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研究生:許慈紋
研究生(外文):Tzu-wen Hsu
論文名稱:高雄港區沉積物中重金屬之時空評估分析及管理措施
論文名稱(外文):The Spatial and Temporal Assessment of Contaminated Heavy Metals in Sediment and its Management in Kaohsiung Harbor Areas
指導教授:周秋隆
指導教授(外文):Chiu-Long Chou
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:海洋事務研究所
學門:商業及管理學門
學類:其他商業及管理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:186
中文關鍵詞:污染源重金屬沉積物高雄港底泥管理
外文關鍵詞:Sediment ManagementStrategyHarbor ContaminationHeavy Metal
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高雄港長期港口營運繁榮、附近工業區鄰立,加上下水道的出口皆匯集於高雄港內,諸多污染來源為高雄港帶來環境上的衝擊,港區水體環境中經年累積著污染物,即使每年疏浚清除水體中沉積物,已使高雄港港口成為環境污染的最終承受體而影響發展。本研究藉由蒐集92-97年間高雄港區海域監測數據,檢視港區內重金屬受污染分布情況,並利用PCA統計分析方法,探討重金屬與各監測站之相關性程度,尋求造成港區沉積物重金屬污染變化之主要原因及污染源。Principal Comonents Analysis(PCA)分析沉積物結果顯示環境重金屬因子與監測站空間因子高度相關。A區,靠近港口外海測站,九項重金屬濃度皆為最低濃度,較不受港區陸域污染的重金屬影響。B區包括愛河出海口、愛河與第五船渠出海口之間、第五船渠出海口,三個測站佔多數最高測站趨勢元素:Hg,Pb,Cd,As,Zn及Al。C區包括前鎮河出海口,以Cr平均值為最高值測站,Cr污染來源大多以電鍍、金屬表面處理業、皮革製染業等工業生產廢水為主,污染區域位置顯示高濃度污染來自人為行為造成。D區包括台船公司、大林廠及發電廠,大林商港區附近航道上及鹽水港溪出海口以Cu為平均值為最高值測站,Cu以燃煤業、電鍍廠、鋼鐵業等工業所排放的廢放水為最高。鹽水港溪出海口靠近中鋼公司原料碼頭區,原料碼頭積泥須定期疏浚,除污染物仍持續匯集的可能性外,造成底泥再次懸浮,致使重金屬污染物濃度測值偏高。E區包括第二港口外航道,由內至外點位,與A區數值接近皆為最低濃度,第二港口主要受漲退潮影響,港口水體環境較港內流通,故分析測值遠低於港內B、C、D區受污染之測值。高雄港目前雖有定期底泥沉積物清除及海域長期監測,港域環境品質並無法規強制和輔佐執行定期例行性的監測,加上各權責管理機關眾多,對於環境品質權責管理的維持,及長期性港區環境資料庫的建立,必須迅速執行改善。本研究進一步與國外相關法規作分析比較,提出高雄港環境管理建議,污染源改善、長期環境監測、港區權責機關、底泥管理策略等四大方向包括,因應政府之所需統整出一套適用於全國之底泥管理辦法並且因地制宜規劃出適合的管理模式。防止陸源污染可能對港區海域造成的衝擊及傷害,俾使高雄港區環境得以永續發展。
This study was initiated to overview the sediment contaminant monitoring data of Kaohsiung Harbour areas collected between 92-97 for assessing the discharge sources of pollution and manipulating the effective management on the dredging of sediment. The harbour areas are surrounded with major industry and become the receiving sites with sewages from the populated city besides the shipping activities. These have impacted the harbour environment and its development for competing against other world shipping harbours. The present research intends to evaluate the proper strategy for dealing with the reduction of pollution source to prevent from further complicated environmental impacts. Approaches for the data assessment include the distribution of heavy metal concentration and its types of contaminants associated the discharge of industrial sources. A total of 20 monitoring stations were examined for the interrelation of metals. The Principal Component Analysis (PCA) of heavy metals in sediment result shows specific site related contaminant point sources and the localization of pollution at the enclosed areas.
Lowest contaminant concentrations were observed at the exit of harbour, area A. The B Area including the estuary of Love River, between Love River and the fifth ship irrigation ditch, and the fifth ship irrigation ditch, dominated the highest element concentrations of Hg, Cd, Pb, Zn, As, Al. The C area, including the former town river to the sea, had highest Cr concentration.The sources of pollution are related to electrical plating, metal polishing factory, leather industries and other industrial production. The D area including the heavy industries i.e., Taiwan Ship Building, Taiwan Steel Manufacturing, Ta-Lin Power Station and the major shipping channel, had the highest Cu concentrations. Similarly the E area as the A area, located at the end exit of harbour, had the lowest metal concentrations. These two areas are more subjected to the tide flow than the other survey stations (B, C, D areas) which have the highest contaminant concentrations. Although the harbour authority has carried out the dredging and monitoring annually, there is no enforcement on regulating the discharge of contaminants from the surrounding industrial sites or the lack of the appropriate strategy of pollution reduction for incorporating with the clean up program. This is owing to the non unified authorization between the municipality and harbour bureau. The present study suggests that four steps are needed to cope with harbour sediment contamination to achieve the sustainable harbour development; 1. appropriate pollution reduction program, 2.long term environmental monitoring, 3.an unified authority and 4.a sediment management strategy with proper guidelines to prevent from land based pollution source discharge.
目次
中文摘要.......................................................................................... Ⅰ
英文摘要.......................................................................................... Ⅱ
目次.................................................................................................. IV

圖次.............................................................................................. VII

表次.............................................................................................. XI

第一章、緒論.................................................................................... 1
1.1 前言...................................................................................... 1
1.2 研究動機.............................................................................. 1
1.3 研究目的.............................................................................. 2
1.4 研究架構與流程….............................................................. 3
第二章、高雄港區背景資料蒐集與分析........................................ 5
2.1高雄港區自然環境…...…………........................................ 5
2.2高雄港區海域自然環境....................................................... 9
2.2.1氣候............................................................................ 9
2.2.2海象............................................................................ 11
2.2.3匯入高雄港之河川.................................................... 14
2.3高雄港區航運發展…........................................................... 20
2.3.1高雄港航運發展........................................................ 20
2.3.2高雄港土地使用現況................................................ 31
2.4高雄港區管理....................................................................... 34
2.4.1高雄港域管理範圍.................................................... 34
2.4.2高雄港區權責管理機關............................................ 37
2.5高雄港區海域環境品質....................................................... 42
2.5.1底泥定義.................................................................... 44
2.5.2小結............................................................................ 49
第三章、高雄港內沉積物重金屬分析............................................ 51
3.1 高雄港內沉積物環境監測.................................................. 51
3.1.1環境監測期間............................................................ 53
3.1.2 環境監測設置站....................................................... 53
3.2高雄港監測結果分析........................................................... 56
3.2.1各項重金屬濃度分析................................................ 56
3.3主成分分析........................................................................... 80
3.3.1各年度沉積物重金屬分析........................................ 81
3.4綜合結果討論....................................................................... 117
3.4.1重金屬分析結果比較................................................ 117
3.4.2 PCA結果探討............................................................ 123
3.4.3高雄港內沉積物污染源相關性探討........................ 123
第四章、國內外港區底泥品質管理比較分析................................ 129
4.1港區管制度分析................................................................... 129
4.2國內底泥管理策略............................................................... 131
4.2.1港區環境法規探討.................................................... 131
4.2.2國內底泥管理現況.................................................... 133
4.3國外底泥管理....................................................................... 135
4.3.1美國............................................................................ 135
4.3.2荷蘭............................................................................ 139
4.3.3歐盟............................................................................ 142
4.3.4澳洲............................................................................ 143
4.3.5加拿大........................................................................ 145
4.3.6小結............................................................................ 147
4.4污染源管理........................................................................... 148
4.5小結....................................................................................... 154
第五章、結論與建議........................................................................ 157
5.1結論....................................................................................... 157
5.2建議…................................................................................... 162
參考文獻.......................................................................................... 165



一、中文文獻
(一) 研究報告
1.王貞雄,(2003),海岸工程及港埠發展碩士課程出國報告書,交通部高雄港務局工務組規劃科。
2.五號船渠整治工程初步規劃設計報告書,(2002),高雄市政府工務局下水道工程處。
3.五號船渠整治美綠化工程規劃設計報告書,(2004),高雄市政府工務局下水道工程處。
4.交通部統計處、中央氣象局,(2008),臺灣地區氣候概況分析。
5.交通部統計處、中央氣象局,(2006),颱風侵臺狀況及影響分析。
6.交通部運輸研究所,(2005),高雄港港池淤沙調查研究-底泥流動特性研究,國立台灣海洋大學。
7.交通部運輸研究所,(2005),高雄港港池淤沙調查研究-流況調查分析,國立台灣海洋大學。
8.交通部高雄港務局,(2006),高雄港暨安平港、永安港、布袋港、澎湖港整體規劃及未來計畫,高雄港,期末報告書。
9.吳先琪,劉泰銘,(2005),受污染底泥評估基準之理論基礎探討,台灣土壤及地下水環境保護協會簡訊,16:13-17頁。
10.行政院環境保護署,(1992),高雄港、台中港港灣污染整治規劃。
11.行政院環境保護署,(2007),96年南部海域海洋污染防治管理及緊急應變中心建置計畫。
12.邱俊憲,(2005),高雄自由貿易港區之發展研究與比較分析。
13.高雄市政府,(2000),擬定高雄多功能經貿園區特定區計畫計畫書。
14.高雄港務局,(2002),高雄港舊港區再開發計畫規劃正式報告書。
15.高雄市政環境保護局,高雄市污水下水道與河川水質之統計分析,(2007)。
16.高雄市政府工務局,(2007),高雄河川源頭水系統圖。
17.高雄市政府工務局下水道工程處,(2006),污水下水道營運管理水質檢驗暨河川水質水文監測及生態調查。
18.高雄市政府工務局下水道工程處,(2006),五號船渠整治計畫。
19.高雄市政府工務局下水道工程處新聞稿,(2009),維護河川、港口市府截流清除大量上游垃圾。
20.高雄市政府工務局下水道工程處,前鎮河及五號船渠整治規劃,(1990)。
21.高雄市政府工務局下水道工程處,前鎮河整治計畫,(2007)。
22.高雄市政府工務局下水道工程處,(2007),都市河川整治策略—以高雄愛河為例。
23.陳炳棠,(2008),2008年貨櫃運輸量展望,交通部高雄港務局。
24.陳國永,(2005),高雄市推展海洋污染防治工作現況,2005年 亞太地區海洋污染防治研討會,高雄市政府海洋局。
25.經濟部貿易調查委員會,(2009),「健全貿易救濟預警監測系統-強化產業分析」-鋼鐵業產業研究,台灣經濟研究院。

(二) 書籍
1.Ranjit Kumar,(2000),研究方法 Research ethodology,學富文化事業有限公司。
2.吳連賞,(2005),高雄市港埠發展史,高雄市文獻委員會。
3.高雄市政府新聞處,(2001),我的高雄港,高雄市政府。
4.陳鎮東等,(1997),台灣的湖泊與水庫,國立編譯館編印。
5.吳先琪、劉泰銘,(2005),受污染底泥評估基準之理論基礎探討,台灣土壤及地下水環境保護協會簡訊第十六期。
6.郭石盾,(2001),港埠經營與管理,復文書局。
7.陳耀茂,(2002),多變量分析導論,高立書局。

(三) 論文
1.李郁惠,(2005),愛河及前鎮河水體中多環芳香烃含量分佈之研究,國立中山大學海洋環境及工程學系。
2.陳志峰,(2005),高雄港區沉積物及底層水中重金屬之分佈探討,國立中山大學環境工程研究所碩士論文。
3.陳仁坤,(2006),利用液相層析串聯質儀探討高雄市主要河川及港區水域烷基苯酚化合物之分布。
4.許峻嵐,(2000),高屏海域沈積物重金屬之分佈與污染史,國立中山大學海洋地質及化學研究所碩士論文。
5.張齊心,(2009),我國因應國際船舶壓艙水及底泥控制與管理發展趨勢之策略研究-以高雄港為例,國立成功大學海洋科技與事務研究所。
6.張貴能,(2004),高雄港區有機錫分佈及其污染史之研究。
7.謝依潔,(2009),高雄港港區水質管理之研究,國立成功大學海洋科技與事務研究所。
8.謝明村,(2000),台灣高雄港區及其鄰近海域沉積物中石油衛生性化合物含量分之研究。
9.龔佩怡,(2003),以生物淋溶法溶出受污染河川底泥中各鍵結型態之重金屬,嘉南藥理科技大學環境工程衛生研究所。
10.李晏毅,(2007),高雄港區沉積物中多環芳香化合物之分佈及累積,高雄海洋科技大學海洋環境工程所。

(四) 網站
1.交通部高雄港務局,http://www.khb.gov.tw
2.交通部統計處,http://www.motc.gov.tw/mocwebGIP/wSite/lp?ctNode=164&xq_xCat=12&pagesize=100
3.國家海洋科學研究中心, http://www.ncor.ntu.edu.tw
4.Containerisation International Yearbook,1999~2009年版。交部統計處網站,主要國家交通統計比較。http://edb.epa.gov.tw/localenvdb/KaohsiungCity/index.asp
5.行政院交通部,http://www.motc.gov.tw/motchypage/hypage.cgi?HYPAGE=yearbook.asp
6.行政院環境保護署,土壤及地下水污染治基管理委員會,http://sgw.epa.gov.tw
7.高雄市經濟發展局,http://invest.kcg.gov.tw/tw/htm/investment08.jsp
8.高雄市政府新聞處,http://kcginfo.kcg.gov.tw
9.維基百科,http://zh.wikipedia.org/wiki/TEU。
10.全國法規資料庫, http://law.moj.gov.tw/
11.陳彥宏(2007),港口國管制的船舶環保查驗項目概說,海安論壇。http://www.solomonchen.name/05.html
12.USEPA,CLU-IN ,http://www.cluin.org/contaminantfocus/default.focus/sec/Sediments/cat/Fate_and_Transport_of_Contaminants/
13.Washington State Department of Ecology , Chapter 173-204 WAC, Sediment Management Standards, http://www.ecy.wa.gov/biblio/wac173204.html

(五) 會議資料
1.水岸再造公聽會,高雄市議會,2009年5月。
2.行政院環境保護署、台灣大學水工試驗所、社團法人台灣土壤及地下水環境保護協會,底泥調查檢測與法規研討會,2010年4月13日。

二、英文文獻

1.ATSDR(1995),Toxicological profile for polycyclic aromatic
hydrocarbons.Agency for Toxic Substances and Disease Registry.

2.Alzieu et al.,(1986);Ko et al.,(1995);cardellicchio,(1992).

3.Calmano W., Hong J. and FÖrstner U. (1993) “Binding and
mobilization of heavy metals in contaminated sediment affected
by pH and redox potential” ,Wat. Sci. Technol ., 28.pp.223-235.

4.Cardwell,R.D and A.W. Sheldon.1986. A risk assessment concerning the  
fate and effects of tributyltins in the aquatic environment. In : Oceans 86,Vol.4.Proceedings International Organotin Symposium.Marine Technology Society, Washington,Dc.

5.King and Jackson, (1999), J.R. King and D.A. Jackson, Variable selection  
in large environmental data sets using principle component analysis, Environmetrics 10 (1999).

6.Menzie et al.,C.A.,Coleman,A.J.,(2007). Polycyclic aromatic
hydrocarbons in sediments:An overview of risk-related issues.
Human and Ecological Risk Assesment 13,269-275 .

7.Rauret G. (1998) “Extraction procedures for the determination of heavy
metals in contaminated soil and sediment” ,Talanta, 46, pp.449-455.

8.Sediments in the Catchment-coast Continuum(2005),Institute for
Environmental Studies, Free University, Amsterdam, The
Netherlands.

9.Sediment Management at the River Basin Scale,Susanne Heise,SedNet,
(2007).

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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