高屏溪下游段人工濕地生態及水質後續監測計畫(1/2)(POD)

本計畫係針對高屏溪下游段左、右兩岸之人工濕地，進行水質改善持續監測，探討濕地中底泥與水質關係；調查地下水文變化情形及生態多樣性物種分佈。並於水質、底泥、生物中三方面探討重金屬污染情形，同時延續環境荷爾蒙物質監測。水質監測部分分別於高屏溪右岸A區及B區，以及左岸進行11次共13點的採樣。現場監測項目包括溫度、溶氧、酸鹼度、氧化還原電位及導電度；實驗室分析部份包括懸浮固體物、揮發性懸浮固體物、總化學需氧量、溶解性化學需氧量、生化需氧量、總凱氏氮、氨氮、正磷酸鹽、總磷酸鹽及大腸桿菌群。在右岸SS部份由於採樣時常發現有不明人士至池內捕魚或採集水生植物等，造成池內淤泥被擾動揚起，平均去除率偏低，A區及B區均只有個位數，COD部份平均也只有20-26%的去除率，BOD部份平均則有54-67%的去除率。NH3-N部分B區的平均去除率(72%)比A區佳(26%)，可能因B區人工濕地處理單元較多，停留時間較長(22天 vs. 10天)。TP部份A區平均去除率為31%，B區則有43%。E. Coli部份均有明顯去除率，A區平均去除率為88%，B區則有99%。由於A區BOD、NH3-N皆偏高，因此均屬於丁類水體，以河川汙染指標等級分類來看A區皆屬於中度汙染。B區方面，B1進流水各污染濃度皆偏高，屬於戊類水體，經由人工濕地改善後B7出流水可符合相對之丁類河川水質標準。B區改善效果則較為明顯，B1進流水屬於嚴重汙染，汙染物經由人工濕地削減後，B7出流水可改善至符合中度汙染。 在左岸的水質分析部份，BOD5的去除率僅8％，SS也只有9％的去除率，TCOD也只有6％的去除率，前段處理單元的去除效果良好，但到了最終池去除效果卻不佳，可能與最終池常有民眾下水捕魚而擾動水體與底泥有關，且水量到達最終池時已明顯減少，造成最終池水量無法順利排出而滯留於池內有關，導致SS、TCOD、BOD5等有升高之情形。NH3-N的去除效果相當明顯，由與水體溶氧充足，加上FWS1~3中的水生植物生長密集，因此植物攝取效果良好，同時有微生物的硝化作用，達到氨氮近9成的去除率。在磷方面，TP平均去除率為65%，PO4-P則有81%。陸域地面水體部分左岸因進流與出流BOD、NH3-N皆偏高，因此均屬於丁類水體範圍。以河川汙染指標等級分類來看左岸人工濕地淨化水質效果較佳，武洛溪水質屬於嚴重汙染，而經由人工濕地將汙染物削減後，出流水可改善至符合中度汙染。2008年左、右岸共採集143個樣品，分析pH值、氧化還原電位(ORP)及重金屬(Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, As, Hg)。由pH值可發現底泥環境皆趨近於中性。在ORP方面，所有底泥皆呈現極度還原狀態，大部分的測值均在200 mV以下。從2008年之降雨量分佈可發現雨季時pH值略為下降，但ORP不受影響。在底泥重金屬堅測資料中發現，多數的Cd均低於偵測極限。在Cr方面，右岸之底泥樣品遠低於土壤管制標準，但是左岸的L2與L3測點已超出土壤管制標準甚多，且持續發生在整個監測期間內。在Cu方面，右岸之A1測點有少數測值已接近土壤管制標準，尤其會發生在乾季時。在Ni與Pb方面，不僅遠低於土壤管制標準，且與降雨量沒有相關性。在Zn方面，疑似受Cr污染的L3測點中，有高於1000 mg/kg的情況。右岸濕地的As高於左岸，在雨季時濃度有下降的趨勢。底泥的Hg濃度遠低於土壤污染管制準。此濕地環境中Cr, Cu及Zn之背景濃度較高，其中以Cr之偏歪值最大，意即Cr最明顯有人為污染源。將基線濃度上限(upper baseline concentration, UBC)與現行土壤污染管制標準比較，則發現Cr與Cu有明顯受人為污染的疑慮。另外，雖然Zn與As的UBC值都低於土壤污染管制標準，但其較高的最大值與偏歪度均指出也有異常輸入濕地環境的現象。從相關係數矩陣中可看出，Cr, Cu, Zn, As間都有極高度的相關性(p《0.01 or 《0.001)，因此推測它們的污染來源有其共通性。濕地地下水文監測分析方面，2008年量測左、右岸濕地地下水位發現，左岸濕地之地下水位高於右岸濕地。左岸濕地地下水位介於15.1m～18.5m之間；右岸濕地下水位介於9.5m～16.6m之間。從左、右兩岸濕地地下水位變化得知，豐枯水期對於淺層地下水為最大影響。並透過2006與2008年等水位線變化分析，2008年豐枯期地下水位差大於2006地下水位變化；相較左岸濕地較高之地下水位，位於高屏溪河畔右岸濕地受河川水位影響變化甚劇，瞭解右岸濕地的地下水位流向不論豐枯水期，皆與高屏溪河川流向呈現平行現象。進一步探討高屏溪河川與濕地地下水文，分析發現左岸濕地鄰近之河段呈現地下水補注河川而形成得水河川；右岸濕地鄰近之河段呈現地下水補注河川而形成失水河川，更驗證兩年來右岸濕地地下水文持續性受高屏溪衝擊影響大於左岸濕地。2008年高屏溪左右岸濕地共記錄9科21種2,403隻次魚類，其中在左岸濕地於四次調查共記錄7科12種949隻次，優勢種為鬥魚科的三星鬥魚佔39.1％及慈鯛科的尼羅口孵魚佔33.6％，所代表的生物指標意義為中輕度的污染狀況，水域調查結果以D池12月的調查到最多種類及數目。右岸濕地於三次調查共記錄9科20種1,454隻魚類，優勢魚種為慈鯛科的尼羅口孵魚佔38.4％及鬥魚科的三星鬥魚29％，與左岸濕地相似。魚體重金屬檢測方面，從分析結果得知25隻魚體中並無發現鎘、砷、汞及鉛等重金屬，而魚體蓄積之重金屬主要為鉻、銅、鋅及鎳。其中Cr的濃度介於4.25~6.38 mg/Kg，Cu的濃度介於0.5~2.50 mg/Kg，Zn的濃度介於1.00~20.00 mg/Kg及Ni的濃度介於0.63~2.13 mg/Kg，其中又以Zn的檢出率(100%)及濃度最高，此趨勢與底泥樣品中重金屬也以鋅為最高相同。左右岸濕地共記錄21屬綠藻、6屬藍綠藻、16屬矽藻、3屬裸藻、1屬甲藻及共記錄17屬47種附著藻矽藻。以生物指數來評估水質狀況，矽藻優養化(TDI)指標評估結果顯示左岸濕地多屬於偏嚴重優養化水質，右岸濕地以A3測站於5月調查水質較佳，其餘皆偏中度優養及重度優養化水質。以藻屬指數(Generic Index，GI)評估各測站水質時，9月調查發現左岸樣站多屬嚴重污染水質(GI《0.3)。右岸濕地以5月調查時A3測站水質屬極輕微污染水質，5月調查B5測站、5月及9月於B6測站屬微污染水質，5月調查於B7測站屬輕度污染水質，其餘各測站多屬於中度至嚴重污染水質。利用腐水度指數(SI)評估水質，左岸各測站介於β-中腐水水質至α-中腐水水質，而右岸濕地各測站評估結果與TDI類似，以右岸B1及A1與A2測站最為嚴重，各測站水質狀況介於β-中腐水水質至α-中腐水水質。水棲昆蟲共記錄5目15科20屬21種，共353隻次，其中左岸濕地共採獲5目14科17屬18種130隻次，結果顯示(其中5月調查水域呈現乾涸)蜻蛉目物種總個體數共採獲42隻，佔總樣本32 %，為主要優勢物種，以Hilsenhoff 科級指數水質評估結果為極差(Very Poor)等級。右岸濕地共採獲5目11科15屬17種223隻次，結果顯示數量最多者為5月調查的半翅目85隻次及蜉蝣目21隻次。由於半翅目物種中的水椿象科Sigara sp.A數量為優勢物種，佔總樣本31 %，因此右岸濕地整體的Hilsenhoff 科級指數水質評估結果為極差等級(Very Poor)，其指標值為7.68。水生植物共記錄有維管束植物102科214屬246種，其中有4種蕨類植物，172種雙子葉植物及70種單子葉植物。依其屬性區分，其中2種特有種，非特有之原生種134種，歸化種58種，栽培種52種；若以形態區分，喬木47種，灌木33種，藤本20種，草本146種，原生種（特有種+非特有之原生種）比例約佔計劃區植被的55.29%。左岸濕地環境荷爾蒙物質中的NP1EO濃度介於ND~0.501μg/L、NP2EO濃度介於ND~0.167μg/L、NP濃度介於0.27~6.81μg/L及OP濃度均低於偵測極限。檢測結果以壬基苯酚之檢出率為100％最高，且依濕地系統由進至出流不同單元有逐漸衰減趨勢。壬基苯酚單乙氧基醇及壬基苯酚雙乙氧基醇的濃度及檢出率均低，而辛基苯酚則未於樣品中測出。右岸濕地環境荷爾蒙物質檢測結果顯示壬基苯酚單乙氧基醇(NP1EO)濃度介於ND~8.48μg/L、壬基苯酚雙乙氧基醇(NP2EO) 濃度介於ND~34.65μg/L、壬基苯酚(NP)濃度介於0.12~10.03μg/L及辛基苯酚(OP)濃度介於ND~15.24μg/L，檢測結果仍以NP之100%檢出率最高，而NP1EO及NP2EO之最高濃度則比武洛濕地測站分別高出20~207倍，顯示可能來自於清潔劑添加NPnEO成分的問題仍普遍存在。關鍵字：人工濕地，水質，底泥，地下水，生態，環境荷爾蒙