停蛴脵C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(jù)不同情況綜合使用，或反覆作業(yè)來進行處理。,臺灣海洋環(huán)境保護,劃設(shè)海洋保護區(qū)。進行整合式

23、海岸管理。加強海洋的國土規(guī)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(tài)資源的普查、監(jiān)測與建立資料庫。加強社會大眾的教育宣導(dǎo)。,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(jù)廢污水的成分、性質(zhì)和水量的不同，採用不同的方法去除污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，使水淨(jìng)化而達到排放或回用的標準。 一般廢污水處理系統(tǒng)略分為三級：,4.4.1 廢污水處理,一級處

24、理(初級處理)以沉澱為主，通常是物理或化學(xué)程序。二級處理以生物處理為主，其目的為去除耗氧物質(zhì)。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(zhì)或得到更好水質(zhì)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(yè)廢水處理,一般工業(yè)廢水的成分和性質(zhì)相當(dāng)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(yè)廢水時，應(yīng)遵循下列原則

25、： 改善製程和設(shè)備，以減少或杜絕污染性廢水產(chǎn)生。採用循環(huán)用水系統(tǒng)，以節(jié)省水資源。有害廢水應(yīng)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(dāng)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(yù)防：切斷污染物進入水域是水污染防治最為經(jīng)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(dǎo)與訓(xùn)練。污染的減廢：研發(fā)高科技低污染的生產(chǎn)技術(shù)、採用循環(huán)用水系統(tǒng)、資源回

26、收等。污染的整治：合理利用水域自淨(jìng)能力、普設(shè)水質(zhì)監(jiān)測站適時反應(yīng)水質(zhì)狀態(tài)、發(fā)展高效率的廢污水處理設(shè)施、積極建設(shè)下水道系統(tǒng)、設(shè)立有害廢水集中處理中心等。,4.4.2 水污染防治對策,我國水污染防治法立法宗旨：防治水污染，確保水質(zhì)源之清潔，以維護生活環(huán)境，增進國民健康我國現(xiàn)階段水污染防治工作四大目標：保護飲用水水源，維護國民飲用水安全及國民健康。改善都會型河川污染現(xiàn)況，增加親水空間。維持河川清淨(jìng)，保護生態(tài)體系。保護地下水、海洋，

27、以達水資源永續(xù)利用。,環(huán)保機關(guān)採取之水污染防治措施：,研發(fā)污染防治的新技術(shù)。推動河川流域綜合規(guī)劃，加強公共建設(shè)以保護水質(zhì)，並發(fā)揮水資源之最佳利用。健全地下水保護制度，加強地下水水質(zhì)監(jiān)測及整治改善。加強海域污染源之管制，落實海洋保育工作。積極推動污水下水道建設(shè)及正常運作，有效控制家庭污水之排放。加強落實畜牧廢水及事業(yè)廢水的管制措施。健全法令、標準及強化行政執(zhí)行基礎(chǔ)。優(yōu)先控制有害物質(zhì)，並分期依次削減污染源及污染物，以達到水質(zhì)保