灌溉水質污染

　　水的用途廣泛，大體而言，可分公共給水、工業用水、農業用水、養殖用水及遊樂、發電、航行用水等，由於用水標的之不同，通常所謂水污染的污染質，並不是絕對的，如含鈣的水在工業用水上，往往易形成鍋垢，造成污染，但在農田灌溉上有改良土壤的效果，反而成有利的元素。在數量上更是如此，如重全屬及各種特殊離子，如果含量適當，對家庭飲用、農、漁、畜牧及醱酵釀造等極為有利，但若稍有過量，便構成污染。所以通常所稱的水污染，並不是絕對的。
水的用途中，以農業灌溉的用水量最為龐大，以台灣而論，約佔台灣淡水資源80％左右。農業用水遭受污染，其特徵有三：
（1）體積數量過於龐大，以致經濟效益上無法進行改善處理。
（2）受污染的水質對農業的危害，多屬持續累積形成，初期不易察覺，一旦毒害發生很難改善。
（3）灌溉渠道多屬明渠，縱橫田野，最易承受污染質。
因此，農業用水之污染導致灌溉水質不符標準，最受各方重視。
灌溉水因流經區域地殼岩層的不同，所溶解的化學成分與濃度差異很大。一般而言，山水及泉水含鹽濃度較低，河川水因流域內有排水或污水滲入，上下游間多有差異；至於地下水，因區域地質之不同，變幅更大。
自然界所有元素皆可在水源中出現，根據一般水質分析報告，較常發現者約40餘種。因其含量之多寡約可分為：主要成分、次要成分、微量元素及痕跡元素四類，如表（1-1）所列。
灌溉水之水源，大部分來自地表河川、水庫或湖泊，也有抽取地下水，但困來源的不同，其含鹽分濃度及其組成的差別，便構成灌溉水品質的優劣。一般灌溉水中各種主要鹽類含量範圍如表（1-2）所列。
灌溉水中之鹽類所造成之污染，會有以下三個主要情況發生：
（1）灌溉水中鹽分含量太高，影響植物對水分之吸收
（2）各種鹽分含量間不平衡而產生毒害。
（3）引起土壤中鹽分積聚，使土壤劣化。
近年以來，台灣地區人口膨脹，都市社區不斷擴大，加上工商業發達，以及耕作集約，農藥肥料大量施用之結果，使灌溉水之污染來源急劇增加，往日品質優良之灌溉水，已不可多得，相對的今後之灌溉管理，對其品質之講求，將為業務上之一重要課題。

灌溉水受到污染之來源，可分為天然污染與人為污染。天然污染是由母岩中鹽類溶解，沖蝕及海水入侵等所造成；人為污染則可包括點源污染及非點源污染，分別說明如次：
（一）天然污染：灌溉水水源流經地質岩層，可溶解其中之成分再滲濾匯集而出，若地質中之礦物溶解性大時，水源便形成可容性無機鹽類之污染。如逢洪水季節，山洪挾帶泥砂等沖刷物，淤積於灌溉溝渠，將形成沈積性之污染。台灣之河川水源，如嘉南平原上之二仁溪及急水溪，因流域之內有鹹性泥岩，故在乾季河川下游，鹽分偏高。又如濁水溪之水源，經年水質混濁。此等情形皆屬地質岩層及暴雨沖刷之天然污染。地下水因所在地區地層構造及深度之不同，鹽分差異極大，例如雲林及屏東之地下水井，靠近沿海一帶，水質鹽分常達每公分數千微姆歐以上，不能引用，此種係屬海水入侵，天然海潮海水之污染。
（二）人為污染：
1.點源污染：所謂點源污染，係指污染之造成，來自特定之污染源，由對污染質之偵測，常可追蹤污染源所在。在外在環境較單純的區域，點源所造成的污染、通常極易由污染源之特性加以判定。點源污染之種類繁多，茲分述如次：
（1）工業廢水：
工業廢水之種類甚多，目前全島南北，工廠不下數萬家，所排出的污染質幾乎涵蓋所有無機性、有機性污染質，許多並為毒性物質。如無機礦物性之廢水有：化學工業、金屬冶煉、鋼鐵、酸鹹製造、軍火廠等。有機廢水如：釀造、食品、皮革、屠宰、製粉、醱酵、石油煉製等。有毒物質廢水如農藥合成、電鍍業、金屬表面處理等，不勝枚舉。工業廢水乃工業製造過程中所產生之廢液，對大多數工廠言，水為不可或缺的原料，但留在製品中僅占少部分，大部分以廢液排出，此廢液之污染度因製品、原料、製造方法、工廠管理等差異很大。
工業廢水中污染質之為害大致可分為如下數類：
（a）懸浮固體物（Suspension solid）：水質中含有過量之懸浮固體物，不但淤積灌溉渠道，進入田間後滲入上層充塞土壤孔隙，使土壤透水性降低，排水不良，同時影響土壤通氣及其他物理性質之劣化。
（b）有機物（Organic matter）：此種污染質常以BOD計量，因其醱酵分解產生有機酸，使土壤呈酸化，同時產生缺氧現象致土壞呈還原作用。
（c）有毒之物質：如各種重全屬元素，氰化合物，有機氯化烴，使作物中毒枯死或減產。
（d）鹽類含量：超量鹽分使土壤有效性水分減少，並能使土壤鹽化，使土壤生產力降低，嚴重者導致荒蕪，無法恢復耕作。
（e）其他：許多工業廢水具有強烈之臭味及顏色，此外還有放射性物質及過高之水溫等，均不利於灌溉。
（2）礦場廢水：
金屬礦山廢水之污染，主要是由自然排水或汰選廢水中重金屬之存在而引起。例如：
（a）火山之硫磺水：呈強酸、污濁，使土壤呈還原作用。
（b）粘粒：陶磁粘土，水泥工業或金屬汰選以及採砂石業，使污染水中含有大量之酸性白色粘液，流入土壤或農田中，使土壤表面覆蓋白色被膜，降低土壤滲透性及通氣作用，作物同化作用減弱。
（c）煤礦、石油礦及天然瓦斯之廢水中含有大量之微粒碳粉、油類、處理劑、粘粒等，嚴重損害土壤理化性態。
（d）金屬鹽類：礦山廢水中如含有銅、鋅、砷、鎘、鉻等，能毒害作物，早在1880年於日本渡良瀨川即有因銅礦開採致銅渣污染農田之公害案例。
台灣礦場不多，礦場廢水污染不算很嚴重，目前面臨問題者，僅有北基水利會灌區中少數面積遭受金山礦場廢水之影響，花蓮郊區受大理石工業廢水之沈積干擾，此外，就是基隆流域局部受洗煤水之污染等。
（3）都市及家庭廢水
都市及家庭廢水，如果無完善之下水道及處理設備，隨意排入溝渠，亦是導致灌溉水質污染原因之一。公共用水多屬沖洗，其廢水中含有大量之懸浮固體物、礦物油垢、清潔劑、泥砂等，至於家庭污水則以醱酵性及懸浮固體物居多，主要成分有碳水化合物、蛋白質、脂肪、洗濯衣物之清潔劑，以及無機鹽類等。因其易酸敗分解，常有病原菌存在，呈色及臭味，溶氧量低，排入溝渠，將嚴重污染水源。其水質含有高的總氮，磷及有機物，其處理相當難，若排入灌溉水中，作物於引灌後，因氮、磷量過多，會導致過度繁茂，倒伏，而有機物過高則引起土壤環境溶氧不足，造成作物根系之活力降低，生長不良。
（4）固體廢棄物：
台灣地區僅以家庭之垃圾平均每人每日之廢棄量已超過1公斤且有日益漸加之趨勢。垃圾之處埋，已形成各市鎮目前最棘手之問題，如採用露天垃圾場，不但覓地不易，妨害環境美化，同時亦是老鼠、蟑螂、蒼蠅、螞蟻之理想溫床，各種病原菌之源泉。進行燒毀焚化，分類不易，亦影響空氣污染。埋入土中，則污染土壤及地下水源，任何處埋方法均不夠完善。目前之情況而論，大部分均採用非正規之掩埋法，其滲出之廢水，污染地表及地下水源至為普遍。在鄉村及河川沿岸，更有不法者，任意傾倒路旁或河邊，不但污染水質，其漂流雜物，動植物遺骸更影響觀瞻衛生，同時淤塞灌溉溝渠，損壞灌溉設施，亦構成各水利會灌溉管理上之嚴重課題。
（5）畜牧業廢污：
畜牧業廢水污染灌溉水質在本省以養豬糞尿為主，其他如養雞、養牛、及水體養鴨等，均有污染灌溉水源之可能。以養豬為例，依據台灣省政府農林廳之統計，全省養豬頭數已超過1仟萬頭，估計日產豬糞尿重達35,000噸，相當於6,000萬人口的排泄量（1豬 6人），如加上每頭豬20公斤的％水清洗用（指目前企業化養豬型態之清洗用水量，如一般傳統式養豬其清洗用水則每頭每日約需70公斤）污水，則日產豬糞尿水量達200,000噸。雖然政府規定，養豬規模在200頭以上者，必須設有廢水處理設施，但如此龐大的污水量，加上廢水中的BOD、氮素、鹽類量都高，其污染能量實不可漠視。
（6）養殖業廢水：
養殖可分淡水養殖與鹹水養殖兩大類，淡水養殖廢水對灌溉水質的污染很少見，鹹水養殖則不然，其污染以養蝦池廢水污染灌溉水源及農田的案例最常發生。由於本有蝦類養殖種類以草蝦，砂蝦為主，一般均需以海水與淡水調和鹽份濃度來飼養，故養蝦池的廢水，遠超出灌溉用水之水質標準，不可任其排入灌溉專用，灌排並用及迴歸利用之渠道。農田土壤在引用遭養蝦池廢水污染的水長期灌溉之後，鹽分累積將日趨嚴重，終致作物根系無法正常吸收水分，只好廢耕。而因鹽分過高無法耕作的農田，其土壤改良需相當長的時間來進行，要使它復耕並恢復生產力將頗為困難。
（7）其他
特殊場所或事業，如實驗室、醫院、動物園等，近年亦引起廣泛注意，因其排水已造成一些污染案例。實驗室，尤其化學實驗室常排放強酸、強鹼、有毒化學藥品、放射性元素藥品等污染質，醫院也用了很多化學藥品，病患排泄的廢污尚有病菌的問題，若無適當處理，可能會污染灌溉用水。
（三）農藥及肥料之污染
於現階段的農作物生產過程中，施用農藥以防治雜草，細菌和昆蟲是必須的手段。台灣高溫多雨，單位面積的農藥施用量偏高，施用農藥的種類約達四百種，據研究，農藥之施用僅有1％能達到目的物，其餘部分則進入水中、空氣、土壤、作物及其他非目標生物。因此，施用農禁污染灌溉水是可以預料的。殘留於空氣中的農藥，當降雨時亦可能隨雨水下降污染灌溉水。
各種農藥中，有機氯化烴（Chlorinated Hydrocarbons）化合物是較早被發展的有機合成殺蟲劑，其分解不易，殘毒的問題導致世界各先進國家莫不加以禁用，我國雖已於民國六十一年起禁用滴滴涕（DDT），民國六十三年起禁用靈丹（r-BHC），阿特靈（Aldrin），地特靈（Dieldrin）及飛佈達（Heptachlor）但近年來尚有殘留於土壤及底泥的報告。目前所使用的農藥，多為分解容易的藥劑，如有機磷、氨基甲酸鹽類等，若施用不慎或有短時間污染灌溉用水的情形，但長時期的污染可能已大大降低。另含重金屬銅、鋅、錳、砷等的農藥亦少量使用中，其造成重金屬污染的潛在問題仍值特別重視。
施用化學肥料來增產亦是勢所必然，但許多地區因施用量過多或不得其法，流失厲害則會污染灌溉用水，並導致農田土壤理化性變劣。
以施用最多的氮肥為例，氮素極易流失至灌排渠道中，灌溉水中的氮素若適量且能配合作物生長期需要，則可減少施肥，增加產量；但若過量也將不利於作物生產，如水稻會發生植株生長過度繁茂，根系發育不良，易倒伏，空穗多等等問題。