生態與工程可以同時為淨化汙水效力嗎？

當面對受創的自然環境，許多人也許還抱持「讓大自然休養生息、慢慢回復吧」的想法；談起工程，也有許多人覺得任何人為的方式都是與大自然不相合的，不論如何仔細的配合自然環境施工，仍然干擾了自然，認為最理想的「生態工程」境界是難以企及的烏托邦。在忙著摸索和嘗試的時候，不成熟的「生態工程」會把原本就已遍體鱗傷的自然環境弄得更加敏感脆弱。

生態系統的確有一套調節的機制和步調，這機制並不是人們所能完全了解的；不過現在人們已經知道，自然界中也許不曾存在過真正的「穩定」或「和諧」，因為從它自身發生的干擾從來沒有停止過：洪水可以改變河道的流向、大火可以使森林消失植群重新演替……，這些「干擾」都是引發生態系自我調節的「脈衝」，也讓自然環境中的能量和物質持續流動、生命不斷更新。

也許人類的加入是自然界未曾面對過的強烈「脈衝」，比如人們所造成的汙染排放，是突然、沒有規律、無法忍受的，致使生態系的調節功能減退或劣化；「生態工程」便是強調人們應以所知的生態系知識為基礎，仿效大自然製造「脈衝」，以刺激自然生態系的演替與調控。

在汙水處理的應用上，因為人們排放的汙水遠遠超出水域可自淨的能力範圍，因此便在流域內設置具有淨化作用的「人工溼地」，以人為仿效自然機制的方式，淨化汙水。

自然淨化作用與人工溼地

19世紀中期，一位英國的牧師注意到當地的農夫處理汙水的方法，是在農田挖個數十公分深的大洞，在底部舖上黏土，再把挖出來的土壤填上去，然後將家裡的汙水用管子排到那裡，並且種上植物，那裡的土壤從來沒有臭味，而且植物生長良好。這位牧師邀請了當時的科學家一起研究這種作法，認為土壤中的黏土能夠減緩汙水的流速，讓土壤中的微生物有足夠的時間分解汙水中的有機汙物，這種汙水的淨化機制稱為「自然淨化作用」。

美國也有科學家發現將汙水排放到長滿草的地上，讓草與土壤中的微生物發揮淨化水質的效果。這位美國科學家同時也不贊成於自來水中加氯殺菌，因為氯會殺死水中的細菌，減少自然淨化的能力。

因此，能發揮自然淨化作用的「人工溼地」概念便出現了。讓汙水流進有乾淨土壤的水域，等於是在自然開放的系統內引發外來的「脈衝」，激發自然水域的調控功能，在適當的設計與管理下，水、氧氣、微生物、植物可以共同發揮對汙水自然淨化的果效，只要汙水緩慢流動的時間夠長，汙水淨化就可能達到最大程度。人工溼地這種在汙染源附近就地處理汙水的方式，稱為「現地處理」（on-site treatment）；不過，人工溼地所能處理的汙染濃度並不高，而且在開放的自然環境中讓汙水散逸，也會帶來蚊蠅與惡臭等公共衛生問題，這是在地點選擇上需要審慎考量的。

水生植物的迷思

水生植物可以增加汙水曝氧的機會，只要氧氣增加，就有助於汙染物的分解，以蘆葦為例，莖幹中空的蘆葦會一直將空氣輸入底泥與水中，只要水中持續有氧氣供應，水就會愈來愈乾淨，等於幫助水域呼吸；耐汙染布袋蓮也經常為人工溼地的汙水處理效力。水域周邊的植物也同樣扮演關鍵角色。磷是所有生物生長所需要的營養份，但水中若含磷過高會造成藻類滋生，造成優養化，水松正好能迅速把磷吸收進去，因此在河濱種植水松作為河川水質淨化的緩衝溼地，在各地亦頗為盛行。

不過，水生植物卻不是愈多愈好。人工溼地的管理最需要注意的是就是淤積，否則溼地陸域化將阻礙水流，水生植物過於茂盛不但會造成淤積，也會使水體品質下降。人工溼地的水流需要一直處於緩慢流動的狀態，水一邊流、一邊去除汙染。

自然淨化效益與水資源管理

桃園縣的南崁溪流域有一處人工溼地，是利用舊有的渠道就地建成，從南崁溪引來一部分的水，自然淨化後再排回南崁溪中。即使流經人工溼地的水變得比較乾淨了，一旦重新流入南崁溪，淨化的效果就又看不出來了。人工溼地目前只能處理輕度的汙染，真的可以為汙水處理盡一分力量嗎？

「南崁溪旁的舊渠道是很長的，從上游而下，如果都可以建置成人工溼地，可以處理的汙水量會變得多麼大！」同行的朋友興奮的說。人工溼地如果可以在許多地方實現，確實有可能成為汙水處理的主要力量；不過，看著南崁溪湍流而下的河水，我想起新竹縣環保局一位朋友在維護汙水處理設施的處境：必須一日4-5次親赴汙水處理設備，只是為了清除就要完全堵住水流的垃圾，這些垃圾除了常見的瓶罐、盒子，甚至還有尿布、鞋襪等。「不從源頭削減汙染，真的怎麼做，都不會夠啊！」這恐怕是環保局人員心中最沈重的吶喊吧。

人工溼地哪裡找？

※本文與公共工程委員會合作刊登。