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第二章 文獻回顧

2.3 人工濕地污染去除機制

2.3.1 有機污染物

在評估水體有機物質的指標像是生化需氧量、化學需氧量及總有 機碳,水體中微生物在分解有機物質時會消耗水中溶氧造成水中溶氧

降低,嚴重時甚至缺氧。濕地內碳循環如圖2.4 所示,起初植物行光 合作用製造氧氣,而水中動物及微生物則透過呼吸作用消耗氧氣,釋 放出二氧化碳,最後二氧化再擴散回大氣當中,其中光合作用及呼吸 作用的過程中,水質pH 值會因此改變,然而水中死亡之植物體及動 物體,這些有機物會藉由厭氧細菌,作用產生甲烷,最後再擴散至大 氣中。

圖2.4 濕地內碳循環圖 (Campbell and Ogden, 2005)

人工濕地內有機物質去除機制主要為微生物分解作用,分成好氧 及厭氧生物分解作用,其溶氧濃度會影響微生物分解有機物速率,溶 氧量高之水體一般能夠在較短時間內分解有機物,且避免水質產生臭 味,另,季節氣候會影響到水體溫度變化,當水體溫度變化時亦會影 響到化學反應速率及氣體溶解度,溫度亦會影響微生物代謝之速率,

過去研究顯示,季節變化會影響有機物去除效率,於夏天時溶解性有

機物去除率較冬天差,然而植物體在季節變化中植體死亡現象會造成 有機物濃度提升(Park et al., 2008)。

人工濕地應用於各種廢污水中有機物污染物去除,Aslam et al.

(2007)研究以堆肥為濕地介質基礎之垂直流式濕地系統淨化煉油廠廢 污水,經過一年的監測結果,生化需氧量去除率為35~77%,主要機 制包括好氧性異營微生物降解、物理沉澱效應及底泥間生物膜之厭氣 分解,此外,化學需氧量可藉沉澱及過濾等物理方式去除,且濕地中 異營微生物於好氧及厭氣分解效率與其溶氧值具高度相關性,COD 去除率為45~78%;溫等(2004)研究氧化塘-漫地流自然淨化系統,對 於受養猪畜牧業廢污水污染之水質淨化功能分析,相關污染物如生化 需氧量、化學需氧量去除率分別為50%、51%。污染物去除效率常與 進流水污染負荷及自然淨化系統型式相關,Calheiros et al. (2007)研究 製革業含高有機質之廢污水,利用人工濕地處理淨化成效,生化需氧 量及化學需氧量之去除率分別為41~73%與 41~58%,且當進流水有 機物質濃度變化劇烈情況下,如調整成間歇流性進流,濕地對於有機 物質之去除率於17 個月之監測裡皆無顯著改變,仍維持良好去除效 率。以上研究皆顯示人工濕地系統對於各類廢污水,如工業廢水、畜 牧業廢污水等含高有機物或高含氮營養鹽之進流水,具有高穩定性、

良好之緩衝能力及去除效率。