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Ch 10
水污染
授課老師:王根樹
【本著作除另有註明,網站之內容皆採用 創用CC 姓名標示-非
商業性-相同方式分享 3.0 台灣 授權條款釋出】
水環境

水環境(water environment)即為與水有關
的環境:
由水涵養的環境
 環境中的各種水資源形式
 與水相關的生態系統
 水、環境與生態系統間的交互作用


水環境討論的議題包括水、環境、水資源、
生態系統等不同領域的主題
水文循環中的污染問題
酸雨
污水處理廠
掩埋場
廢水排放
滲漏
Oxygen Sag Curve
水污染直接影響水生態系統,後續影響範圍包括食物鏈、
環境生態及人體健康。
營養物質對水環境的影響

貧養(oligotrophic)
水體中營養物質濃度低、浮游生物含量低,種類多,溶氧
接近飽和,水質良好。污染程度低的水庫或湖泊,其水質
狀況許多屬於貧養。

優養(eutrophic)
水體內營養鹽濃度高,水域內生物質量高,藻類數量高,
水中懸浮粒子及殘留物質增加,透明度降低。水中溶氧量
變化大。

優養化(eutrophication):
水污染定義
所謂水污染,係指由於人為因素直接或間接的將污染物質
介入水體,以致變更水體之物理、化學或生物特性,影響水體
原本正常用途甚或進而危害國民健康及生活環境。所謂水的正
常用途依照水污染防治法施行細則可分為七大類:
1.公共給水、如家庭、商業及機關用水等。
2.農業用水、如灌溉用水、牲畜用水等。
3.水力用水、如水力發電等。
4.工業用水、如冷卻用水、鍋爐用水及製造用水等。
5.水產用水、如漁業養殖貝類,其他水產等。
6.水運用水、如航運(台灣河川無此用途)
7.其他、如野生保護、遊樂(親光、垂釣、划船、游泳、露營)
廢水排除 及環境保育。 至於物理、化學或生物特性可由水
污染指標來判斯是否改變。
水污染分布圖
(環保署)
水污染




水因污染物(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。
廢污水或廢棄物未經妥善處理即排入水體,超
過水體涵容污染物之能力,致無法進行自淨作
用,導致水質惡化甚而影響水體原有之正常用
途,或危害國民健康及生活環境。
大部分來自人為因素,並且具持續性。
因廢污水未妥善處理,排入土壤或地下水層,
或因廢棄物非法棄置,或因貯槽洩漏,則導致
土壤及地下水污染事件皆為水污染之例子。
水污染來源



以BOD5之污染「產生量」計算,工業廢水約佔
58%、生活污水佔23%、畜牧廢水佔19%
以「排放量」計算,則以生活污水為最高,約佔
52%,其次為工業廢水,佔36%,再其次為畜牧廢
水,佔12%。
以削減比例視之,總產生量3,904公噸,削減量
2,529公噸,以工業廢水削減78%最高、畜牧廢水
77%次之、生活水僅削減20%。
水污染來源
水污染之來源包括天然污染源及人為污染源。天然污染源一般
包括市鎮暴雨沖刷地面產生之逕流等來源,人為污染源則來自
人類各種活動及開發行為所產生者。各種污染源包括:
1.市鎮暴雨逕流:暴雨初下時、雨水逕流沖刷屋頂、地面街道、
山坡地及溝渠,將污染物帶入水體中形成污染。
2. 市鎮污水:包括家庭污水、商業、機關團體、事業廢水等。
市鎮污水含有固體、糞便、油脂、廚餘等,常含有大量的病
菌及有機物最易影響環境衛生。
3. 畜牧廢水: 畜牧廢水污染為國內主要水污染源之一,其主
要來源為畜牧場,每頭豬平均每日排放相當於3—5個人所排
放的糞尿量。
4. 工業廢水:工業廢水中的污染物可能來自原料、副料成品、
中間產品、副產品或其他使用於工業製造之物料或能量。工
業廢水常含有不同化學物質(或有毒物質)。
水污染來源
5. 農業污染: 近年來台灣農業普遍使用化學肥料,這些加進
土壤之化學肥料如氮肥、磷肥等,若未完全為植物吸收而排
至水體環境中,常導致水體養分太多而優養化。
6. 礦業污染: 採礦時,為分離礦物,在選礦時常用水加以沖
洗,此沖洗水常含有大量之泥砂,有時會含有溶解性物質,
包括來自礦物之銅、鐵、鋅、鉛等,形成金屬污染。
7. 垃圾滲出水: 垃圾掩埋場之滲出水,其水質因垃圾種類,掩
埋規模、掩埋方式及掩埋階段而異。常含有高濃度有機物。
8. 其他: 森林之採伐、耕作、土木工程建設等因素也會增加
水體中之浮游物質或溶解物質。
水污染的來源
點污染源
工業廢水
家庭污水
農業廢水
垃圾滲出水
其他
非點源污染
農業灌溉水
水肥、垃圾棄置
暴雨逕流
其他
水污染物
影響生活環境項目
生化需氧量﹙BOD﹚
化學需氧量﹙COD﹚
懸浮固體﹙SS﹚
溶氧量﹙DO﹚
氨氮﹙NH4+-N﹚
磷﹙P﹚
影響健康項目
重金屬
(鎘、鉛、汞、
六價鉻、銅、鋅、
砷)
農藥
(有機磷、有機
氯等)
生化需氧量(BOD5 , Biochemical Oxygen Demand)
指在一定時間內,在一定的溫度下,有機物因受微生物的作
用而氧化,所消耗的氧量。通常表示廢水污染度是指在20℃
下培養5日之BOD。
化學需氧量(COD, Chemical
Oxygen
Demand)
一般以重鉻酸鉀為氧化劑,在強酸情況下加熱二小時,使水
中有機物氧化為二氧化碳及水,其所消耗之重鉻酸鉀量換算
成相當於氧之量。COD量測可在2-3小時內完成。
BOD與COD之關係
BOD/COD≧0.6時,表示廢水中多數之有機物可被生物分解。
BOD/COD≒0.2~0.3時,表示廢水中含有不易分解之有機物,
需先馴化微生物以提升分解之比例。
BOD/COD≒0.0~0.1時,表示廢水中可能含有毒性物質,需較
長時間馴化微生物,才能以生物處理法處理。
懸浮固體(SS, Suspended solids)
廢水中粒徑小,不易沈之顆粒。
溶氧(DO, Dissolved oxygen)
指溶解於水中的氧,為表示水污染狀況的指標之一,簡稱為DO
。一般清淨的河流,DO可接近於其溫度之飽和值,水溫愈高,
其飽和溶氧量愈低。
優養化(Eutrophication)
指過量的營養物質進入水體,造成藻類大量的繁殖、死亡,並
因其腐敗分解的大量耗氧,導致水中溶氧耗盡而有機物質却很
充足的現象。
重金屬﹙Heavy metals﹚
一般泛指原子量較高之金屬,易累積在生物體或人體會造成損
害,如銅、鎘、汞、鉛等。
大排水溝中的垃圾直接排入溪中
(http://contest.ks.edu.tw/~river/teach/hariverp/theme7/theme7-5.htm)
垃圾滲漏水
台灣大學 王根樹
台灣大學 王根樹
(王根樹)
受含鎘、鉛廢水污染農田
污染區之復育
油污污染
水污染防治制法
第三十條 在水污染管制區內,不得有下列行為:
一、使用農藥或化學肥料,致有污染主管機關指
定之水體之虞。
二、在水體或其沿岸規定距離內棄置垃圾、水肥、
污泥、酸鹼廢液、建築廢料或其他污染物。
三、使用毒品、藥品或電流捕殺水生物。
四、在主管機關指定之水體或其沿岸規定距離內
飼養家禽、家畜。
五、其他經主管機關公告禁止足使水污染之行為。
前項第一款、第二款及第四款所稱指定水體及規
定距離,由主管機關視實際需要公告之。但中央主
管機關另有規定者,從其規定。
水污染防治制法
本法主管機關
在中央為行政院環境保護署﹔在直轄巿為
直轄巿政府﹔在縣(巿)為縣(巿)政府。
目的事業主管機關
工廠---經濟部﹙工業局﹚
畜牧業---行政院農業發展委員會
醫院---行政院衛生署
垃圾焚化廠---行政院環境保護署
遊樂園區---交通部﹙觀光局﹚
自來水事業---經濟部﹙水利署﹚
事業廢水管制流程圖
事
業
廢
水
放 總
流 量
水/管
標 制
準
事
前
許
可
徵收水汙染防治費
紀
錄
申
報
查
核
管
制
處
分
符
合
河川汙染整治
改
善
事業水污染防治措施管理辦法重點內容
廢(污)水
處理設施
處理
(
納入污
水下水
道系統
排放地
面水體
事
業
、
污
水
下
水
道
系
統
委託
處理
回收
貯留
排
放
魚
池
(
事
業
)
未設廢(污)水
處理設施漁牧
綜合經營
排放於
土壤
)
水污染防
治措施
23
污水處理累積建設成果
45
40
35
建築物污水處理設置率(%)
專用污水下水道普及率(%)
公共污水下水道普及率(%)
整體污水處理率(%)
9.53
25
10.29
7.99
27.48
24.81
41.58
35.22
30.2
30
(%)
39.47
5.59
5.03
12.48
4.87
12.75
11.65
20
10.61
10.05
15
9.07
10
12.4
14
15.58
16.97
18.53
10.87
5
0
92
累計已完成35
座污水處理廠
93
94
累積完成管線
長度3,711公里
95
用戶接管已突
破1,065,783戶
(18.53%)
96
97.7
97.2
整體污水處理
率已達41.58%
(水利署)
污水處理累積建設成果(續)
1
100%
87.78%
63.50%
52.09%
區域
公共污
水下水
道普及
率(%)
專用污
水下水
道普及
率(%)
建築物
污水處
理設置
率(%)
污水處
理率(%)
台灣省
6.06
14.38
10.66
31.10
台北市
87.78
4.24
2.33
94.35
高雄市
52.09
8.16
20.18
80.43
全國
18.53
12.75
10.29
41.58
台北市
高雄市
57%
19%
7%
22.92%
台北市
嘉義縣
台南縣
台東縣
17.89%
16.56%
0%
高雄市
基隆市
新竹縣
澎湖縣
台北縣
金門縣
苗栗縣
新竹市
4%
13%
台中市
南投縣
彰化縣
嘉義市
台南 市
台中 縣
雲林 縣
台北縣
高雄縣
屏東縣
宜蘭縣
桃園縣
連江縣
花蓮縣
9.83%
5.39% 4.85% 4.22%
2.58% 2.47%
1.17% 0.82% 0.43% 0.48% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
0
台
北
市
連
江
縣
(水利署)
高
雄
市
金
門
縣
台
中
市
台
北
縣
台
南
市
高
雄
縣
基
隆
市
嘉
義
縣
桃
園
縣
南
投
縣
屏
東
縣
台
中
縣
台
南
縣
宜
蘭
縣
新
竹
縣
苗
栗
縣
彰
化
縣
雲
林
縣
花
蓮
縣
台
東
縣
澎
湖
縣
新
竹
市
嘉
義
市
尚有部分無用戶接管,其中6縣市將以BOT加速推動
雨水與污水的蒐集
重陽截流站
- 將晴天污水及初期暴雨逕流污水
截流送入北市放流管
獅子頭抽水站-將台北都會區所收集之污水進行處
理抽送藉抽水機送至八里污水處理廠處理。
污水處理系統的分別

集中處理 vs. 分散處理
集中處理:將污水透過管線截流、收集、集中
處理、放流至海
 分散處理:由各區域分別收集、處理、再放流
至河川



雨污水分流 vs. 合流系統
污水下水道 vs. 化糞池
污水處理程序
預處理(篩除或浮除)
 去除大型物及油脂
 一級處理
 初沉池 浮除槽 可移除40-60% 之BOD
 二級處理
 生物處理 去除80%溶解性有機物
 好氧處理 與 厭氧處理
 懸浮生長 與 附著生長
 三級處理
 提高出水水質 可進一步再利用
 去除難分解之有機物 營養鹽

攔污柵
台灣大學 王根樹
某汙水廠進水口(1)
(王根樹)
初級沈澱池
台灣大學 王根樹
某汙水廠進水口(2)
(王根樹)
活性污泥法
最初沉澱池
廢水
最終沉澱池
曝氣槽
迴流污泥
放流水
排泥
汙泥處理
台灣大學 王根樹
某汙水廠二級沈澱池
(王根樹)
穩定塘
有機物+氧+好氧菌 → CO2+水
藻類+CO2 → 氧+生物質量
參考資料:http://web.deu.edu.tr/atiksu/toprak/lagoon1.jpg
Wetlands as treatment site
 Artificial wetlands in residential community
 Plants use nitrogen from agricultural wastewater


Combined with
bacteria reduce
nitrogen levels
Ultimately clean
enough for release
to river channel
Wiki Stanislaw Doronenko
滴濾池
參考資料:http://www.emeraldinsight.com/fig/0830070303003.png
旋轉生物盤法
參考資料:http://www.gmcanada.com/
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http://www.fg.tp.edu.tw/~earth/learn/water/wat
er8.htm
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http://www.wired.com/wiredscience/2011/01/f
ishpocalypse-and-climate/
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http://www2.nuk.edu.tw/cee/2005student%20report_river%20pollution.pdf
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專用污水下水道普及率(%)
公共污水下水道普及率(%)
整體污水處理率(%)
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35
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10.29
9.53
30.2
30
7.99
27.48
24.81
5.59
25
5.03
(%)
41.58
39.47
35.22
12.75
12.48
4.87
11.65
20
10.61
10.05
9.07
15
10
12.4
16.97
15.58
14
18.53
10.87
5
0
92
93
94
95
96
97.2
1
87.78%
100%
63.50%
52.09%
22.92%
17.89%
16.56%
9.83%
5.39% 4.85% 4.22%
0%
2.58% 2.47%
1.17% 0.82% 0.43% 0.48% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
0
台
北
市
連
江
縣
高
雄
市
金
門
縣
台
中
市
台
北
縣
台
南
市
高
雄
縣
基
隆
市
嘉
義
縣
桃
園
縣
南
投
縣
屏
東
縣
台
中
縣
台
南
縣
宜
蘭
縣
新
竹
縣
苗
栗
縣
彰
化
縣
雲
林
縣
花
蓮
縣
台
東
縣
澎
湖
縣
新
竹
市
嘉
義
市
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http://ppp.pcc.gov.tw/pcc_site/files/971030%E
6%84%9B%E5%8F%B012%E5%BB%BA%E8
%A8%AD(%E6%B1%A1%E6%B0%B4).ppt
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6%84%9B%E5%8F%B012%E5%BB%BA%E8
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/b3/b008/order.html
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