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土壤篇     地下水篇
Q1. 什麼是土壤?
A1. 土壤,是地球表面最疏鬆的一層物質,是岩石在大自然中經過物理風化、化學反應以及生物作用等,慢慢演化而成的!
Q2. 岩石變成土壤要經過多久的時間呢?
A2. 岩石變成土壤要經過大風乾燥、濕潤、結冰、解凍、風吹雨淋等自然氣候的變化而崩裂分解,不只這樣喔!經過崩裂的岩石再經由氧化還原、水解、光分解、中和以及碳化等化學反應,形成不同的礦物質。此外,生物的作用也很重要,例如植物的根部分泌出酸液可促使礦物質溶解而攝取其中的養分,甲蟲、蚯蚓、小動物等不斷的翻攪土壤,使土壤持續的向上提升堆積,這些複雜的成土過程往往要耗時千萬年才能成功。
Q3. 土壤有生命嗎?
A3. 土壤就像是一個具有生命的東西,它會呼吸消耗氧氣產生二氧化碳氣體,將進入土壤中的動、植物殘體分解代謝以及重新組合形成不同的有機產物,也能排泄土壤中多餘或是有毒的物質,將這些物質分解成簡單的氣體排入大氣或溶於水中帶離土壤。所以土壤是具有各種生命現象的一個實體,也算是生命科學的一部份。
Q4. 土壤的組成包括哪些呢?
A4. 土壤是由固相、液相及氣相物質所構成的多項組合。固相成分包括無機成分:氧化物、矽酸鹽等,以及有機物質,腐植質、微生物等。液相成分是指土壤中的水分溶液,氣相成分係指土壤孔隙率扣除液相成分的氣體。
Q5. 土壤的顏色為什麼會不一樣呢?
A5. 我們經常看到的土壤有灰色、黑色、紅色、褐色以及藍色等,這是由於土壤生成方式不同也就是成土方式不同所導致的。
Q6. 什麼是土壤污染呢?
A6. 通常優良健康的土壤,具有良好的物理、化學及生物特性,可以提供動植物生長與棲息的空間,也能中和或催化化學毒素,保持涵養水分等。然而當人類的生產活動及開發行為在土壤的生態體系裡,排入物質、生物或能量,超過土壤特有的緩衝能力或是自淨作用,原有的功能被破壞了降低或失去利用價值,便稱為土壤污染。
Q7. 什麼是土壤的緩衝能力與自淨作用?
A7. 緩衝能力是指土壤具有吸附污染物質的能力,在土壤吸附能力未達飽和時,可以暫時不受污染物質的危害。而自淨作用是指土壤中的微生物可以將污染經由分解或礦化作用而成為無害的無機物如二氧化碳、水等,使污染物質消失於無形。
Q8. 土壤污染的特性為何?
A8. 土壤遭受到污染在污染物的蓄積、遷移、轉換與排出行為上,會有下列的特點:

一、土壤遭受污染後從表面顏色及嗅覺上不易察覺到,檢測上也不容易。當農作物減少、生長受到抑制等發生後才可能警覺到土質受到破壞了。此外,由於污染來源複雜也不容易追查出污染的源頭。

二、土壤遭受到污染後通常不易復原,總是需要經過漫長時間才有恢復的可能,尤其是已經鹽化、酸化的土壤或是受到放射性污染的土壤。

三、污染物在土壤中的移動速度相當緩慢,土壤中的土粒對各類的污染物常具有強烈的吸附能力。污染物進入土壤中會逐漸形成濃縮累積的作用,尤其是一些重金屬物質或是不易被微生物分解的有機物。

四、土壤中的污染物容易進入農作物中,進而影響整個生態食物鏈,當人畜食用後可能引起中毒及各種疾病的問題產生。

五、土壤污染、水污染與空氣污染關係密切,受到污染的土壤經過自然界的循環作用再將污染物重新的釋放進入水或空氣中,造成二次以上的污染。

Q9. 造成土壤污染的原因包括哪些?
A9. 台灣地區主要的土壤污染來源如下:

一、工業廢水、廢棄污泥或其他有害的固體、液體廢棄物。

二、農業及化學肥料。

三、畜牧養殖業的廢水與廢棄物。

四、都市污水與家庭垃圾。

五、工業及汽機車廢氣、落塵與酸雨。

其中廢污水導致的土壤污染約佔80%,而空氣污染物降落造成的土壤污染約有13%,其餘的是一般廢棄物、有害廢棄物等的污染。
Q10. 土壤污染物的性質為何?
A10. 土壤污染物可概分為有機污染與無機污染物兩大類。有機污染物的特性為;可被土壤微生物分解與礦化、成為無害的二氧化碳或是水等物質,污染物最終可消失於無形。而無機污染物的特性有:不易分解、進入土壤中極難以排除、理化性質隨環境改變等。
Q11. 各類型廢水造成土壤污染的影響有哪些?
A11.

一、工業廢水中所含有的砷、鉻、汞、鎳、鉛、鎘等重金屬,會沉積在土壤中,阻害農作物的生長,經由食物鏈進入人體後累積到一定限量就會造成中毒的現象,重金屬也會殺害土壤中的微生物,降低土壤的自淨作用。

二、塑膠、石化、紙業、電鍍等工廠廢水,會導致農田的水溶性鹽增高,增加導電度,對農作物的影響大。造成的危害有,妨礙作物的滲透作用、改變植物的生理習慣、土壤結構的破壞等等。

三、食品、酵母製造工業的廢水,會造成土壤的缺氧現象,影響作物的產量。

四、鋼鐵、砂石、煤礦廢水中含有高度的懸浮固體物,超量時會造成土壤的缺氧現象,降低土壤的通透性,使作物生長受阻礙。

五、豬糞與畜牧廢水是高濃度的有機廢水,一但進入土壤中,短時間內土壤中的氧氣就被消耗殆盡,植物的根部缺氧容易枯死。

六、使用被污染的水灌溉土壤,會增加土壤中有機質和鉀含量,pH值降低、含氮量增加,容易造成作物頃倒、結實不佳多病蟲害等問題。尤其使用含鎘金屬的灌溉用水,米粒中的鎘含量增高人類食用後會影響健康。

Q12. 農藥使用不當造成土壤污染的影響又有哪些呢?
A12. 使用含汞的農業殺蟲劑,進入土壤後被稻米所吸收、累積,最後被人類所食用造成身體的病變。而流進土壤中的含砷農藥經由食物鏈濃縮進入人體、畜產或是野生動物的體內,造成疾病等不良的影響。
Q13. 當農藥進入土壤中會有那些歸宿呢?
A13. 農藥在土壤中的遷移與降解可概分為三方面:

一、土壤的吸收作用使農藥殘留在土壤中。

二、農藥在土壤中進行氣體遷移或是水相的流動,被農作物所吸收。

三、農藥在土壤中發生化學分解、光分解及生物分解作用,農藥在土壤中的殘留量會逐漸減少。

Q14. 空氣中的污染物會對土壤造成什麼影響呢?
A14. 汽車使用含鉛的汽油,排廢的廢氣中含有鉛化合物,經過雨水沖刷沉積於土壤中會造成鉛的污染,再經由食鏈物的作用後輾轉進入人體。
Q15. 施灑肥料會對土壤造成污染嗎?
A15. 肥料大部分為無機物,可溶於土壤中,使用化學肥料過多會造成土壤酸化現象。以豬糞尿為肥料,若施肥過量會導致土壤中的pH值增加,導電度升高,有機物無法完全被分解也可能產生有毒的物質,而使作物產量降低。
Q16. 酸性的土壤會有哪些影響呢?
A16. 施灑化學肥料過量或是酸雨都會使土壤酸化,造成的影響如下:

一、一般酸性的土壤多缺乏鈣、磷、鉀等要素,植物生長會受到限制。

二、植物營養要素的溶解度或有效性減低,如磷的溶解度,在中性條件下最高,酸性時最低。

三、在pH值低時,鋁、鐵、錳等元素的溶解度很大,可能導致作物遭受毒害。

四、土壤pH低時,許多種菌類的活動會受到阻礙,例如有機物的分解、氨化及硝化作用、根瘤菌的固氮作用都是在土壤接近中性時才能順利進行的,pH太低會阻礙其進行,影響元素的循環作用。

Q17. 土壤有鹼性的嗎?
A17. 當土壤中含有多量的水溶性鹽類,如氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鎂等,達到乾土量的0.2%時稱之為鹽土。如果土壤中含有過量的鹽分或超量交換Na+及Mg2+,即所謂的鹼土。鹼土與鹽土都呈現鹼性反應。
Q18. 鹼鹽土對土壤有危害嗎?
A18. 最適合動植物生長的土壤環境都是在中性條件下最佳,土壤酸化或是呈現鹼性都將造成動植物不良的影響,鹽鹼土對於作物的危害影響包括:妨礙作物的滲透作用、改變植物的生理習慣、Na+及Mg2+會妨礙植物的新陳代謝、Na+侵入土壤膠體成為鈉黏土會造成土壤結構的破壞、鹼土pH值高於8以上時,會導致鐵、錳、銅、鋅等元素沉澱而不易被作物吸收利用。
Q19. 土壤遭受污染後該如何準備後續的復育工作?
A19. 土壤復育的先期工作著重於土壤的檢測與調查,應先確定檢測目的、檢測項目、精密度、準確度以及檢測結果的用途,其次規劃取樣的地點、相關位置圖以及取樣的時間與頻率。選擇適當的檢測方法、評估精確度並規劃品保及品管的步驟。
Q20. 受重金屬污染的土壤復育及防治方法有哪些?
A20. 遭受重金屬污染的土壤現行的復育防治技術有下列幾種:

一、反轉耕(翻土法):將底層乾淨的土壤與表層受污染的土壤轉換對調,藉以稀釋土壤中污染物質的濃度。

二、客土法:又可區分為上層客土法與排土客土法,前者在污染的土壤上復蓋上乾淨的土壤。後者是將受污染的土壤全部挖除,並換上乾淨的土壤。

三、施用土壤改良劑:添加化學物質可降低土壤中重金屬的活性,常用的藥劑有石灰、硫化物、硫酸鹽、磷酸鹽等。加入石灰可改變土壤的pH值使大部分重金屬行成氫氧物化的沉澱。在通氣不良或是水分含量較高的土壤中,添加硫化物或硫酸鹽可使部分重金屬產生硫化物沉澱,降低污染物的遷移和植物吸收。

四、生物去除法:國內外已有利用花卉、蕨類、觀賞草類等植物的強力吸收性,種植在重金屬污染的土地上,藉以清除污染物質。

五、土壤中水分的控制:土壤中水分的含量可控制其氧化還原狀態,掌握重金屬在土壤中的行為,例如當土壤為淹水狀況時可抑制水稻對鎘的吸收。

六、預防重金屬進入土壤中:加強水污染、空氣污染以及廢棄物的管理防治,避免污染物質利用這些途徑再次進入土壤中造成污染範圍的擴大。

Q21. 避免土壤受農藥污染的防治措施有哪些?
A21. 土壤農藥污染的防治方法有下列方式:

一、於農藥外包裝袋或以文書說明方式告知施灑農藥的正確方法,制定農藥在農產品中容許殘留限量,以引導合理的施用量。

二、制定施用各種農藥的安全間隔期,當輪作不同作物時,可解決有機氯農藥的殘留性及毒害性。

三、利用石灰和灌水方式提高土壤濕度及pH值,加速有機氯農藥的分解效果。

四、提升農藥品質與技術,研發抗病蟲害效果較佳的農藥,減少施用農藥的機會。

五、已受農藥污染的土壤採用客土法、翻土法及生物處理等技術進行復育工作。

Q22. 受到油污染的土壤該如何復育呢?
A22. 受油污染的土壤現行的復育技術可分為兩大類:就地處理(In situ treatment)以及非就地處理(Non-in situ treatment),所謂的就地處理是對受污染的土壤或地下水在污染的所在地加以處理。非就地處理則是將受污染的土壤或地下水搬離至原來的場所到其他的地方進行處理。
Q23. 就地處理的技術包括哪些呢?
A23. 復育技術包括:蒸發、生物處理、淋洗及化學反應、玻璃化、消極復育和隔離/包圍等技術。
Q24. 非就地處理的技術有哪些呢?
A24. 復育技術包括有:土壤處理、熱處理、添加瀝青、固化/穩定化、化學萃取和挖除等技術。
Q25. 土壤污染防治對策有那些呢?
A25. 土壤污染防治工作可分為事前的預防和事後的整治復育工作,然而「預防勝於治療」,有效的做好水污染、空氣污染和廢棄物的處理工作即可大量減少土壤受污染的機會。若土壤已受到污染,整治的過程中應使土壤中的污染物不活化,避免轉進入農作物或人體中,積極的進行污染土壤的復育和改良,污染區也應避免再種植作物,同時持續的進行追蹤及後續的檢驗和回收工作,並配合環保法令規範,用心保護這片我們賴以維生的土地。
Q26. 土壤的五大功能?
A26. 土壤在整個生態之功能,主要有五大項,包括:

一、提供作物生產之介質。

二、提供水資源及其淨化之功能。

三、提供工程施工介質之功能。

四、提供土壤中各種生物及微生物生存空間之功能。

五、提供土壤中各種養份及有機廢棄物轉變場所之功能。

所以,土壤資源及水資源為21世紀人類最大之資源,宜加強重視與保育。
Q27. 降水/水分狀況的影響?
A27.

一、水分影響土壤中的化學作用和生物活動。

二、潮濕多雨地區,鹽分淋失,泥土呈酸性。土壤養分下移,肥力下降。

三、乾燥地區,蒸發大於降水,土壤中水分上升,令鹽分在地表積聚,形成硬磐 (hard pan)。

四、降水多的地區(降雨量大於600毫米),形成淋餘土或鐵鋁土。(pedalfer soil)

五、雨量少的地區(降雨量小於500毫米),形成鈣層土。(pedacal soil)

六、脫硅作用(desilication)﹕硅隨水分下移被沖至泥土下層,多在熱帶雨林發生。

Q28. 土壤質地有哪些?
A28.

一、土壤質地是指土壤中的顆粒大小分佈。

二、土壤顆粒可以分為礫石、砂粒、粉粒和黏粒。不同顆粒比例組合而成的土壤質地,影響土壤的疏水性和空氣循環。

三、美國農業部將土壤質地,按砂粒、粉砂粒和黏粒不同組成分量劃成三角表,大致可以分為四大類﹕砂土類、壤土類、黏壤土類和黏土類。

四、不同質地的土壤決定了其持水能力、保肥能力、透氣程度和保溫能力。以土壤的持水能力而言,砂土保持水分最少,黏土最多,壤土中等。

五、砂土由於疏水程度高,保肥能力較差。黏土透水性差,土壤保肥性強。

六、土壤質地影響泥土中的陽離子交換量(cation exchange capacity),反映土壤化學活動程度,影響土壤的肥沃度。

七、土壤顆粒越細,表面積越大,故能吸收和保持大量的養分。一般土壤顆粒表面都帶負電荷,使帶靜電的陽離子(鹽基離子﹕鈣、鉀、鈉、錳等)被吸引到黏粒表面,令養分不易被帶走。

Q29. 肥沃的土壤是鹼性?正確嗎?
A29. 不正確!!太酸或太鹼都不適合植物生長,最適合植物生長的範圍是PH5.0~PH7.5,只是比較常出現的情況是過酸,所以會有鹼性土壤才肥沃的錯覺。
Q30. 什麼是「肥沃的土壤」?
A30. 土壤是培育作物的培養基,因此,所謂「肥沃的土壤」是指最能滿足作物生產需求的土壤,它需要充分供應作物所需的「營養分」及「水分」。這些營養分包括氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、錳、鐵、硼、鋅、銅、鉬、氯等,至於其他功能元素,如鈉、釩、鈷、矽、硒等微量元素,依植物不同需要也有差異。
Q31. 什麼是土壤液化?
A31. 「土壤液化」是一種地盤破壞模式的通稱。它描述在強震作用時,位於地下水位底下的疏鬆飽和砂土、沉泥質砂或礫石,土體孔隙中的水壓力,由於來不及消散而累積上升,造成土體強度大幅降低,導致地盤的大量變形。
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