台灣養蚵業發達但伴隨著廢棄牡蠣殼處理之問題,然而該農業廢棄資材具有再利用潛力,並符合聯合國的永續發展目標(Sustainable Development Goals,SDGs)。溫泉或礦業等經濟活動產生之酸性含硫廢水,影響地表水水質及淡水生態,並降低了農業灌溉用水的取得。廢棄牡蠣殼主要成分為碳酸鈣,可中和酸性水質,降低當地生態系統受酸性礦業廢水之衝擊。此外,酸性礦業廢水所含之硫酸鹽亦可能透過農業廢棄資材之吸附作用達到移除效果。本研究透過模擬水帄地下流人工濕地,評估牡蠣殼做為改善酸性礦業廢水之效能,並詴驗牡蠣殼與生物炭對硫酸鹽的吸附效果。本研究進行兩種詴驗:內循環水帄流室內詴驗(中和詴驗)評估牡蠣殼對於酸性水質具有中和效果,以及震盪吸附詴驗(吸附詴驗)探討牡蠣殼與生物炭對硫酸鹽的吸附能力。中和詴驗以鹽酸配製pH=2 之合成廢水,使用0、500、1000、1500、1750、2000 克的六種不同重量牡蠣殼,進行酸鹼中和詴驗,並記錄水中pH 值在24 小時內之變化。吸附詴驗以往復式振盪恆溫水槽,測詴硫酸鹽濃度80 mg/L及1200 mg/L 之50mL 詴驗用水在加入5g 三種粒徑破碎牡蠣殼及1g 生物炭在2、4、8、12、16、24 小時反應時間之濃度變化。詴驗結果顯示牡蠣殼在中和詴驗能有效提升高酸度(pH=2)詴驗用水之pH 值,最短可在210 分鐘提升pH 值至7。水中氫離子濃度隨時間變化較符合二階反應速率,R2 值為0.73~0.92。吸附詴驗中,牡蠣殼與生物炭兩個材料在詴驗過程中反而提高硫酸鹽濃度。此現象可能受pH 上升影響,改變破碎牡蠣殼與生物炭表面界達電位,使材料表面無法吸附硫酸鹽離子。本研究驗證廢棄牡蠣殼再利用於酸性廢水處理之潛力,並提供中和酸性廢水之系統設計參數。運用牡蠣殼與生物炭兩種農業廢棄資材於硫酸鹽吸附則需進一步研究。
中文關鍵詞: 牡蠣殼、生物炭、二階反應式、酸鹼中和、酸性含硫廢水
近年來受到氣候變遷影響,造成水資源缺乏、農作物銳減、糧食危機等問題。傳統水產養殖不具永續性,並且對水生環境造成危害。魚菜共生為水耕栽培以及水產養殖結合循環生產系統,滿足永續發展之目標並具有氣候變遷衝擊調適之潛力。儘管全球各地進行許多相關的研究,國內目前的相關研究是有限的,且過去文獻多以室內型的研究為主。本研究以魚菜共生農場作為實驗地點,探討不同栽培方式對水質淨化與作物生長量的影響。現場實驗分成對照組與實驗組兩種種植方式,對照組參考農場主人種植方式,作物一開始在種植水道入流處(高養分區),三週後轉至水道出流處(低養分區),實驗組則以相反順序種植。水耕作物選用福山萵苣(Lactuca sativa Linn)與空心菜(Ipomoea aquatica),水質檢測項目包含pH、導電度、水溫、溶氧、總磷(TP)以及正磷酸鹽(OP)。
研究結果顯示兩種作物實驗組之總磷平均移除率皆高於對照組。萵苣實驗組與對照組移除效能分別為TP:6.36%、4.58%,OP:-10.92%、2.35%。空心菜實驗組與對照組移除效能分別為TP:6.76%、0.58%,OP:-8.72%、6.77%。兩作物之OP移除率經統計分析達顯著差異,然而TP移除效能未達顯著差異。植物生長部分,萵苣與空心菜對照組之株高、濕重、乾重皆較實驗組優良,而空心菜在整體生長狀況較為良好。本研究證實,實驗組蔬菜栽培管理方式有提高水質淨化效果之潛力,然而對照組作物生長皆有更好的成效,提供未來魚菜共生蔬菜栽培管理上的參考。
中文關鍵詞: 魚菜共生、水質淨化、水耕作物
人類歷代土地利用 導致外來種入侵。百大外來入侵種—小花蔓澤蘭 (Mikania micrantha H. B. K.)已蔓延全台,尤其是台灣西南部。因為台南市、高雄市是發展很早的城市,所以土地開墾很多,原生環境破碎化程度很高 ,甚至幾乎消失。因此,本研究利用空間分析方法—最近鄰階層分析 、空間相關性局部指標, 針對台南市、高雄市的小花蔓澤蘭分布進行分析,以瞭解小花蔓澤蘭分布情況。空間分析結果為台南市最群聚的地點只有一個;高雄市最群聚的地點有兩個,然而,空間局部自相關性的分析結果為台南市有 16個顯著群聚;高雄市只有 8個顯著群聚,台南市群聚型態四種皆有,而高雄市群聚型態只有三種。過去多數研究指出外來種入侵與土地利用有關。因此,本研究針對小花蔓澤蘭與地景進行相關性分析,接著進一步透過迴歸分析解釋。研究結果表示台南市與高雄 市小花蔓澤蘭與土地利用有顯著相關,但小花蔓澤蘭數量與覆蓋度與土地利用沒有必然的線性關係,所以無法透過土地管理控制小花蔓澤蘭的量,但可透過土地管理避免小花蔓澤蘭擴散。最後,綜合上述結果提出藉由土地管理來控制小花蔓澤蘭的措施。
中文關鍵詞: 空間分析、景觀指數、土地利用
礫間接觸曝氣法淨化水質,源自淺流河川之自淨作用,具有施工簡易且時程較短特性。透過污水在礫石孔隙中流動,溶解性有機物被礫石表面附著之生物膜基質利用與擴散分解機制,而懸浮性有機物及污泥則會被礫石攔截沈降機制,達成淨化河川水質目標。台北市南湖及成美礫間曝氣設施位於台北市內湖區基隆河右岸高灘地區域,利用晴天排水將污水導入兩座礫間接觸曝氣處理設施。本研究彙整南湖及成美兩座礫間接觸曝氣設施,對於河川水質非點源污染控制成效,就單一、複數進水之去除率及一階反應常數(k)值、反應速率常數溫度修正係數θ值與水溫、反洗排泥天數(時間)等因素影響淨化處理成效,分別以四個層面分析。
本研究分析結果顯示兩座礫間曝氣設施可有效控制非點源汙染。南湖礫間曝氣設施COD、BOD5、SS、NH3-N移除效率為65.75%、75.82%、54.29%、93.63%,成美礫間曝氣設施為64.25%、76.31%、67.81%、92.78%。南湖礫間曝氣設施之四種汙染物之k值皆顯著高於成美礫間曝氣設施。此外,兩座設施複數進水與單數進水比較下,亦顯著提高k值。管理營運方面環境水溫及90天定期排泥作業程序,對k值影響不顯著。礫間接觸曝氣設施以淨化效率及建置操作成本低廉,對於都市河川水質改善及永續水資源回收再利用,實為有效可靠方法。
中文關鍵詞: 非點源污染、礫間接觸、河川水質、都市
海洋廢棄物不僅造成經濟損失,更破壞海洋生態棲地及危害航行安全。為減少海洋廢棄物對海洋生物及航行安全等各方面影響,行政院環境保護署提出「臺灣海洋廢棄物治理行動方案」。新北市政府進一步成立藍海艦隊及藍海資收站,鼓勵漁民將作業過程所產生與漁撈所獲之廢棄物攜回岸上處理,回收兌換民生用品,以維護海洋乾淨。上述管理策略與陸上廢棄物回收相似,然而相關研究仍十分有限。因此本研究以設籍在新北市政府轄內漁會的漁民為調查對象,探討在同一個主管機關、相同環境政策及鼓勵措施下,漁民在不同教育程度、船舶噸位大小、漁作時間及漁作方式等背景因素,對於回收海洋廢棄物的態度、主觀規範及知覺行為控制等層面之關係。
本研究透過問卷研究方式,運用單因子變量分析及T檢定,探討新北市政府轄內漁民回收海洋廢棄物行為與個人背景之關聯。研究結果顯示受試者背景因素對於主觀規範、知覺行為及態度三大構面得分具有顯著性影響。得分顯著偏低之族群建議列為主管機關輔導對象:(1)對於教育程度為國小及未曾受過教育者,應透過漁會宣導、要求及提高海洋環境教育參與度等方式實施,以增加漁民自身海洋廢棄物回收之主觀規範意識及態度;(2)建議在瑞芳區漁會及金山區漁會所轄港口周邊增加回收設施或提供(或擴大)漁民放置海洋廢棄物之回收地點,減少該漁會所轄漁民回收海洋廢棄物之不便原因;(3)本研究調查對象有51.9%未曾參加海洋環境教育,建議增加環境教育辦理的場次或提供參加誘因,有助於提高漁民回收行為。
中文關鍵詞: 海洋廢棄物、漁民、資源回收
都市人口的增長造成週遭土地利用改變,使自然棲地喪失,降低生物多樣性。都市綠地、池塘是野生動物重要的棲息地及遷移之中繼站,亦為人們運動、休閒的地方。該環境中多樣的野生動物可提供人們文化生態系服務,特別是較顯眼之鳥類。為增加都市中的鳥類多樣性,需瞭解不同鳥類對棲地的需求及選擇。過去都市中鳥類棲地選擇之相關研究多數僅調查陸鳥,對於水鳥之研究則多位於人為干擾強度較低之河川及農村埤塘等區域。本研究透過調查都市池塘中水鳥覓食、棲息等行為對於不同隔離程度及植被類型棲地之選擇是否存偏好,以瞭解都市池塘做為水鳥棲地之關鍵環境因子。
本研究地點包含四個都市池塘:臺北大學心湖、臺灣大學醉月湖、中正紀念堂雲漢池與光華池,水域面積分別為0.86、0.72、0.25及0.26公頃。調查項目包含水鳥物種、水鳥數量、水鳥行為及水鳥使用之棲地類型,並使用地理資訊系統(QGIS)量化各研究地點棲地類型之面積佔比。調查數據用於計算各池塘水鳥之Shannon生物多樣性指數,並使用卡方檢定瞭解水鳥各行為之棲地選擇是否存在偏好。如存在偏好則進一步分析水鳥不同行為對各棲地類型的使用,是偏好、隨機或迴避。
四個都市池塘在2019年3月至5月共調查120次,辨識出14種水鳥,2218隻次,其中8種為自行遷入之野鳥。調查地點之Shannon生物多樣性指數在心湖之為1.42、醉月湖為1.68、雲漢池為1.06,而光華池為1.00。分析結果顯示,都市水鳥偏好在不受人為干擾之區域活動,而野生的秧雞科使用棲地多為人工浮島。水鳥行為與棲地偏好分析結果,陸域較低草地及可涉水區,能提供雁鴨科及秧雞科覓食,喬木可供鷺科整理及睡眠。本研究建議可在都市池塘增設人工浮島,種植較低及較高草本植物與灌木,供水鳥覓食及躲避之用;或在水中設置固定島並種植喬木,供鷺科活動之用。本研究調查結果供都市池塘棲地營造參考,以協助創造有利水鳥棲息之都市池塘,提高水鳥之生物多樣性以及都市民眾獲得之文化生態系服務。
中文關鍵詞: 都市池塘、水鳥行為、棲地選擇、人工浮島
都市擴張導致不透水鋪面覆蓋率持續提高,人類活動過程中,各種污染物散布於地表,並隨著降雨逕流進入下游水體,因而造成水質惡化。上述都市降雨逕流產生之非點源汙染(Non-point source Pollution)問題逐漸受到重視,政府為解決此問題而發展出最佳管理技術(The best management practices),其中,「滯洪池」為能有效處理水中汙染物質的技術之一。在現有的土地資源下,「人工浮島」能直接運用於都市滯洪池中,其具有改善水質環境、提供生物棲息地、景觀綠化等功能,有效提升滯洪池的效益。相關文獻多以「不具一般經濟價值」之水生植物作為研究物種,而本研究為提升人工浮島管理效能,及篩選適合生長於都市滯洪池水質條件之作物,因此,選擇「水耕作物」作為本文實驗對象,希冀藉由其具有經濟價值此項誘因,以達到提升管理之效能。
本文以國立臺北大學心湖內的滯洪池為模擬對象。實驗以季節區分為兩階段,第一階段初春,為2018年2月21起至2018年3月20日,第二階段初夏,為2018年4月25日起至2018年5月23日;實驗對象選用四種作物,分別為小松菜(Brassica rapa var. perviridis)、豆瓣菜(Nasturtium officinale)、萵苣(Lactuca sativa)、蕹菜(Ipomoea aquatica),除了比較不同作物移除正磷酸鹽(OP)和總磷(TP)之差異,也評估水耕作物所帶來的經濟效益。實驗結果為,兩階段水質中的OP和TP濃度皆有下降,第一階段:小松菜的移除效能為95.2%(OP)、86.3%(TP),而對照組為92.5%(OP)、79.7%(TP);第二階段:蕹菜的移除效能為94.3%(OP)、87.7%(TP),而對照組為86.2%(OP)、81.2%(TP)。由結果可知,小松菜和蕹菜移除效能較佳,對照組則較低,另外,水耕作物運用於人工浮島淨化都市降雨逕流之可行性佳,並且擁有額外獲利(蕹菜種植面積3,600 m²於每年淨獲利為126,840元(新台幣))。本研究結果可提供未來建置人工浮島所選用作物之參考,並促進人工浮島及非點源汙染之永續管理及控制。
中文關鍵詞: 都市滯洪池、降雨逕流、人工浮島、水耕作物