臺中市大里區光正路地下水污染監測井預警網設置調查計畫
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摘要
臺中市大里區光正路地下水污染監測井預警網設置調查計畫(以下簡稱本計畫)主要針對臺中市大里區光正路及仁化路附近地下水鉻及鎳之污染進行必要性之補充調查。101年度「臺中市大里區光正路土壤及地下水污染調查及查證計畫」進行污染源及污染範圍調查，並判定本區域之4家電鍍工廠為污染行為人，包括：渼盛工業股份有限公司、正佑股份有限公司、保勁工業股份有限公司及擇億實業有限公司。地下水污染範圍調查方面，由於本區域之監測井數目不足，因此，並無法有效掌握地下水下游側之污染範圍。故本年度計畫延續去年度執行成果，擬於污染區邊界增設地下水監測井，經由監測井地下水質採樣檢測作業，以判定其污染範圍；而新設置之監測井若未發現污染，則可做為本區域之地下水污染預警網。而地下水文資料亦須進一步調查及確認，以進行彙整相關資料，並提出污染源傳輸至下游區域之污染物傳輸途徑概念模式。為避免污染持續擴散，本計畫亦將研擬適當之地下水污染侷限措施，以提供後續本區域污染之管理及處置方式。
本計畫工作項目主要包括五項，其工作內容及方法進行簡要說明如下：
(一)、標準監測井設置
規劃於場址周邊增設5口監測井，針對污染區域地下水污染情形進行監測調查，以界定污染範圍。監測井設置位置為避免設置位置無法確認污染邊界或距離邊界太遠而無法達到預警之效果，因此，事先利用所獲得之水文地質資料，進行模擬一年後之污染物流佈情況，並進行規劃新設監測井位置位於1年後模擬污染區域外。另為達預警網之功能，監測井設計為多層預警網方式，以達分階段預警之功能。監測井規格設計上將以井叢方式為主，設置兩口監測井分別開篩於25公尺及50公尺處，以利於後續地下水採樣進行監測不同深度之地下水變化。
(二)、場址地下水監測
分別於豐枯水季進行本區域地下水監測井水質採樣及檢測工作，分析項目包括地下水中6項重金屬（鉻、鎳、銅、鋅、鉛、鎘）與一般項目(pH、水溫、導電度、溶氧量、氧化還原電位、總溶解固體、氯鹽、硝酸鹽氮、硫酸鹽、亞硝酸鹽氮、氰化物、氨氮、總有機碳及總硬度)及六價鉻。19口監測井進行設置自計式水位計，進行長期持續觀測，以釐清場址與周圍是否有抽水行為擾動地下水流向與水位。
(三)、點源模擬
為建立符合現況之水文地質模型，需收集完整之現地地質調查資料。本場址歷次之地質調查僅有部分區域縱向鑽探資料，而缺乏水平方向及深層之地質資訊。因此，將運用地球物理探測技術以獲得充足之地質資訊，並搭配比對測線附近之地質鑽孔資料，以建立較完整之地質資訊，利於後續建立完整之水文地質模型。
配合地質鑽孔資料及於地電阻地質資料測線地質差異較明顯處進行設定”假定鑽井”，而後建置地質柵狀圖。後續進行地下水流場模擬、污染物傳輸模擬及污染團分布範圍繪製等工作。並應用地下水模擬模式，進行模擬場址地下水之流動情形。進行擬定數個污染點源之位置，再將模擬所得到的地下水流速資料輸入污染物模式模擬污染源(或污染團)，以預測未來污染物可能流動之走向及污染團濃度分佈之情況。
(四)、污染物侷限措施規劃
本場址地下水污染物為重金屬鉻及鎳，因此，將針對污染物特性及本場址水文地質特性等資料進行篩選合適之地下水污染侷限措施。進行國內外文獻技術回顧蒐集，以收集可能之污染物侷限工法，而後進行篩選適合於本場址之地下水污染侷限措施，篩選原則包括以下6項：1.方法是否具充分學理依據；2.是否具相關實場設置經驗；3.實場處理成效是否可行且顯著；4.是否於本場址可進行設置；5.設置經費是否可負擔；6.是否會破壞污染源證據。地下水污染侷限措施內容將包含措施執行地點之選取(需考量不破壞污染源證據)、流程與方法、劑量及參數評估、驗證方式、監測方式，以提供未來進行本場址重金屬污染侷限防堵工作之參考。
(五)、其他行政配合事項
本計畫行政配合事項包括以下工作內容：
1.相關成果智慧財產權歸屬環保局。
2.參與環保局召開有關本計畫調查及查證工作會議。
3.於調查及查證實施或監測井設置前，應通知本計畫調查及查證場址土地使用人及管理人並善盡溝通說明之責，並辦理1場工作宣導說明會。計畫實施期間加強與場址土地使用人及管理人溝通協調，於施工前向場址土地使用人及管理人說明施工方法及施工期程。
4.於每月5日前提報工作進度月報表；辦理期中報告及期末報告之製作，內容須包含計畫摘要、工作執行成果及計畫檢討改進與建議等。
5.更新相關調查及查證工作結果並鍵入資料庫，配合行政院環境保護署土污基金管理會之考評，將相關土壤及地下水調查或整治進度鍵入土壤及地下水污染場址資訊系統，並符合行政院環境保護署土污基金管理會之考評要求，辦理相關行政作業。
6.依調查結果提供污染管制區劃定相關建議及辦理地籍資料收集等相關行政作業。
本計畫執行成果如下所述：
計畫執行初期特舉辦「地下水採樣暨新設監測井執行宣導說明會」，針對預定設置監測井之土地所有權人(管理人)及地區里長，告知後續新設監測井作業、地下水採樣與監測等工作之流程及預定期程說明，以善盡溝通說明之責。新設監測井為避免監測井鑽探設置過程鑽破地下管線，亦進行相關地下管線單位會勘，以避免誤擊相關管線設施造成損害。
地下水檢測依豐枯水季分別進行兩次採樣檢測，地下水位介於井口距離約為8~21公尺之間(依豐枯水季及各井有不同差異)；地下水質之氧化還原電位大都為正值，因此，此區域地下水為偏向氧化態；污染檢測項目中僅重金屬鉻及鎳有超過監測或管制標準，其他檢測項目皆未超過標準。上半年度鉻污染超過管制標準監測井包括：MW2、MW3、GZR-W8、MW97-1301及MW97-1303 (濃度分別為4.52、0.722、4.37、3.22、1.58 mg/L)；下半年度鉻超過管制標準之監測井包括：MW2、MW3、GZR-W2、MW97-1301、MW97-1303 (濃度分別為1.06、1.66、0.522、1.65、1.13 mg/L)。上半年度鎳污染超過管制標準監測井為：MW2、GZR-W8、MW97-1301、L00092 (濃度分別為2.27、2.22、2.75、3.89 mg/L)；下半年度則超過管制標準監測井為：MW2、MW3、GZR-W8、MW97-1301 (濃度分別為1.09、1.45、2.79、1.37 mg/L)。鉻之污染濃度最高之區域主要集中於仁化路221巷周圍區域中，而鎳污染範圍則主要集中於仁化路221巷前段區域，鉻及鎳之污染範圍會受到地下水豐枯水季之影響。經比較100~101年之污染範圍，高濃度污染範圍有逐漸下降之趨勢，利用統計分析方式(Mann-Kendall test, Kendall Rank Correlation)進行檢定監測井之歷年污染物濃度時間序列趨勢分析，顯示大部分監測井污染物濃度並未有隨時間的推移而有顯著變化；僅位於污染邊緣之數口監測井(鉻：GZR-W1、GZR-W2、MW97-1303；鎳：GZR-W3)地下水污染濃度隨時間之後移有顯著之下降趨勢。
水位連續觀測發現地下水位面大致與地區之降雨有相關之趨勢，所有監測井周邊都發現有抽水行為。自記式水位計取樣頻率分析顯示MW1及L00092之水位洩降一天內可發現數次短時間(約20~30分鐘)之水位洩降情形，每次短時間抽水約間隔2-4小時，此類型短時間之抽水行為，可能由於抽水較大，因此，不論在水位上升、下降或未大量變化之時間點皆可發現。其餘監測井在地下水水位下降時間區段或未有大量變化時間區段，可發現約每日上午7~8時水位開始降低，即抽水行為開始進行，約至下午5~6時間水位下降趨緩或水位開始回升，而隔天上午7~8時又開始降低，大約為24小時為一洩降週期，推測應為鄰近工廠或民用抽水井於白天持續進行抽水使用有關；而在水位受到大量降雨而上昇之狀態，自記計式水位計水位資料顯示並未有水位下降之情行，推測應為大量降雨使地下水之補充大於抽取行為，致使水位未呈現每日之下降週期趨勢。監測井之地下水流向資料顯示於光正路及仁化路221巷區域地下水流向呈現較為混亂之方向，主要區域包括兩區：L00092區域及仁化路221巷中後側(MW2、MW3及MW5)區域，兩區域之抽水行為恐影響到大範圍之地下水流向。地下水位上昇(補充)之狀態時，可發現流向較趨向於往西南方向流，因此，地下水大量補充之時，抽水行為造成之擾動情形較不明顯；而在地下水下降時，若周邊尚有抽水行為，其地下水流向之擾動會較明顯。
地電阻地質量測共進行6條測線，長度共1175公尺，地電阻資料配合比對測線附近之地質鑽孔資料，以確認地質資料。配合地質鑽孔資料及於地電阻地質資料測線地質差異較明顯處進行設定”假定鑽井”資料，進而建置更符合本場址之水文地質資料，並輸入初始水位資料進行地下水流場模擬與率定作業，而後利用101年4月份之檢測資料為初始濃度，進行模擬驗證102年4月份之檢測數據，進而完成模場之建立。污染點源模擬部份，首先進行相關可能污染源之資料收集及判斷，以供後續點源模擬相關時程設定之依據；但由於過去之污染洩漏資料皆是未知狀態，故本計畫進行試誤法(try and eror)調整相關之污染洩漏量，而後進行污染物傳輸模擬以獲得與污染實際狀態最為相近之設定。已完成建立之模場亦使用於後續污染流佈的預測，主要模擬結果如下所述：
1. 若之後未有任何污染改善作為－由於受到土壤污染物持續滲漏，高污染地區會有逐漸擴大之趨勢。
2. 2014年污染行為人完成所有土壤污染物移除，但地下水並未進行改善之情況－污染物隨地下水自然擴散，受到地下水之擴散及稀釋作業，整體污染團範圍為隨時間之推移而縮小，但縮小範圍有限
3. 2014年污染行為人完成所有土壤污染物移除，並於下游側進行污染侷限措施－假設每一口井以20CMD的速率抽取污染物，隨著持續抽水，濃度高的污染團逐漸變小，污染侷限措施可進行污染阻隔作用。
4. 2014年污染行為人完成所有土壤污染物移除，並於三個地下水污染廠區(正佑、擇億及保勁公司)進行地下水抽出處理，每日處理地下水量約為20公噸－污染團範圍有下降之趨勢，但比對地下水並未做任何改善之情況，二者之間並為有很大之差異，因此，判定污染團的縮小主要為擴散及稀釋作業，廠區內進行20CMD抽水並未能有效加速污染範圍之改善。
5. 2014年污染行為人完成所有土壤污染物移除，並於三個地下水污染廠區(正佑、擇億及保勁公司)進行地下水抽出處理，每日處理地下水量約為100公噸－100CMD之抽水量可有效降低污染團範圍，但在後期污染團脫離抽水井範圍後，其作用將逐漸減少
6. 上游廠區進行抽出處理法(每口井100噸/天)，下游側亦進行污染侷限措施(每口井20噸/天)－上游側之抽水行為可降低污染團濃度，下游側之侷限措施可使污染團不往下游持續擴散，污染團可有效進行控制。
污染物侷限措施規劃方面，本場址俱有地下水位面距離地表深度約為10公尺以上、地下水呈現氧化態及重金屬無法透過生物處理而減少含量等因素，初步篩選地下水抽出及處理法及地下水循環井為較佳之污染物侷限工法。兩工法皆進行相關之設置規劃等，以供後續預定執行污染侷限措施施作之參考。
由上述之計畫執行成果，本區域地下水污染情形確實存在，目前尚未完成相關之改善作業，因此，後續之相關監測、管制及改善作業應進行規劃及執行。建議後續須持續進行地下水污染物監測、土壤污染物建議應盡速要求污染行為人進行移除，污染行為人應提出相關之佐證資料以證實污染源確實進行阻絕。後續若僅於三個污染廠區進行地下水抽出處理，實無法阻隔或整治本區域之地下水污染，建議於污染團下游側應進行設置污染侷限措施，方可有效避免污染物因地下水流動往下游處傳遞進而影響居民健康。
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污染物侷限措施規劃、地下水鉻及鎳
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