臺灣博碩士論文加值系統

本研究係於嘉義縣六腳鄉介壽橋下朴子溪高灘地建立一人工濕地，並於濕地中種植各種水生植物，利用系統中植物、土壤、微生物之間的交互作用，藉天然自淨作用對該河川水體進行淨化，以期提昇該河段水質，增加河川可利用功能。人工濕地處理污水方法目前於國內外均已廣泛運用，並有具體成效。其優點為設置投資成本低廉、操作維護管理簡單、使用電力極低；不但節約能源，同時可增加自然親水景觀、與補注地下水等功能。本研究場地緊鄰朴子溪，佔地約面積為44,100平方公尺。濕地池體中栽植水空心菜、水芙蓉、布袋蓮等水生植物。採固定每日抽取朴子溪河水進入本系統（進流量約為3,000CMD）淨化處理。
本研究主要目的在比較分析上述以FWS（Free water surface wetlands）與SSF（Subsurface Flow wetlands）人工溼地串聯兩階段對污染河川水質淨化之效能，進而提昇該河段水質。研究成果顯示水生植物對污染河川水質確有明顯淨化效果，但人工濕地場地易受氣候影響，尤其颱風過後，因場地均無人工防護設施，幾乎全遭破壞（但場址恢復容易，所需經費低係原設計考量主因），因此於設置場地選擇須多做考量。本研究之成果可供其它人工濕地淨化河川水質及建造設計時之參考。

A wetland was constructed on the Puzi river flood plains in this research. Several aquatic plants were grown on this wetland. By the interaction among plants, soil, and microorganisms, which is the natural autonomous purification measure, a certain section of Puzi River in Chiayi County was purified to improve the water quality and the utility. The sewage treatment by using constructed wetlands has been widely used in both international and domestic area and has concrete effects. It，s advantage is low capital investment cost, easy to operation and maintenance, low utility requirement and energy conservation, enhancement of the natural landscape, and the rechargement of underground water…etc. This research was conducted on the flood plain near Puzi River. The total measure of area about 4.41 ha. Where Ipomoea aquatica, Pistia stratiotes L., and Eichhornia crassipes(Mart.) Solms…etc were planted. There are take the water from Puzi River to this constructed wetlands. The flow rate was about 3,000 CMD.
The purpose of this research was to compare the capability among two-stage （FWS and SSF）constructed wetlands above to purify the water quality of a seriously polluted river, and the water quality of which was improved. The result has shown that two-stage constructed wetlands have obvious effect to purify the water quality of a polluted river. However, the constructed wetlands is easily influenced by climate, especially typhoons. The facility will be totally ruined by typhoon because of no artificial protection. The selection of location, therefore, needs to be considered carefully. The results of this study could be used as a reference for developing constructed wetlands to purify the water quality of a river.

中文摘要 ----------------------------------------------------------------------- i
英文摘要 ----------------------------------------------------------------------- iii
誌謝 ----------------------------------------------------------------------- v
目錄 ----------------------------------------------------------------------- vi
表目錄 ----------------------------------------------------------------------- ix
圖目錄 ----------------------------------------------------------------------- x
一、 前言----------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究動機----------------------------------------------------------- 1
1.3 研究目的----------------------------------------------------------- 2
1.3 研究內容----------------------------------------------------------- 3
二、 文獻回顧----------------------------------------------------------- 6
2.1 濕地之定義-------------------------------------------------------- 6
2.2 濕地之分類-------------------------------------------------------- 8
2.3 濕地之功能與價值----------------------------------------------- 10
2.4 濕地之結構-------------------------------------------------------- 16
2.5 濕地之維護-------------------------------------------------------- 17
2.6 人工濕地概述----------------------------------------------------- 19
2.6.1 人工濕地的種類-------------------------------------------------- 20
2.6.2 人工濕地的淨化機制-------------------------------------------- 25
2.7 人工濕地去除碳、氮、磷等有機物之機制----------------- 27
2.8 水生植物----------------------------------------------------------- 29
2.8.1 水生植物的功能-------------------------------------------------- 33
2.8.2 水生植物的類型-------------------------------------------------- 35
2.8.3 水生植物根區作用與反應-------------------------------------- 37
2.9 河川污染指標----------------------------------------------------- 38
三、 研究方法----------------------------------------------------------- 40
3.1 研究概述----------------------------------------------------------- 40
3.2 實驗人工濕地場址配置----------------------------------------- 43
3.3 水生植物種類與特性-------------------------------------------- 45
3.4 水質檢測實驗器材----------------------------------------------- 50
3.5 水質採樣分析----------------------------------------------------- 50
3.5.1 現場分析項目----------------------------------------------------- 51
3.5.2 實驗室檢驗分析項目及方法----------------------------------- 51
3.5.2.1 分析與保存方法-------------------------------------------------- 51
3.5.2.2 水質分析方法----------------------------------------------------- 53
3.6 數據處理----------------------------------------------------------- 56
四、 結果與討論-------------------------------------------------------- 57
4.1 水溫變化----------------------------------------------------------- 63
4.2 pH值變化情形---------------------------------------------------- 64
4.3 化學需氧量（COD）濃度及去除率變化情形-------------- 66
4.4 生化需氧量（BOD）濃度及去除率變化情形-------------- 68
4.5 懸浮固體（SS）濃度及去除率變化情形-------------------- 71
4.6 大腸桿菌群（E.Coli）濃度及去除率變化情形------------- 73
4.7 磷酸鹽濃度及去除率變化情形-------------------------------- 75
4.8 氨氮濃度及增減變化情形-------------------------------------- 77
五、 結論與建議-------------------------------------------------------- 81
5.1 結論----------------------------------------------------------------- 81
5.2 建議----------------------------------------------------------------- 82
六、 參考文獻----------------------------------------------------------- 84
附錄 人工溼地現場照片----------------------------------------------- 89

1.方偉達 2006，聽，濕地在唱歌，初版，新自然主義股份有限公司，台北市。
2.台灣大學生物多樣性研究中心，線上資訊：http://ngis.zo.ntu.edu.tw/ 2006/4/8。
3.李松柏，2005，台灣水生植物地圖，初版，晨星出版有限公司，台中。
4.李黃允，2001，以二階段人工濕地去除生活污水中之營養鹽，中山大學環境研究所，碩士論文。
5.林瑩峰、荊樹人、陳欽昭、施凱鐘，2004，“人工濕地生態工法在水污染防治上的應用及案例”，2004生態工法案例編選集，行政院公共工程委員會，台北。
6.邱文彥，2004，“人工濕地及其景觀生態之運用”，2004生態工法案例編選集，行政院公共工程委員會，台北。
7.胡志清，2003，以模廠型人工濕地處理煉油及煉鋼廠廢水之研究，國立中山大學海洋環境及工程學系，碩士論文。
8.高肇藩，1994，水污染防治，第二版，中國土木水利工程學會，科技圖書股份有限公司。
9.許文明，2002，以現地及小型人工濕地探討數種水生植物淨化養豬廢水之效能比較，國立屏東科技大學環境工程與科學系碩士班，碩士論文。
10.陳宜清、高榮彬，2005，“農田濕地之生態環境及復育計畫評價案例探討-福寶生態園區”，國際生態工程及水利技術研討會，頁177-190，台灣水利環境科技研究發展教育基金會，8月22日，台北。
11.張文亮、蕭友晉，2005，“人工濕地水生植物的栽種與去除污染評估”，2005水域生態與工程研討會論文集，頁13-37，國立台灣大學生態工程研究中心，12月，台北。
12.張文亮，2006，“水生植物在人工濕地水質淨化功效之評估及管理”，河川水質淨化工法規範設計與建造講習會，頁4-38，行政院環保署，10月17日，台北。
13.楊磊、陳珍瑩、陳麗瑜、邱文彥，2005，“都會地區濕地公園之營造、維護與管理-以鳥松濕地公園及洲仔濕地公園為例”，國際生態工程及水利技術研討會，頁177-190，台灣水利環境科技研究發展教育基金會，8月22日，台北。
14.崔蕙萍、蘇文雄、林敘儀、葉淑娟等，1989，大河文明，錦繡出版社，台北。
15.陳珍瑩，2005，“概說濕地-濕地之定義與分類”，台灣濕地，NO.58，pp.70-79，台灣濕地保護聯盟，11月。
16.黃朝慶等，2002，高雄縣市植物資源，行政院農業委員會特有生物保育中心，南投。
17.張怡塘等，1999，環境微生物，中華民國環境工程學會。
18.陳永仁、陳雄文，1995，環境衛生學，初版，國立空中大學用書，台北蘆洲。
19.溫清光，2006，“河川機能及其環境危機”，水環境教育師資計畫暨水環境教育資源網建置計畫，教育部。
20.嘉義縣環境保護局，2004，嘉義縣朴子溪灘地生態園區規劃、設計工作計畫期末報告，嘉義縣。
21.嘉義縣環境保護局，2006，嘉義縣河川水質改善整體規劃與細部設計計畫期末報告，嘉義。
22.魯樞元、陳先德，2001，黃河史，南文化出版社，鄭州。
23.賴明洲、薛怡珍、黃士嘉、楊璦華，2004，“濕地植物去污淨化功能與選種建議”，台灣林業，p44-51，8月。
24.Davis and Cornwell., 1998, Enviornmental Engineering 3rd ed.McGraw Hill, New York.
25.Faulkner S.P. and Richardson C.J., 1989, 〝Physical and chemical characteristics of freshwater wetland soils 〞, Constructed Wetlands for Wastewater. Treatment-Municipal, Industrial and Agriculture.
26.Gleick, Peter H., 1993, 〝Water in Crisis：A Guide to the World，s Fresh Water Resources〞, New York and Oxford：Oxford University Press.
27.Hammer, D. A., 1996, Creating freshwater wetlands 2nd ed., Lewis.
28.Kadlec, J.A., and W. A. Wentz., 1974, Stata-of-the-art survey and evaluation of marsh plant establishment techniques：induced and nature. Vol. 1：Report of research U.S. Army Corps Eng. Rep.D-74-9.USA.
29.Kadlec, R.H.. and Knight, R. L., 1996, Treatment wetlands 2nd ed., Lewis.
30.Kirsten D. Schuyt, 2005,〝Economic consequences of wetland degradation for local populations in Africa〞, Ecological Economic 53,pp177-190.
31.Li Xianfa and Jiang Chuncai, 1995, 〝 Constructed Wetlands Systems for Water pollution control in North China〞, Wat. Sci. Technol , November Vol. 32, No.3, pp349-356.
32.Mackenzie L. Davis and David a. Cornwel, 1998, introduction to environmental engineering , 3rd ed ,McGraw-Hall, New York.
33.Stanley E. Manahan, 1994, Environmental chemistry, 6th ed., CRC Press. Inc, USA.
34.Sikora, F. J., Tong, Z, Behrends, L.L., Steinberg, S. L. and Coonrod, H. S., 1995, 〝 Ammonium removal in constructed wetlands with recirculating subsurface flow：removal rates and mechanisms 〞, Wat. Sci. Technol , November Vol .32, No. 3, pp193-202.
35.Van Oostrom, A. J., 1995, 〝Nitrogen removal in constructed wetland streating nitrified meat processing effluent〞. Water Sci. Technol, Vol.32, No.3, pp137-147.
36.Wen-Sheng OU et al.2006, 〝Performance of a Constructed Wetland-Oond System for Treatment and Reuse of Wastewater from Campus Buildings〞, Water environment research, November, pp 2369-2376.