投 稿 類 別 : 生 物 類 篇 名 : 不 可 不 正 視 的 問 題 重 金 屬 汙 染 作 者 : 蔡 宜 芳 私 立 南 光 高 中 高 二 勤 班 伍 凡 萲 私 立 南 光 高 中 高 二 勤 班 指 導 老 師 : 郭 佳 儀 老 師 1
壹 前 言 隨 著 工 業 的 發 達, 帶 來 的 經 濟 效 益 固 然 有, 但 其 所 造 成 的 衝 擊 卻 是 不 容 忽 視 的 在 一 次 偶 然 的 生 物 課 堂 中, 看 了 有 關 於 重 金 屬 污 染 和 其 所 造 成 疾 病 的 影 片 引 起 了 我 們 更 加 想 去 探 討 有 關 重 金 屬 這 個 沉 默 的 殺 手 所 帶 來 的 傷 害 重 金 屬 不 僅 造 成 人 體 機 能 的 損 壞, 也 讓 台 灣 這 片 樂 土 有 了 難 以 恢 復 的 創 傷 因 為 不 肖 工 廠 的 隨 意 排 放 廢 棄 物 而 使 生 活 在 這 片 土 地 上 的 人 民 們 有 了 致 命 的 危 機 種 種 的 原 因 都 是 值 得 我 們 去 探 討 和 省 思 的, 所 以 藉 由 這 次 機 會 我 們 要 來 探 討 並 分 析 這 些 重 金 屬 汙 染 物 的 致 命 性 和 其 所 帶 來 的 疾 病 貳 正 文 一 認 識 重 金 屬 ( 一 ) 定 義 種 類 重 金 屬 有 許 多 種 不 同 的 定 義 在 日 常 生 活 中 提 到 的 重 金 屬 多 半 是 以 環 境 污 染 領 域 的 定 義 為 準, 對 生 物 有 明 顯 毒 性 的 金 屬 或 類 金 屬 元 素 就 視 為 重 金 屬, 由 於 類 金 屬 砷 對 生 物 有 明 顯 的 毒 性 也 和 重 金 屬 之 間 有 很 多 類 似 的 性 質, 因 此 也 會 將 砷 列 在 重 金 屬 中 除 定 義 上 述 外, 在 科 學 界 常 見 的 一 種 定 義 是 密 度 大 於 每 立 方 公 分 五 克 的 金 屬, 目 前 已 知 大 約 有 四 十 種 左 右, 包 括 汞 金 鉻 銅 鎘 鋅 鉛 等 大 多 數 金 屬 都 是 重 金 屬 重 金 屬 的 化 學 性 質 一 般 上 較 為 穩 定 工 業 上 的 重 金 屬 及 輕 金 屬 通 常 只 在 有 色 金 屬 分 類 時 使 用 若 只 計 比 重 及 密 度, 鐵 鉻 錳 三 種 黑 色 金 屬 也 可 以 列 入 重 金 屬 中 ( 註 一 ) 二 重 金 屬 的 探 討 ( 一 ) 影 響 臺 灣 地 區 土 壤 受 重 金 屬 污 染 最 著 名 的 是 桃 園 縣 觀 音 鄉 大 潭 村 及 蘆 竹 鄉 中 福 村 的 鎘 米 污 染 事 件, 這 兩 個 案 例 都 是 化 學 工 廠 不 當 排 放 含 鉛 及 鎘 的 廢 水, 造 成 下 游 約 一 百 一 十 公 頃 的 農 田 受 污 染 土 壤 一 旦 遭 受 重 金 屬 污 染, 會 嚴 重 危 害 作 物 的 生 長, 如 生 長 在 含 有 鎘 污 染 土 壤 中 的 水 稻 秧 苗, 其 生 長 明 顯 受 到 抑 制 ; 除 此 之 外, 還 會 使 稻 米 累 積 過 量 重 金 屬, 危 害 人 體 健 康 因 此 政 府 不 得 不 採 取 強 制 休 耕 2
台 灣 南 部 各 主 要 河 川 受 重 金 屬 污 染 的 情 形 都 相 當 嚴 重, 這 些 河 川 流 域 的 土 壤 也 無 法 倖 免 以 二 仁 溪 為 例, 不 論 其 下 游 或 支 流, 河 水 本 身 及 底 泥 都 有 嚴 重 的 重 金 屬 污 染, 其 中 又 以 銅 鋅 鉛 鎳 及 鎘 為 主 要 污 染 源 由 二 仁 溪 下 游 灣 裡 地 區 的 土 壤 中 所 萃 取 出 的 銅 鋅 及 鉛 的 含 量, 比 外 圍 未 污 染 地 區 的 土 壤 高 出 20 ~ 40 倍 根 據 環 保 署 在 民 國 八 十 九 年 的 監 測 資 料 顯 示, 二 仁 溪 出 海 口 的 水 質 持 續 遭 受 二 仁 溪 河 水 的 嚴 重 污 染, 在 重 金 屬 污 染 方 面, 銅 鋅 及 汞 的 含 量 都 偏 高 這 些 重 金 屬 可 能 以 直 接 或 間 接 的 方 式 進 入 食 物 鏈, 使 得 人 類 和 其 他 生 物 吸 收 累 積 而 造 成 毒 害, 這 就 是 所 謂 的 生 物 放 大 作 用 ( 註 二 ) 重 金 屬 對 人 體 健 康 的 影 響 : 金 屬 銻 砷 玻 鎘 鉻 鉛 錳 汞 鎳 硒 錫 釩 鋅 對 健 康 的 影 響 引 起 心 血 管 或 肺 部 的 病 變, 影 響 生 育 及 發 育 刺 激 呼 吸 及 消 化 系 統, 傷 害 肝 臟, 影 響 中 樞 神 經 系 統, 引 發 皮 膚 癌 肝 癌 腎 臟 癌 及 肺 癌 肺 炎 症 狀, 肺 出 血, 肺 癌 慢 性 肺 疾, 腎 功 能 失 調, 肺 癌 皮 膚 潰 瘍, 鼻 腔 膈 膜 穿 孔, 肺 癌 幼 兒 智 商 障 礙, 幼 兒 發 育 遲 緩, 出 生 兒 重 量 不 足, 干 擾 血 液, 高 血 壓 症, 腎 臟 及 生 殖 器 官 損 傷 中 樞 神 經 系 統 失 常 急 性 支 氣 管 炎, 急 性 肺 炎, 腎 臟 傷 害, 干 擾 中 樞 神 經 系 統 呼 吸 系 統 致 癌 因 子, 引 發 皮 膚 過 敏 嘔 吐, 暈 眩, 眼 睛 和 鼻 子 發 炎, 可 能 為 肝 臟 的 致 癌 因 子 傷 害 肺 部 支 氣 管 炎, 類 似 肺 炎 症 狀 消 化 系 統 失 調, 神 經 學 上 的 影 響 ( 取 自 1990 年 代 的 抉 擇 : 焚 化, 市 民 與 社 區 的 導 引 手 冊 ) 3
1 鎘 中 毒 : (1) 痛 痛 病 : 經 由 人 類 吃 下 鎘 污 染 的 農 作 物, 由 於 大 量 的 鎘 會 沉 積 在 肝 及 腎, 而 引 起 貧 血 肝 功 能 異 常 及 腎 小 管 功 能 受 損 腎 小 管 的 功 能 受 損 後 會 使 較 小 分 子 的 蛋 白 質 及 鈣 由 尿 中 流 失, 長 期 下 期 就 會 引 發 軟 骨 症 (osteomalacia) 自 發 性 骨 折 (pseudofracture) 及 全 身 到 處 疼 痛, 這 就 是 所 謂 的 痛 痛 病 (Itai-Itai disease) ( 註 三 ) (2) 鎘 米 : 工 業 排 出 含 鎘 的 污 水, 污 染 了 河 水 及 農 田, 由 於 水 稻 種 植 在 受 到 鎘 污 染 的 土 地 上, 經 吸 收 累 積 貯 在 稻 圖 一 : 痛 痛 病 圖 片 ( 註 六 ) 穗 中, 經 採 收 後 製 成 稻 米, 受 污 染 的 稻 米 稱 為 鎘 米 ( 註 三 ) 2 汞 中 毒 (1) 水 佚 症 在 1956 年 間 日 本 的 水 佚 (Minimata) 漁 村, 於 某 日 村 中 幾 乎 所 有 的 貓 都 出 現 瘋 狂 怪 異 的 行 為, 且 在 很 短 的 時 間 內 死 了, 隨 後 有 高 達 千 名 村 人 亦 感 染 了 奇 怪 而 恐 怖 的 病 症, 患 者 有 痙 癵 情 緒 不 穩 痲 痹 大 腦 組 織 被 破 壞 等 症 狀, 通 常 會 導 致 死 亡, 亦 會 造 成 胎 兒 四 肢 不 全 智 能 受 阻 等 傷 害 ; 這 就 是 有 名 的 水 佚 症 肇 事 的 元 兇 為 附 近 化 學 工 廠 把 含 汞 ( 水 銀 ) 的 工 業 廢 棄 物 傾 倒 入 水 佚 灣 中, 村 民 食 用 了 被 污 染 的 魚 貝 類 而 致 汞 中 毒 3 銅 中 毒 (1) 綠 牡 蠣 事 件 在 於 二 仁 溪 的 兩 岸, 廢 五 金 業 者 焚 燒 廢 五 金 及 利 用 鹽 酸 硫 酸 硝 酸 等 強 酸 洗 廢 五 金, 而 使 用 過 的 廢 酸 液 中 含 有 高 濃 度 的 重 金 屬, 沒 有 經 過 處 理 就 排 入 二 仁 溪 中, 於 是 在 二 仁 溪 出 海 口 附 近 養 殖 的 牡 蠣 就 大 量 吸 收 銅 離 子 後, 體 內 蓄 積 高 量 的 銅, 顏 色 圖 二 : 綠 牡 犡 圖 片 ( 註 七 ) 轉 變 成 綠 色, 就 稱 之 為 綠 牡 蠣 (Green oyster) 4
4 砷 中 毒 (1) 烏 腳 病 為 1950 年 代, 出 現 於 台 灣 西 南 沿 海 地 區 特 有 的 末 梢 血 管 阻 塞 疾 病, 引 起 組 織 壞 死 的 疾 病, 因 患 者 雙 足 發 黑 而 得 名 烏 腳 病 是 由 於 飲 用 含 砷 過 高 的 井 水 引 起, 砷 除 了 會 造 成 烏 腳 病 外, 也 易 引 發 皮 膚 癌 膀 胱 癌 等 癌 症 隨 著 自 來 水 的 普 及, 病 患 已 大 幅 減 少 ( 註 四 ) ( 二 ) 原 理 圖 三 : 烏 腳 病 圖 片 ( 註 八 ) 重 金 屬 會 透 過 飲 食 呼 吸 或 是 直 接 接 觸 的 路 徑 進 入 人 體, 由 於 有 毒 物 質 需 依 賴 肝 臟 解 毒, 再 由 腎 臟 排 出, 所 以 容 易 造 成 這 兩 種 器 官 遭 到 破 壞 並 影 響 生 物 體 的 蛋 白 質 或 酵 素 活 性, 使 細 胞 發 生 病 變 或 死 亡, 漸 進 式 的 損 壞 身 體 正 常 功 能 重 金 屬 進 入 人 體 後, 大 部 分 會 與 我 們 體 內 的 蛋 白 質 (DNA) 核 酸 (RNA) 結 合 蛋 白 質 在 生 物 體 內 的 作 用 主 要 是 進 行 酵 素 反 應, 當 這 些 酵 素 和 重 金 屬 結 合 時, 就 會 導 致 酵 素 的 活 性 消 失 或 減 弱 另 一 方 面, 當 重 金 屬 和 核 酸 結 合, 便 會 導 致 核 酸 的 結 構 發 生 變 化, 使 得 基 因 突 變, 影 響 細 胞 遺 傳, 產 生 畸 胎 或 癌 症 因 此 重 金 屬 汙 染 物 會 造 成 生 物 生 病 死 亡, 使 生 態 系 的 組 成 改 變, 破 壞 生 態 平 衡 和 生 物 多 樣 性 ( 三 ) 體 內 重 金 屬 檢 測 現 代 人 的 生 活 中 不 易 避 免 接 觸 到 重 金 屬, 要 如 何 知 道 自 己 體 內 重 金 屬 含 量? 目 前 各 大 醫 療 院 所 已 有 先 進 的 檢 驗 技 術 可 代 您 檢 查 體 內 重 金 屬 的 含 量 1 血 液 重 金 屬 檢 測 重 金 屬 經 由 食 物 或 呼 吸 進 入 人 體 之 後, 大 部 份 會 暫 時 停 留 在 血 液 中, 因 此, 在 急 性 暴 露 時, 檢 測 血 液 中 的 濃 度, 可 以 得 知 短 時 間 內 的 暴 露 量 不 過, 重 金 屬 存 留 在 血 液 中 的 時 間 並 不 長, 很 快 地, 便 會 蓄 積 到 組 織 內, 因 此, 血 中 濃 度 並 不 能 代 表 體 內 的 重 金 屬 蓄 積 量 5
2 毛 髮 金 屬 / 礦 物 質 檢 驗 重 金 屬 進 入 人 體 之 後, 少 部 份 會 被 分 泌 到 我 們 的 毛 髮 當 中, 所 以 我 們 剪 下 一 撮 距 離 毛 根 3 公 分 左 右 的 毛 髮 來 檢 測, 便 能 夠 知 道 最 近 三 個 月 左 右 的 各 種 金 屬 / 礦 物 質 的 暴 露 量 ( 註 五 ) 3 尿 液 重 金 屬 檢 測 尿 液 重 金 屬 濃 度 與 血 液 濃 度 相 同, 可 以 顯 示 短 時 間 內 的 暴 露 量 但 是, 如 果 先 注 射 重 金 屬 螯 合 劑 (chelating agents) 再 做 尿 液 檢 測, 藉 由 螯 合 劑 與 體 內 重 金 屬 結 合, 然 後 經 由 尿 液 或 糞 便 排 出 體 外, 如 此 便 可 得 知 體 內 的 重 金 屬 蓄 積 量 了 不 過, 一 個 療 程 約 需 半 年, 花 費 則 自 六 萬 至 二 十 萬 元 不 等 對 於 腎 功 能 不 佳 的 病 患, 因 其 代 謝 功 能 較 差, 並 不 建 議 以 這 種 方 式 進 行 治 療 三 重 金 屬 的 汙 染 情 況 及 分 布 依 據 歷 年 土 壤 重 金 屬 含 量 調 查 顯 示 台 灣 地 區 農 田 約 有 一 千 公 頃 遭 受 銅 鋅 鉻 鎘 鉛 汞 砷 鎳 等 八 種 重 金 屬 污 染 之 威 脅, 使 得 表 土 中 含 量 以 達 五 級 調 查 資 料 顯 示 土 壤 重 金 屬 污 染 分 部 以 彰 化 地 區 最 為 嚴 重 集 中 在 彰 化 市 鹿 港 何 美 一 帶, 桃 園 縣 蘆 竹 鄉 黃 墘 溪, 新 竹 市 香 山 客 雅 溪 下 游, 台 南 與 高 雄 二 仁 溪 下 游 等 地 亦 為 較 集 中 之 處 然 而, 重 金 屬 的 污 染 情 況 大 多 是 經 由 土 壤, 而 土 壤 的 污 染 來 源 由 廢 水 導 致 為 主, 其 污 染 特 性 分 析 如 下 : ( 一 ) 絕 大 多 數 為 水 田 : 因 水 田 的 灌 溉 用 水 量 大, 每 公 頃 每 年 約 兩 萬 噸 水, 極 易 將 汙 染 質 攜 入 農 地, 因 此 污 染 之 農 地 90% 以 上 均 為 水 田 ( 二 ) 工 業 發 達 工 廠 集 中 之 縣 市 : 如 彰 化 桃 園 台 北 高 雄 新 竹 五 個 縣 即 占 污 染 區 80% 以 上, 且 工 廠 甚 為 集 中 於 少 數 鄉 鎮 如 彰 化 市 鹿 港 和 美 與 香 山, 光 廠 集 中 排 放 含 重 金 屬 之 廢 水 承 受 水 體 稀 釋 能 力 不 足 ( 三 ) 土 地 利 用 規 劃 不 良 : 田 區 中 間 常 混 有 工 廠, 需 借 用 灌 溉 渠 道 排 放 廢 水 ( 四 ) 污 染 途 徑 絕 大 多 數 為 灌 溉 系 統 傳 輸 : 缺 水 地 區 灌 溉 使 用 回 歸 水, 其 組 成 幾 乎 都 以 廢 水 為 主, 如 彰 化 東 西 二 三 圳 系 統 ( 五 ) 公 害 事 件 以 鎘 米 為 主 : 因 國 內 食 米 僅 訂 有 鎘 汞 標 準, 尚 無 其 他 重 金 屬 含 量 標 準 6
四 重 金 屬 的 防 治 方 法 屬 及 有 機 物 污 染 的 整 治 復 育 亦 有 極 大 的 區 別, 污 染 物 濃 度 的 高 低 影 響 到 整 治 復 育 的 可 行 性 及 整 治 方 法, 而 整 治 方 法 亦 影 響 到 土 地 未 來 的 利 用 換 言 之, 若 整 治 復 育 的 構 思 流 程 為 由 污 染 場 址 的 特 性 及 其 可 能 的 整 治 復 育 技 術 此 種 觀 點 出 發, 其 所 得 的 結 果 與 由 土 地 再 利 用 的 觀 點 出 發 所 得 的 結 果, 會 有 極 大 差 別 因 此, 整 治 復 育 的 目 標 有 二 : 一 是 將 污 染 物 去 除, 降 低 對 環 境 生 態 作 物 及 健 康 之 危 害 即 可 ; 另 一 是 除 降 低 危 害 外, 亦 需 將 污 染 土 壤 恢 復 到 原 先 正 常 用 途, 例 如 農 地 恢 復 其 原 本 之 農 業 用 途 即 是 因 此, 土 地 的 未 來 用 途 在 污 染 整 治 技 術 的 選 擇 上 有 關 鍵 性 的 影 響 參 結 論 我 國 重 金 屬 污 染, 早 自 1971 年 出 口 美 國 的 瓷 盤 被 驗 出 含 鎘 而 遭 退 運 起, 就 一 直 是 媒 體 舞 台 的 常 客 在 重 金 屬 污 染 事 件 陸 續 發 生 後, 我 國 相 關 單 位 做 了 許 多 調 查, 卻 未 去 執 行 任 何 污 染 整 治 因 此 經 過 了 許 多 年, 重 金 屬 污 染 的 問 題 依 舊 存 在 著 甚 至 更 加 嚴 重, 最 可 憐 的 莫 過 於 百 姓 為 此 付 出 了 健 康 的 代 價, 而 大 地 生 機 也 被 摧 殘 殆 盡 這 些 對 環 境 的 汙 染 在 將 來 都 會 反 撲 給 人 類, 仔 細 研 究 會 發 現 人 類 已 對 環 境 造 成 很 大 的 傷 害, 解 決 重 金 屬 污 染 已 成 為 當 務 之 急 了 肆 引 註 資 料 註 一 維 基 百 科 擷 取 日 期 :2011 年 11 月 12 日 取 自 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%e9%87%8d%e9%87%91%e5%b1%9e 註 二 重 金 屬 對 人 體 的 影 響 擷 取 日 期 :2011 年 11 月 12 日 取 自 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1305092612834 註 三 痛 痛 病 擷 取 日 期 :2011 年 11 月 12 日 取 自 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1405121500183 註 四 烏 腳 病 擷 取 日 期 :2011 年 11 月 12 日 取 自 林 雙 不 著, 王 金 河 口 述 (2009) 側 寫 王 金 河 台 灣 烏 腳 病 病 患 之 父 的 生 命 點 滴 臺 南 : 財 團 法 人 王 文 何 文 化 藝 術 基 金 會 7
註 五 體 內 重 金 屬 檢 測 擷 取 日 期 :2011 年 11 月 12 日 取 自 http://doctorsteve.com.tw/services-2.html 註 六 公 共 電 視 擷 取 日 期 :2011 年 11 月 12 日 取 自 http://teaching.moe.gov.tw/upload_files/98/f050971/images/d/d3-1.jpg 註 七 公 共 電 視 擷 取 日 期 :2011 年 11 月 12 日 取 自 http://web.pts.org.tw/php/html/island/list.php?pbeno=1147 註 八 臺 大 校 友 雙 月 刊 擷 取 日 期 :2011 年 11 月 12 日 取 自 http://www.alum.ntu.edu.tw/wordpress/?p=3770 8