1、水庫(kù)污染問題優(yōu)養(yǎng)(Eutrophication)對(duì)水質(zhì)之影響藻類指標(biāo)、透明度及葉綠素濃度臺(tái)灣二十座水庫(kù)中，水質(zhì)呈優(yōu)養(yǎng)化狀況截至92年十月共有七座，情況仍嚴(yán)重何謂優(yōu)養(yǎng)？?jī)?yōu)養(yǎng)之定義早期研究湖泊學(xué)者，將藻類繁生、光合作用旺盛、生物類變得較單純的那些湖泊，稱為優(yōu)養(yǎng)的湖泊精確的描述優(yōu)養(yǎng)的程度：如葉綠素A的濃度，基礎(chǔ)生產(chǎn)力，用沙奇盤(Sacchidisc)測(cè)透明度的可見深度、與藻類的數(shù)目等湖泊水庫(kù)之營(yíng)養(yǎng)分級(jí)與指標(biāo)的關(guān)系指標(biāo)值貧養(yǎng)中養(yǎng)優(yōu)養(yǎng)極優(yōu)養(yǎng)總磷(g/l)平均范圍8.0(318)26.7(1195)84(16350)(7501200)總氮(g/l)661(3071630)753(3611387)1875(

2、3936100)-葉綠素A(g/l)1.7(0.34.5)4.7(311)14.3(378)(100150)沙奇透明度(m)9.9(528)4.2(1.58)2.4(0.87)(0.40.5)自然界之優(yōu)養(yǎng)現(xiàn)象生態(tài)自然演替：天然湖泊形成雨水及地面水帶入營(yíng)養(yǎng)生物稀少之貧養(yǎng)狀態(tài)集水區(qū)內(nèi)雨水沖刷富營(yíng)養(yǎng)泥土及植物殘屑湖水營(yíng)養(yǎng)增加、水深漸減、植物繁生進(jìn)入優(yōu)養(yǎng)期足夠時(shí)間后變?yōu)闇\水湖植物大量生長(zhǎng)沉積淤積速率加快湖泊死亡成為沼澤或沖積平原天然湖泊生命可達(dá)百年或千年優(yōu)養(yǎng)的人為因素_人造水庫(kù)人造水庫(kù)之命運(yùn)違反自然的地質(zhì)變化集水區(qū)內(nèi)之人為活動(dòng)加之營(yíng)養(yǎng)源及淤砂的流入優(yōu)養(yǎng)化提早發(fā)生人工水庫(kù)壽命短則數(shù)年，長(zhǎng)則十余年臺(tái)灣地區(qū)

3、人工水庫(kù)，都發(fā)生了藻類繁生的現(xiàn)象優(yōu)養(yǎng)的成因_磷水庫(kù)中磷的來(lái)源集水區(qū)內(nèi)植物及土壤自然溶解使用含磷清潔劑、施用大量磷肥、飼養(yǎng)牲畜及家庭污水排放濫墾濫伐破壞水土保持優(yōu)養(yǎng)的成因_營(yíng)養(yǎng)源一般公認(rèn)最重要的優(yōu)養(yǎng)因素，亦稱限制因子，便是營(yíng)養(yǎng)源藻類生長(zhǎng)所需包含：碳源、水分、無(wú)機(jī)金屬都不虞匱乏、唯有氮源及磷源常因濃度太低而成為限制因子控制進(jìn)湖泊及水庫(kù)內(nèi)的氮及磷，即可控制藻類的生長(zhǎng)臺(tái)灣地區(qū)的水庫(kù)中，氮的含量均已偏高，唯一的限制因子磷湖泊水庫(kù)之營(yíng)養(yǎng)分級(jí)與指標(biāo)的關(guān)系依據(jù)世界經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織(OECD)之湖泊水庫(kù)優(yōu)養(yǎng)程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在葉綠素a方面分級(jí)如下葉綠素(/L)貧養(yǎng)： 2.0貧養(yǎng)普養(yǎng)：2.1 2.9普養(yǎng)：3 6.9普

4、養(yǎng)優(yōu)養(yǎng)：7.0 9.9優(yōu)養(yǎng)：10湖泊水庫(kù)之營(yíng)養(yǎng)分級(jí)與指標(biāo)的關(guān)系依據(jù)世界經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織(OECD)之湖泊水庫(kù)優(yōu)養(yǎng)程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在總磷方面分級(jí)如下總磷 (/L)貧養(yǎng)：7.9貧養(yǎng)普養(yǎng)：8 11普養(yǎng)：12 27普養(yǎng)優(yōu)養(yǎng)：28 39優(yōu)養(yǎng)：40數(shù)據(jù)更新日期：92年09月08日優(yōu)養(yǎng)對(duì)水質(zhì)之影響藻類都不具毒性，惟海水優(yōu)養(yǎng)造成旋鞭毛藻的繁生紅潮，使貝類累積致人于死的毒素大量藻細(xì)胞影響水的色澤和臭味造成水處理混凝、沉淀及過濾等步驟的沉重負(fù)擔(dān)，如大量藻細(xì)胞要消耗較多的混凝劑并產(chǎn)生較多的廢棄污泥、堵塞濾床藻類繁生間接造成水中致癌物質(zhì)三鹵甲烷等化合物之產(chǎn)生控制水庫(kù)優(yōu)養(yǎng)之方法外在營(yíng)養(yǎng)源限制營(yíng)養(yǎng)源排入嚴(yán)格管制污染的河水、

5、集水區(qū)中聚落的污水、養(yǎng)殖場(chǎng)的廢水、工廠的排水，使其進(jìn)入水庫(kù)前至少有除氮、除磷步驟之三級(jí)處理高山水庫(kù)最主要營(yíng)養(yǎng)源為土壤沖蝕(erosion)因此需特別注重水土保持內(nèi)在營(yíng)養(yǎng)源使用淤泥疏?；驇?kù)水曝氣對(duì)較淺的水庫(kù)，底泥中累積的營(yíng)養(yǎng)素不斷在庫(kù)內(nèi)循環(huán)分解此法耗費(fèi)不貲，但可使底泥表層形成氧化層，阻絕磷的釋出控制水庫(kù)優(yōu)養(yǎng)之其他方法撒布活性碳等粉末，阻絕陽(yáng)光加入硫酸銅以抑制藻類生長(zhǎng)飼養(yǎng)食藻魚類等惟上數(shù)都養(yǎng)缺點(diǎn)及副作用，因此并未普及加強(qiáng)集水區(qū)的水土保持工作認(rèn)識(shí)三鹵甲烷飲用水水質(zhì)中，見諸媒體較高者莫過于三鹵甲烷一詞以下針對(duì)此一名詞分別介紹自來(lái)水中三鹵甲烷之發(fā)現(xiàn)三鹵甲烷的成因影響三鹵甲烷生成的主因三鹵甲烷對(duì)健康之影響

6、控制三鹵甲烷的技術(shù)喚起維護(hù)水源水質(zhì)之共識(shí)自來(lái)水中三鹵甲烷之發(fā)現(xiàn)1974年美國(guó)EPA，發(fā)表從紐奧良市三個(gè)凈水廠的凈水中發(fā)現(xiàn)含三鹵甲烷(Trihalomethanes，THMs)在內(nèi)之66種有機(jī)化合物同年證實(shí)原水加氯消毒后氯氣與原水有機(jī)物質(zhì)反應(yīng)生成大量氯仿(chloroform)1975年美國(guó)80個(gè)城市自來(lái)水及原水中檢測(cè)六種有機(jī)物CHCl3、CHBrCl2、CHClBr2、CHBr3、CCl4、CH2Cl2，發(fā)現(xiàn)前四種(即THM)的形成和氯氣消毒有密切關(guān)系自來(lái)水中三鹵甲烷之發(fā)現(xiàn)(續(xù))1976年美國(guó)國(guó)家癌癥研究所公布了氯仿為一致癌物質(zhì)，并發(fā)布禁令，禁止將氯仿當(dāng)作食品、藥物添加劑此后，世界各國(guó)紛紛于自

7、來(lái)水質(zhì)中訂定了最大容許標(biāo)準(zhǔn)(如右表)，美國(guó)于1995年訂定飲用水總THM最大容許量為0.1mg/lnation限值(mg/l)中國(guó)0.1日本0.1加拿大0.35比利時(shí)0.1芬蘭0.1臺(tái)灣0.15臺(tái)北市0.1自來(lái)水中三鹵甲烷之成因原水中有機(jī)物及氨氮含量日益增多，增加原水預(yù)氯處理的加氯量，使得很少自然存在于水體的三鹵甲烷不正常的增加有機(jī)物和氯反應(yīng)所生之產(chǎn)物有CHCl3氯仿CHBrCl2一溴二氯甲烷CHClBr2二溴一氯甲烷CHBr3溴仿凈水程序中形成三鹵甲烷之反應(yīng)氯(溴或碘離子) 有機(jī)前質(zhì)(precursors)三鹵甲烷鹵化有機(jī)物影響三鹵甲烷生成之主因有機(jī)前質(zhì)：腐植酸、腐植質(zhì)、黃酸、乙醇、乙醛、丙

8、酮、三氯丙酮、苯丙酮、酚、木質(zhì)黃酸鹽、磷苯二酚、對(duì)苯二酚等加氯濃度：加氯反應(yīng)中先消耗無(wú)機(jī)物如Fe+2、Mn+2、H2S、與NH3等，多余的氯再與有機(jī)物反應(yīng)，此時(shí)的氯量與生成三鹵甲烷生成量成正比，在有機(jī)物消耗氯后，多余的氯能產(chǎn)生長(zhǎng)期有效余氯影響三鹵甲烷生成之主因(續(xù))PH值：一般PH值愈高，生成三鹵甲烷的量愈多溫度：通常溫度愈高反應(yīng)愈快，生成三鹵甲烷的量愈大反應(yīng)時(shí)間：THMs隨反應(yīng)時(shí)間而增加，故自來(lái)水配水池及配水系統(tǒng)THMs濃度較水廠出水較高其他物質(zhì)作用：NH3存在會(huì)與氯形成結(jié)合余氯，而影響THMs 的生成；溴離子存在，則促成氯仿以外三鹵甲烷之生成三鹵甲烷對(duì)健康之影響主要之三鹵甲烷，是針對(duì)氯仿而

9、言，因其在飲用水出現(xiàn)頻率最高且影響較嚴(yán)重氯仿使中樞神經(jīng)系統(tǒng)衰退，且影響肝、腎功能氯仿的立即毒性往往是失去知覺，然后可能會(huì)隨昏迷而造成死亡暴露在氯仿2448小時(shí)后，腎即受到傷害，經(jīng)25天，肝亦受損；氯仿所造成的昏迷癥狀，則需經(jīng)數(shù)天才會(huì)復(fù)原WHO依每人平均每天飲用2公升水，終身致癌風(fēng)險(xiǎn)為10-5時(shí)，訂出氯仿之標(biāo)準(zhǔn)值為0.03mg/l控制三鹵甲烷的技術(shù)之一在加氯之前，去除三鹵甲烷有機(jī)前質(zhì)有氧化、曝氣(Aeration) 、吸附、樹脂、澄清(如混凝、直接過濾等) 、原水控制、PH調(diào)整、降低加氯量、改變加氯點(diǎn)、逆滲透、生物處理等技術(shù)控制三鹵甲烷的技術(shù)之二在三鹵甲烷形成后去除之般可行方法為長(zhǎng)時(shí)間曝氣或活性

10、碳吸附，但在實(shí)用上有困難控制三鹵甲烷的技術(shù)之三使用另一種不會(huì)形成三鹵甲烷的消毒劑使用臭氧、二氧化氯、氯胺，惟其與水中有機(jī)物質(zhì)之反應(yīng)產(chǎn)物，尚未完全了解現(xiàn)行控制三鹵甲烷的技術(shù)傳統(tǒng)混凝、沉淀、過濾之加氯技術(shù)不必變更水廠原有的凈水處理程序及設(shè)備，即可由原有之一般工作人員所操作美、日等國(guó)采用在加氯之前先將水中有機(jī)物質(zhì)(即三鹵甲烷的前驅(qū)物質(zhì))減低至相當(dāng)程度再去除分子量較大的三鹵甲烷前驅(qū)物質(zhì)上，有良好效果使三鹵甲烷的生成量減低至相當(dāng)程度維護(hù)水源水質(zhì)的全民共識(shí)飲用水之三鹵甲烷的形成與水源水質(zhì)及凈水廠的操作技術(shù)有關(guān)水源水質(zhì)惡化，如有臭味、藻類繁殖、高濃度氨氮、有機(jī)物等，需喚醒全民配合來(lái)維護(hù)河川湖泊等水源傳統(tǒng)上，

11、臺(tái)灣凈水廠往往以最低成本來(lái)改善其操作，即在預(yù)氯處理時(shí)，提高加氯量，而造成自來(lái)水中三鹵甲烷的形成潛能提高很多，這與水價(jià)低廉亦有間接關(guān)聯(lián)飲用水處理技術(shù)的發(fā)展飲用水技術(shù)之時(shí)代需求引用水處理是針對(duì)水源中超過水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不純物，選用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ㄅc程序，來(lái)達(dá)到所要求的水質(zhì)飲用水究竟該采用何種技術(shù)與組合程序，可從下表所列之不同年代的背景意義、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)訂定及相對(duì)應(yīng)的處理技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用污染物的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)訂定，通常會(huì)在經(jīng)過討論、科學(xué)實(shí)驗(yàn)或流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)確定后的十年左右出現(xiàn)，這段時(shí)間也可提供為處理技術(shù)的發(fā)展時(shí)期飲用水處理技術(shù)發(fā)展與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)訂定的對(duì)照年代時(shí)代背景意義水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)訂定處理技術(shù)的發(fā)展19世紀(jì)末至20世紀(jì)初混濁的水

12、被聯(lián)想為過污染的水；證實(shí)了水媒病濁度、細(xì)菌慢砂濾法、快濾法混凝沉淀1920加氯消毒的使用，使傷寒和副傷寒的死亡率大幅降低，確定大腸菌類與致病菌關(guān)系大腸菌類加氯消毒1930供水的管線材料溶出問題引起注意鉛、銅、鋅及其他溶解性礦物質(zhì)、色度、臭味混凝、膠凝與沉淀1940水中含多量銷酸鹽造成藍(lán)嬰癥；氟化物含量過高引起黃斑牙癥大腸菌類標(biāo)準(zhǔn)更趨嚴(yán)格(1/100ml)多層過濾法(無(wú)煙煤、柘榴石和砂)1950地下水陰離子污染問題引起注意，臺(tái)灣烏腳病例發(fā)生；牙醫(yī)提出大約1mg/l氟化物對(duì)蛀齒防治有效氟化物、砷、硒、鋇、六價(jià)鉻及其他影響健康的重金屬離子交換、加石灰處理、活性碳吸附、加氟與去氟處理1960合成清潔劑

13、大量使用濾膜法可用于細(xì)菌檢驗(yàn)直接過濾法、接觸澄清池、雙向?yàn)V池1970日本相繼發(fā)生鎘中毒的痛痛病、及汞中毒的水俁病合成清潔劑、鎘、氯仿萃出物、氰化物、硝酸鹽、銀、農(nóng)藥、放射性標(biāo)準(zhǔn)傾斜板(管)沉淀池、預(yù)氯處理、逆滲透法、電析法年代時(shí)代背景意義水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)訂定處理技術(shù)的發(fā)展1980飲用水中微量有機(jī)物與加氯消毒衍生物引起重視將水質(zhì)項(xiàng)目分成主要與次要兩類，濁度標(biāo)準(zhǔn)提高為一度，有機(jī)污染物納入水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)水源之污染，增加混凝劑、消毒劑或氧化劑之劑量，生物處理法(旋轉(zhuǎn)生物圓盤法、生物接觸曝氣法、干式濾床)2000三鹵甲烷與許多微量有機(jī)物的致癌性確定；鋁對(duì)老人癡呆癥的研究結(jié)果公布三鹵甲烷、八種VOCs、其他有機(jī)污染物、石棉纖維、鋁活性碳、生物膜與臭氧消毒；結(jié)晶軟化技術(shù)飲用水處理技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)處理技術(shù)慢砂濾法：藉砂表面沉淀、吸附、微生物濾膜吸附及氧化等進(jìn)行過濾(二次大戰(zhàn)前)現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)處理程序：混凝、膠凝、沉淀、快濾及消毒等凈水程序經(jīng)過人口及土地資源的限制，傳統(tǒng)技術(shù)的改良開發(fā)出了高效率水處理如多層沉淀池、傾斜板或斜管沉淀池在過濾池上則有壓力式過濾法、多層過濾法、混合濾料過濾法、向上流過濾法、雙向流過濾法、硅藻土過濾法及直接過濾法另外石灰軟化與流體化床結(jié)晶法處理高硬度的水、