研究背景與動機

根據環保署「103 年度土壤及地下水污染整治年報」，於 103 年期間 公告列管控制場址共 223 場次面積約 165.2 公頃，其中農地就占了 181

（81.17%）場次 27.3（16.52）公頃。土壤污染物種類以重金屬的銅、鋅、

鎳、鉻及鎘的污染場址數之比例最多，分別占總比率之 22.21%、18.17%、

17.16%、14.14%及 6.6%，而這些重金屬也是農地的主要污染物。時至今 年，據「全國農地重金屬污染潛勢調查成果報告」，農地污染潛勢主要分 布於桃園、台中、彰化及高雄等地區，而目前公告列管中農地污染場址筆 數共 2,523 筆（約 341.4 公頃）。農地污染乃是迫切解決的問題，由環保署 自 91 年起於每年污染整治年報中所統計之列管污染場址數據來看，全國 農地污染列管場次及面積在這幾年有顯著提高的趨勢(圖 1-1.2)。

圖 1.0.1 全國農地污染列管場址成長趨勢（場次）

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圖 1.0.2 全國農地污染列管場址成長趨勢（面積）

這是因為環保署持續的調查工作所展現的成效，但同時也揭示出台灣農地 污染甚為嚴重的面貌。上述的調查結果顯示出台灣的農業型態小而密集，

農業區和工業區域混雜，導致工業之廢棄物或廢水直接污染鄰近和下游農 地或灌溉渠道，是農地遭受重金屬污染的主要原因。也因為目前台灣地區 下水道並未普及，所以生活汙水跟工業廢水往往搭排至各水利會灌排系統，

進而流入農地，造成許多汙染事件，已發生之土壤重金屬汙染個案分析，

如在工業污染的案例，桃園市不少農地先前受到灌溉水源污染，導致重金 屬含量超標，被環保局列管不得耕種，全市目前列管農地有一八六七筆、

約二五○公頃，以重金屬銅污染最嚴重，桃園市的工業區多，有不法業者 偷排廢水污染溪流，導致灌溉水源受到污染，早期曾發生著名的鎘污染事 件，民國九十年代陸續整治改善，目前的農田以重金屬銅污染最嚴重，主 要在黃墘溪、黃墘溪下游埔心溪、新街溪流域，污染地區以蘆竹、大園、

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八德與中壢區為主，全市污染農田待整治，將來也必須加強灌溉水源農業 灌溉溝渠的稽查。於行政院環保署統計全台灣有 828 個場址為公告控制場 址，其中有 502 個場址為農地、84 個場址為加油站及儲槽、53 個場址為 工廠、2 個為非法棄置場 2 個及其他 14 個場址，由統計結果，控制場址中 農地污染場址數量為最大宗，且以重金屬為主要污染物。其中以受重金屬 銅污染場址最多，有 181 處場址；受重金屬鎘污染場址次之，有 129 處場 址；其次為受重金屬鋅、鎘及鉻分別有 66、56 及 52 處場址，但以受重金 屬鉛及砷之場址最少，僅只有 17 及 1 處場址受到污染。由於台灣農地主 要耕種食用作物，一旦遭受污染，不僅造成全國上下的食安危機，這些公 告列管之污染場地也必須依法停耕。而農民在停耕期間少了維持生計的收 入，對他們而言是最嚴重的損失，政府也因此而增加了沉重的負擔。對此，

如何有效的事前預防這些污染進入土地，或是在整治期間創造對環境、健 康安全無虞的土地利用方法，將成為減緩農業經濟損失的關鍵。

灌溉用水品質之改善，雖應以取水源頭改善為治本之道，惟受限於有效替 代水源不足、不同行政部門間之協調、法令規定因素，源頭改善較難以於 短期內得見成效。本研究參考國外針對都會型非點源污染（Urban Nonpoint Source Pollution）之處理方式，嘗試應用類似非點源污染之現地處理設施，

作為灌溉用水導入農地之前處理方案，並評估其水質改善效益。灌溉用水 導入農地之前處理類型，常用大自然工法如人工濕地、礫間接觸、土壤滲

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濾、草溝、草帶、花毯植生帶、曝氣設施、人工浮島等。

而本研究所採行之現地處理工法，係以離槽人工溼地處理型式及田間植 生復育為主要方案，將農地進水口處之田間區域為水質處理區。而從操作 觀點而言，顆粒性污染物質如泥砂等，利用沉澱、過濾、等物理反應，便 可以用一般 BMPs 處理；但對溶解性污染質，如氮、磷、農藥等，物理反 應的作用不大，而需以生化反應處理，如利用植物根部攝取、轉換等作用 去除。Barfield et al.(1977)：進行田間小試區測試，建議使用緩衝植生綠帶 對泥砂、有機物及微量金屬有去除之效果。國外採用類似以進水口（Inlet）

進行水質淨化處理之案例，主要針對都會之非點源污染產生熱區（如工業 區、停車場、修車廠、採礦場鋪面）之暴雨收集系統之進水口處，設置沉 澱、過濾裝置，以避免此類熱區因都會或工業行為使懸浮固體、油污、重 金屬經暴雨沖刷至農業排水、灌溉系統。

依據前人的之研究結果，前述裝置淨化裝置效益成果，對於懸浮固體去除 率可達 79%，重金屬去除率可達 25%~91%，而 Barbosa and Hvitved-Jacobsen

（2001）提出，高速公路上在天氣乾旱時，道路往往會累積鉛、錫等重金 屬，等到降雨時，這些重金屬會被沖刷到高速公路兩旁的農地，對農地會 造成重金屬污染，也就是非點源污染，因此研究中將高速公路週遭的農田 當成溼地，先讓這些有重金屬污染的雨水流至溼地，使重金屬沉積或被土 壤吸附，處理過後較乾淨的水再當成其他農田的灌溉水。另外植生處理對 於重金屬之需求不一，有些重金屬為植物所需如銅鋅等，然過多重金屬將

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引起植物毒害。近年來植生復育技術於土壤及染整治逐漸受重視，它屬生 態工法可達資源永續利用且較一般傳統化學物理整治技術更能讓民眾接 受。此外，如果農地可藉植生復育法去除有機污染及重金屬污染，亦不易 改變土壤之質地並且具有增加景觀美化之功能。植生復育整治受污染之土 壤，其植種應具備增生迅速及對重金屬吸收良好具有耐污性，且植體對於 重金屬傳輸性佳。將污染農地之與整治再利用方案融合，在整治兼具農田 綠地造景及提供民眾休憩功能，以達到土地適當利用之目的。無論植生花 毯或人工溼地模組可視為都會型非點源污染淨化系統，將其運用農地進水 時，並將灌溉水中的重金屬污染物視為處理對象，為本研究試驗之初期規 劃構想並由此建立對非點源污染去除功效之評估方法。

本自然生態工法研究將分成三部分包括(1)藉由人工溼地模槽系統 瞭解香蒲及菖蒲、培地茅對於重金屬銅鋅累積之情形，找到最適人工溼 地模組並評估未來實場應用性；(2) 初步篩選葵百合、香水百合、菊花、

球菊藉由水耕實驗輔以營養液篩選最適植栽進行下階段盆栽實驗；(3) 探討葵百合於受重金屬污染土壤環境下，植體對於銅鋅之吸收狀況，並 添加螯合劑 EDD_S 改變土壤與重金屬鍵結情形，以提升植物吸收重金屬 之效益。