台灣自來水是否含有重金屬？

討論家用淨水器去除重金屬能力之前，我們必須先探討「台灣自來水是否含有重金屬？」這個課題。

自來水公司一再強調自來水的重金屬含量在標準值之內，但對時而曝光的重大水源污染事件，卻無法預防與處理，其實自來水公司面對水源的受污染也是有口難言的，因為，它們也只是個身受其害的單位。

我們基於下面文章所述，幾乎可以確定國內自來水的原水含有重金屬。理由如下：

行政院環保署於七十一年開始著手進行台灣地區土壤重金屬含量調查，期能建立土壤污染的基本資料，以為污染整治之依據。整個調查計劃於七十五年底完成，調查結果經數次開會校正，修改及複檢，於七十六年底定案。

該調查計畫將全國分成北、中、南、東四個區域，依據調查結果出版「台灣地區土壤重金屬含量調查總報告」計四冊。

綜觀厚達 800 頁的四冊調查總報告中，以如下圖所示，以地圖畫格方式並輔以顏色代表受重金屬汙染的嚴重性，顯示出全國土壤表土、裡土受重金屬污染的情況，調查結果令人怵目驚心，甚至連台灣的後山，花蓮、宜蘭、台東地區一樣慘不忍賭。二十年過去了，這些地區的重金屬汙染，我們很期待它已經有所改善，但是不幸的，出現在媒體上的大型環境汙染事件，卻依然時而可見。因此，這樣的期待應該是落空了。

自來水公司的原水，本非無中生有，承自各山林、河川、水道，而這些原水承接自雨水落到地面之後，經表土、裡土層層滲入，表土、裡土重金屬污染嚴重，進到自來水公司淨水場的原水怎可能沒有重金屬的污染呢？

另外，在自來水公司正式發布的一份為高級淨水處理廠宣傳的說帖文件當中，明白的道出台灣自來水原水受到重金屬污染的事實，原文照錄如下：

高級淨水處理之發展與應用：

淨水處理之目的為供應合乎衛生及可口適飲之水質，然而近年來水源水質的持續惡化，加上自來水中陸續發現一般傳統處理技術無法去除的污染物質，如合成有機物、 VOCs 、 重金屬 、農藥及傳統淨水程序中之加氯消毒與天然有機物作用所產生的消毒副產物（如三鹵甲烷 (THMs) ）等，故近年來國內外遂陸續發展各種高級淨水處理技術。

一般較常建議採取的高級處理有替代性消毒劑、臭氧和活性碳處理及薄膜處理等技術。另外，為提升飲用水之口感及減少水垢之產生，乃配合硬度去除之高級處理設施來達成。典型之高級淨水程序中，以前臭氧來促進後續混凝沉澱之膠凝效果；以結晶軟化去除水中之鈣、鎂硬度；以後臭氧及活性碳吸附去除臭味、色度、三鹵甲烷前驅物、溶解性有機物及其它致癌性物質為主；或採薄膜處理以去除懸浮固體物、硬度、三鹵甲烷前驅物質、溶解性有機物、揮發性有機物及致癌性物質等。

由上文中，自來水公司明確的說明，原水已經受到重金屬污染的事實。如文中所言，這些污染物質已經無法使用一般傳統處理技術給予去除，故而發展各種高級淨水處理技術。行文至此，我們又找到了希望，高級淨水處理技術應該可以為我們妥善的把關了。

我們接著來看看該份文件有關高級淨水處理技術的後續說明：（以下為原文照錄）

水質處理目標：

為符合大高雄地區民眾對飲用水的需求，淨水處理技術應用的考量，以能符合下述的功能為目標。
1. 去除飲用水中致病性生物。
2. 改善臭味（ Odor ）與口感（ Taste ），提高適飲性品質。
3. 控制消毒副產物（ Disinfection by-products ）。
4. 提供安全、可口、衛生的自來水。

高級處理程序包括有：

一、前臭氧

臭氧在淨水處理可分為消毒和氧化處理，而依目的不同，加藥點的位置亦有所不同，若為原生動物及病毒之去活性化，則宜在處理程序末端加入。臭氧若以化學氧化為目的，則大都於處理程序前端加入，其形成之氧化物可由後續的處理單元予以去除。若淨水場第一道處理程序為前臭氧氧化，臭氧係以氧氣通過產生機製造產生而得，臭氧氣體再以管線注入臭氧接觸槽中。因臭氧為一強力而有效的氧化劑，可破壞水中致臭味與色度分子的化學鍵結，而有效去除臭味與色度。前臭氧的另一功能為抑制水中藻類的活動，破壞藻類的新陳代謝程序，使藻類容易去除。臭氧同時可改變水中懸浮顆粒的表面特性，提高混凝效率，使水中顆粒易於凝集去除。

二、活性碳

活性碳是將一些含碳素的物質如木屑 (Wood) 、椰子殼 (Coconut) 、泥煤 (Peat) 、褐煤 (Lignite) 及煙煤 (Bituminous Coal) 等，經過碳化及活性等處理而得之多孔性（孔隙體積 0.3 c c/g~1.5 cc/g ）且具有廣大表面積（通常為 800~1500 m²/g ）之優良吸附劑。活性碳可吸附水中各種微生物質，亦能有效去除水體中溶解性有機物質，並且可用來降低飲用水中的臭味，故廣泛應用在給水工程上。

活性碳依使用類別的不同，可分為粉狀活性碳（ Powdered Activated Carbon, PAC ）、粒狀活性碳（ Granular Activated Carbon, GAC ）及生物活性碳（ Biological Activated Carbon, BAC ）。基本上， PAC 與 GAC 之吸附原理相同，均是以活性碳中微細孔隙吸附水中溶解有機污染物。若 GAC 顆粒能附著微生物，並進行微生物分解作用者則稱為 BAC 。

三、後臭氧＋生物活性碳濾床

後臭氧一般會再與活性碳床串聯，此活性碳床不僅有污染物吸附作用，而且具有生物分解能力，因此稱為生物活性碳濾床（ BAC ）。而此種合併方式主要因為經臭氧氧化作用後，水中的大分子有機物會被裂解成較小分子的有機物，產生生物可分解性有機物，在其後的 BAC 正可藉由微生物之分解有效去除水中生物可分解性有機物。所以 BAC 可解決臭氧程序後三鹵甲烷生成潛能（ THMFP ）及解決配水管網之後生長（ Regrowth ）等問題，而臭氧程序也可延長 BAC 的使用年限，降低活性碳再生的次數。

四、結晶軟化

結晶軟化在國外已有 30 年的發展與應用經驗，由於佔地小，且無傳統軟化方式產生大量污泥問題，而廣為普遍採用。結晶軟化的原理係利用碳酸鈣具有低溶解性的特性，在原水中加入鹼液，使形成不溶解的碳酸鈣，而附著在軟化器中的天然石英砂晶種上，達到去除水中硬度的目的。軟化過程中的廢棄結晶可作為動物飼粒添加劑、建材調和劑、煉鋼業高爐程序熱吸收等用途，達到廢棄物資源化的功用。

結晶軟化反應器可以取代傳統沉澱處理四個程序：快混、膠凝、沉澱與污泥脫水，簡化成一個程序，其具有反應速率快、去除效率高、投資成本少、能源消耗低、可自動化控制減少人力、佔地面積小、操作簡單等優點。

五、薄膜

薄膜程序係利用外力（壓力或電力）使水或離子通過半透膜，分離水中之不純物質。可分為四種型式：（ 1 ） Reverse Osmosis （ RO ）；（ 2 ） Nanofiltration （ NF ）；（ 3 ） Microfiltration （ MF ）及 UltrafiltrationUF ；（ 4 ） Electrodialysis （ ED ）；其中較常見之四種薄膜壓濾分離式薄膜之特性，如下表說明：

薄膜形式	孔隙大小	驅動力	去除機制	主要分離物
MF	0.1~2 μ m	壓力	篩濾	懸浮固體物
UF	0.01~0.1 μ m	壓力	篩濾	大分子有機物、細菌、膠體物質、懸浮固體物、大分子染料
NF	0.001~0.01 μ m	壓力	篩濾 + 溶解擴散 + 電性排除	病毒、細菌、大分子無機性離子、分子量在 300~1000 有機物、鹽類、小分子染料
RO	0.0001~0.001 μ m	壓力	溶解擴散 + 電性排除	病毒、細菌、病原菌、所有有機物、溶解鹽類、小分子染料

資料來源：「薄膜處理在自來水淨水工程上之應用（第一年）」期中報告，自來水協會（ 88 年 12 月）

薄膜系統的優點在於可完全的去除顆粒、有機物、無機鹽及微生物等，且佔地較小，具擴充彈性等優點，可取代傳統之混凝、沈澱、砂濾、軟化及臭氧、活性碳等高級處理。

由上面文件所揭櫫的幾個高級淨水處理技術功能描述當中，我們看出來具有重金屬處理能力的唯有 RO 薄膜方式。暫且不論 RO 處理方式是否得當，我們先就實際情形進行深入的探討。

高雄地區的民生用水分由三個淨水場負責供應，分別是澄清湖、翁公園、拷潭，其中澄清湖淨水場使用淨水流程與設備如下圖所示：（圖片來源 — 台灣省自來水公司第七區管理處）

澄清湖淨水場使用淨水流程與設備

由上圖當中，明確的說明澄清湖淨水場並未使用薄膜方式，有人會認為「結晶軟化反應槽」可以降低水中硬度，是否負責去除重金屬的重責大任由它來把關，很不幸的，非也。它只是利用石英沙去除水中的碳酸鈣以降低硬度而已。

因此，澄清湖淨水廠每日所供應的 30 萬噸水還是沒有處理重金屬的。

下圖為拷潭及翁公園淨水場的淨水流程與設備：（圖片來源 — 台灣省自來水公司第七區管理處）

拷潭及翁公園淨水場的淨水流程與設備

    仔細檢視這討高級淨水處理技術，出現了一個 LPRO 新名詞，原來它是 Low Pressure Reverse Osmosis 的縮寫。 RO 薄膜法確實可以去除大部分的重金屬，但是 LPRO 呢？是否具有相同的效果呢？

    以逆滲透薄膜法作為水處理，由於必須浪費掉極大部分的水，一般而言，在工業上也只有某些必要的情況下才會應用（註：工業上應用逆滲透薄膜法處理水，無法使用的另部分水也會收集起來作為次級用途）。至於把它用來作為公共民生用水的工具，勢必無端的浪費掉甚高比例的原水，這可行嗎？百思不得其解。

    在自來水公司的高級淨水處理廠宣傳的文件裡，除了說明了高級淨水處理程序之外，又列舉了五個國外的高級淨水處理實例，對自來水公司提出使用高級淨水處理技術當中之薄膜法產生懷疑時，心想莫非連國外都會採取這種方法作為民生用水的處理乎？怎知仔細讀過之後，發覺所提五個高級淨水處理技術的實力當中，根本沒有任何一個實例是採取薄膜法處理的。原來，採用薄膜法處理民生用水是台灣的創舉。自來水公司所提出的說帖，出現如此的矛盾，用心可議。

    茲將文件中的五個實例轉錄如下：

實例一：荷蘭 Maaskant Infiltration Project （ 1992~2000 ）

    在預先處理前，於大型貯水區取水口處的溼井即先進行軟化處理，同時利用微篩濾除藻類及貝殼類後，才進入預先處理程序，包括膠凝浮除、快濾、活性碳吸附，經預處理後的水至開放式入滲區滲流入土壤成地下水。入滲水經最少 60 天的停留後，再抽取出進入後處理程序，包括曝氣、快濾、再曝氣、活性碳吸附， UV 消毒等，最後進入配水系統。

實例二： Berenplaat 淨水場擴建計畫（ 1999-2000 ）

    Berenplaat 淨水場原有淨水程序包括微篩濾、預氯處理、膠凝沉澱、活性碳吸附及後氯處理。在擴建計畫中，水量提昇至 432,000CMD ，同時在原有處理程序再增設臭氧氧化、活性碳吸附去除 AOC 、二氧化氯的後加氯消毒，而原有預氯系統，改以臭氧取代。

實例三： Ridderkerk 及 Hendrik Ido Ambacht 淨水場擴建計畫

    Ridderkerk 及 Hendrik Ido Ambacht 兩淨水場原水取自地下水。水質硬度高及含有微量 Bentazon ，因此 Oost Ijsselmonde 水公司決定增設處理設施來改善水質。

    DHV 在此計畫中提供的服務項目，包括可行性研究、模型廠調查試驗研究、處理系統研選、基本設計、細部設計及發包文件編製，另外協助業主第一年的運轉操作。增設的處理單元則包括軟化、活性碳濾床與 UV 消毒。

    兩淨水場原本即有兩道過濾單元，依據模型廠試驗研究結果，決定 Ridderkerk 結晶軟化單元配置於第一套快濾之前，但為減輕快濾的負荷另增設有快濾池因應；另外 Hendrik Ido Ambacht ，則建議結晶軟化單元設於第一套及第二套過濾單元之間。

實例四：日本大阪府村野淨水

    本場高級處理流程，乃依據現場模廠實驗結果而得，如下圖所示：

實例五：日本大阪府柴島淨水場

    大阪市的柴島淨水場，原水水源係來自琵琶湖淀川，供水量為 118 萬 CMD ，共分為四個系統， 1,3 系統稱為下系 ( 供水量為 51 萬 CMD) ； 2,4 系統稱為上系 ( 供水量為 67 萬 CMD) ，其中下系供水已於 1999 年 3 月完成高級淨水處理設備的提昇，處理流程如下圖所示：

    在確認自來水原水已經受到重金屬污染之後，原本寄望高級淨水處理技術為我們去除水中的重金屬，結果又出現前後無法自圓其說的諸多矛盾，似乎重金屬的問題依然無解。

    或許有人要質疑，全部論述乃以高雄地區為例說明，是否台灣其他地區並無這些問題呢？須知，國內的汙染乃屬全面性，並未專指高雄地區。負責大高雄地區民生用水的 台灣省自來水公司第七區管理處 ，反而因為目標明顯，加上政治因素使然，費的心力自是比其他各區處高，於此氛圍之下都無法解決重金屬的問題，您認為，全國其他各區處的自來水一定會比高雄地區來的好？莫忘，自來水公司的說帖當中開宗明義的道出

    … 「淨水處理之目的為供應合乎衛生及可口適飲之水質，然而近年來水源水質的持續惡化，加上自來水中陸續發現一般傳統處理技術無法去除的污染物質，如合成有機物、 VOCs 、 重金屬 、農藥及傳統淨水程序中之加氯消毒與天然有機物作用所產生的消毒副產物（如三鹵甲烷 (THMs) ）等，故近年來國內外遂陸續發展各種高級淨水處理技術。」 …

    經上面分析之後，即使「高級淨水處理技術」都無力解決重金屬汙染問題，更何況「一般傳統處理技術」的淨水處理技術。試問，除了高雄地區之外，還有哪個區域也建設了所謂「高級淨水處理技術」淨水場？豈不全屬「一般傳統處理技術」乎？

    當民眾詢購淨水器，期望經由淨水器提供家人一個安全的飲用水來源之際，您不得不認真看待重金屬污染的問題，因此，淨水器是否能為您將水中的重金屬去除，成了評估、選購家用淨水器之際最重要的課題。

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