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国立台湾海洋大學 郑森雄
“台美环保及再生研究会” 专题演讲 2009 年7 月10-12 日美国亚特蘭大(2009 Taiwan – US Conference on Environmental Protection andRecycling, Keynote speech, July 10-12, 2009, GA, USA)美东南区中華學人协会 (CAPASUS, Chinese-American Academic andProfessional Association in Southeastern United States) 主办
摘 要
台湾在 1960-1970 年代快速发展工业，未经处理之工廠废水大量排入河川，造成环境污染。为知河川污染是否对台湾岛内鱼贝類，造成影响，笔者等曾详細調查台湾养殖鱼贝類，河川及沿海养殖贝類之重金属及农药残餘量。结果发现所有养殖鱼贝類之重金属及农药含量皆无食用顾虑。但是部份河川及港口之水域却已被污染。未经处理之工业废水经证实是1970年代，台湾西南沿海养殖贝類大量死亡之主因。自然环境及人類活动影响了台湾河川的水质，在雨季，由于河水量大，河水流速亦大，台湾河川之水污染较轻。在干季，工业废水及都市污水沈积于河床，河川污染严重。在雨季之初，沈积于河床之污染物，一次被冲至河口，此时台湾西南沿海之污染最重。台湾之环境科學，需要国人自己实地，长期及整合學科之研究。
一、前言
在台湾，实地从事有关环境科學之研究，大概开始于民国六十年(1971)左右。主要原因是到了民国六十年左右，台湾的工业有了快速的发展，环境污染不再是書本上的知識，而是实際发生在台湾的问题。最引起大家注意的是在外国，特别是日本，曾经发生过的，因为环境污染，使得鱼贝類及人民中毒的案例，会不会也发生在台湾？另外，在民国六十年代开始，在台湾有许多河川及沿海养殖的鱼贝類，发生大量死亡现象，是否因环境污染而引起的？
上述二个问题都與鱼類有关，它所呈现的问题有兩种含义，一种是鱼類是否受到工业废水的污染？吃了污染的鱼会影响消费者的健康吗？另一种含义是鱼類之死亡，直接代表了人民的損失，当渔民的利益受到重大損害时，即会要求政府对产生污染的工业加以管制。换句话說，为了免除国民健康受环境污染之危害，及保护国民经济利益不受損失是台湾环境科學研究的推动力。而污染现象之呈现，首先是我们周遭的生物，尤其是鱼類，受到損害，才引起我们的注意。整个环境科學之发端可以說是因为环境中的生物受到影响而引起的。
二、台湾鱼贝類中「微量毒物」之含量
在 1970 年左右，美国食品及药物管理局开始规定销往美国的鱼類，其含汞量必须低于0.5 ppm。这种对鱼含汞量之规定，是由于确知食用含汞过高的鱼，会使消费者健康受損。具体的实例是1950 年代发生于日本的水俣病。水俣病是因为工廠排出有机汞废水，经由鱼贝類而使人民中毒事件，患者近千人，可能影响到數万人的健康，因此世人对于重金属等「微量毒物」之污染乃给予极大之注意。为了明了台湾所产之鱼贝類是否受到「微量毒物」的污染，而影响国民健康，笔者曾积极从事台湾鱼贝類中「微量毒物」含量之研究。「微量毒物」系指只要很少的量，就能对生物产生重大毒害的物质，如重金属之
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汞、铅、镉，农药中之DDT，及放射性物质等。为了解全盘的狀况，笔者等乃自台湾全岛不同的水域，分析各种鱼贝類中「微量毒物」之含量。
1. 养殖鱼類
由台湾各地的养殖鱼塭包括地下水、稻田鱼塭、碱水鱼塭、高山水库等，采捕鱼類，分析重金属與有机氯剂农药後，发现台湾养殖的鱼贝類，所含的「微量毒物」有以下特性：(1)台湾所有的养殖鱼類，所含的重金属與有机氯剂农药含量都很少。而且，不同水域采得的鱼贝類，其中毒物含量之差異甚少。(2)当以台湾养殖鱼贝類微量毒物含量，與外国资料比较时，发现台湾产者之含量皆低于外国规定之食用标准。
2. 西南沿海养殖贝類
台湾的西南海岸养殖了许多牡蛎文蛤，为知其受河水之影响，在1970年代，我们也定期每二个月，以一年时间详細分析其中重金属及农药含量，由实验结果得知台湾牡蛎及文蛤之重金属及农药含量皆甚低，而且季节性变化不大，由此可知这些养殖贝類并没受到「微量毒物」之严重影响。
3. 自然水域
除了养殖鱼贝類以外，笔者等亦自许多自然河川及港口，如大肚溪、朴子溪、基隆港、高雄港采捕鱼類，分析其中重金属與农药之含量。由实验得知台湾许多自然水域已经受到重金属某种程度之污染。幸好，这些自然生产的鱼類产量很少，平常也少有人去采捕，所以对国民健康的影响不大。
4. 台湾鱼類含「微量毒物」之特性
从以上结果可以知道：(1)台湾一般水域养殖的鱼類没有受到重金属或农药的严重污染。(2)河川或港口的鱼類有一部分已受到污染。(3)在河川出口的沿海养殖牡蛎没有受到污染。对于第一项的结果(一般养殖的鱼，少有污染)，可以解释为因为渔民小心选择养殖用水，所以养殖的鱼類，没有受到污染。第二项结果(河川及港口的鱼，部份已污染)，毋寧是可预料的，因为由现場可知许多工业废水未经处理即排入河川或海中，鱼類之受污染
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乃理所当然。最难以解释的是第三项结果(台湾西南沿海之牡蛎只有很低的重金属或农药含量)。既然台湾河川已受重金属污染，而在河川出口沿海养殖之贝類，却又没受重金属污染，到底是什麼理由?直到笔者研究了台湾西南沿海养殖贝類大量死亡原因之後方才获得解答。
三、台湾西南沿海养殖贝類之大量死亡现象之研究
1. 台湾养殖贝類大量死亡
牡蛎在台湾俗称蚵仔，它與文蛤共为台湾最重要的养殖贝類。以民国六十三年(1974)为例，它们的生产价值共达新台币陸亿陸仟万元之巨。台湾贝類之养殖地区以新竹、彰化、云林、嘉义等縣最为重要。然而，这些养殖的贝類，在1970 年代面臨了一个严重的威胁，那就是每年四、五月发生的大量異常死亡的现象。在民国五十七、八年间(1968-1969)，彰化、云林、嘉义一带的渔民们开始注意到每年四、五月间，他们所养殖的牡蛎、文蛤有大量死亡的现象发生。贝類在养殖过程中，因为敌害及其他因素，其收成不会百分之百，普通都有或多或少零星的死亡。但是，从民国五十八年以後，每年都定期发生大量死亡的现象，損失率少者在30∼40%，高者达60∼70%；死亡的地区，涵盖彰化、云林、嘉义一带。每年損失的金额在新台币壹亿元之谱，渔民所受的損失，不可谓不巨。综合各方的报告，这种贝類大量死亡的现象，有下列幾项特征：
(1) 从民国五十八年以後，年年皆有死亡事件，但是每年的損失并不相同，有时損失率大，有时较少。
(2) 发生死亡的现象，幾乎都在四月、五月间，虽然其他月份也有偶而死亡。
(3) 贝類的死亡，大约发生在下大雨後二、三日，持續死亡一、二星期。在此期间，如贝類幸而不死，則可残存。
(4) 死亡的地区，以嘉义之东石、口湖一带死亡较多，布袋、鹿港等地則死亡较少，同一地区似乎以靠近溪流和沙沟出口的蚵架損失较重。
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关于这些浅海养殖贝類「定期」发生大量暴毙的原因，有许许多多不同的猜测。其中包括有：(1)水质污染；(2)疾病；(3)红潮來袭；(4)养殖密度过高；(5)环境因子激变；(6)农药污染等种种推测。最早的一种猜测，說贝類死亡是由于「红潮」(或称「赤潮」)所引起的，因为许多人发现当贝類死亡前，有一种绛红色，且有異臭的潮水浸溢养殖区，贝類随即死亡。这种毒水來时，連大鱼都漂浮而死，蟹也死掉，蚵自然也不例外。如果贝類之死亡确因赤潮而起，則养殖場应该会有浮游生物異常繁殖现象，但据調查，现場的植物性浮游生物并不多，所以有人推定赤潮并非致死原因。许多渔民說在二、三月河川上游的纸廠，化工廠放出废水，四、五月蚵仔、文蛤就大量死亡。在民国五十八年左右，台湾工业有了加速的发展，工廠大量设立，或者增添设备，加速生产，所以工廠废水最有关系。但是反对的人却說，工廠并非只在四、五月才排水，而是经年不斷，为何别的月份不死?所以他们推斷工廠废水可能是原因之一，但并非是绝对的因素。生物因疾病而死亡是常有的事。台湾牡蛎是否因疾病死亡，并无实验报告。但是如果致死原因是因为疾病，应该不会东石地区死的多，布袋地区死的少，因为兩地相差只有幾公里而已，而且死亡都在每年4∼5 月，且仅持續1∼2 周，疾病似乎不能說明此种现象。另外有人提出贝類养殖过密，及环境突变，是其死亡之主因，因为养殖过密，因此贝類在成长时食物及氧气均感不足，甚至有重叠而生活者，在春夏之交，遇气温、水温或盐度骤然变化，就会导致大量死亡。但是何
种密度最适宜，所谓环境突变之根据为何，似乎皆缺少坚強的实验证据，以证明此项推論。为了预防及解决此等贝類之大量死亡，笔者等曾经自各方面详加检讨，研究其可能致死之原因，经过许多现場之調查及预备試验，笔者首先推論此项贝類大量死亡之主要原因，乃由于河川之水质污染所致。
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2. 工业废水为贝類死亡之原因
如上所述，许多人认为，养殖場之水质與贝類之死亡应该没有关系，因为工廠并非只在四、五月運转，而是整年排水，所以工业废水，可能对牡蛎、文蛤有影响，但并非主要因素，然而，如果熟悉台湾的气候及河川的性质，即可摒除此项误解。台湾各河流均以中央山脉为分水嶺，东西分流，归入海洋。因为中央山脉，離海岸近，所以河流的坡甚陡，流程短而急。而且水量在不同季节之分配不均，逐年变易亦大。例如西南部嘉南平原地区，雨水集中夏季，冬季常常干旱。在雨季中，河流上游雨量特多，雨水甚为集中，再加上流路短促，中途又无湖泊加以蓄积，所以在五月至十月左右水量颇大。到了干季十一月至翌年四月，則雨量稀少，大多數河流迅即干涸，仅仅看到涓涓細流或完全干涸的河床。工业废水是否污染河川與河流本身之流量及流速有极为重要的关系。如果河川水量足够，則排入河川之废水可被冲淡、稀释，因此对水中生物之影响较小。在云、嘉南地区，每年的五月至十月，因为雨量充足，河水盈满，所以如果有工业废水流入河川，应该易被冲淡。到了十月以後的干旱季节，則因为河水流量甚小，工业废水很不容易流至河口出海，因而沈积于河床上。因此在干旱季节，河川本身可能受到重大的污染，但是污染物則不大会流至河口，而是逐渐地一个月一个月地沈积于河床。到了四、五月，当大雨來臨时，則以前數月至半年沈积于河床的污染物即一次被冲下河床，流至河口，如此，即对棲息于河口之生物造成重大灾害。为了证实上述推論是否正确，我们曾详細調查贝類养殖場附近的河川及其河口的水质化學性质。以朴子溪为主，嘉义、云林之其他河川为辅，由1974 年3 月至1975 年4 月共做了八次水质化學調查及生物实验。另外，以大肚溪为主，彰化之其他河川为辅，由1975 年7 月至1976 年5 月共进行了十次水质化學調查及生物实验。由这些实验得到了以下的结論：工廠排出之废水中，含有強烈有毒物质，在干季(每年十一月左右至次年四、五月)中沈积于河床，每年春季初次大雨來时，即将累积在河床的有毒物质，冲到河口，此为台湾浅海养殖贝類大量死亡的原因(图一)。
四、自然环境对台湾河川水质之影响
由上述之研究例子，可以知道虽然工业废水之污染河川是台湾西南沿海养殖贝類大量死亡的主要原因；但是许多其他因素，例如台湾的气候、地形、农业與工业发展的形态，人口的分布等等生态的因素，对于台湾河川水质都有重要的影响。这些影响因素可以分为自然环境與人類活动二大類。在自然环境中，影响台湾气候最大的因素，是为东北季风與西南季风。在台湾，东北季风盛行于冬季，故东北部以冬季为雨期，西南季风发生于夏期，故西南部以夏季为雨期。台湾一般多雨，平均之年雨量为2,582公厘。因冬夏季风來向之不同，以及中央山脉之屏障，乃使台湾南北二部雨量之季节分配大不相同。北部雨水之分配较为均匀。中南部夏季因有西南季风，故雨量乃夏多而冬少，愈到南部，雨量集中夏天之现象愈显明。台湾西南部经常发生大旱與小旱。大旱之发生全在冬，尤以十月至翌年三月为多。这种雨期與雨量的分布情形，深深的影响了台湾河川全年的流量及水质。因为台湾的河川均发源于中央山脉，发源地地势高峻，中途又无湖泊，因此河川本身毫无調节水量之能力，雨水之大小，即为河川流量之多寡。在旱期，因为没有雨水，河川乃形干涸；在雨期，所降之豪雨，又常使河水暴涨。因此台湾河川之洪水量與枯水量相差极大。当工业废水或都市污
水排入河川之时，台湾河川是否有足够水量稀释污水或废水，雨量之多寡乃为最大之影响因素。在东北部，因冬夏雨量较为平均，不同季节中，河川涵容污水之能力较为平均。在西南部，因为夏季雨量甚丰，河水之流量相对亦大，因此在夏季，河川涵容污水之能力最大，然而在冬季，因该地区幾无雨水，许多河川形同干涸，如有工业废水或家庭污水排入，河川即受严重污染。台湾东部在冬季未如西南部干旱，故其在冬季涵容污水之能力大于台湾西南部。除了雨期及雨量外，降雨強度对河川之水质亦具有重大的关系。如一地之降雨強度过大，則不仅增加土壤流失，且助长土壤之浸蚀。台湾河川主要分水嶺之地质多为黏板岩，质地脆弱，兼之森林保育欠佳，一经暴雨，上游土砂，石砾极易崩坍，冲入河川，顺流而下，对于河川之水质影响甚大。在干季與雨季交接之时期，初次暴雨，会将干季时河川上之沈滞物一次冲至河口。
五、人類活动與台湾河川之水质
农业的经营，工业的发展以及人口的分布等等人類的活动亦大大的影响了台湾河川的生态，进而使水污染有特殊的形态。
台湾从台中以南之西部平原，系农业之主要根据地，然而此等地区，冬期雨水极为稀少，其量常常只有全年雨量之20%；西南部高雄、屏东一带，甚至少于10%，有时二、三个月无雨，土地干燥，河川枯竭。灌溉在农业上非常重要，为了灌溉农田，所以从往昔至今日，在中部及嘉南平原的河川及排水道上，建有许多埤或坝；无埤之处，农民則以砂石或砂包围堵河床，储水以供灌溉。因此在干季，原來水量甚少的河川，即被水闸、埤、坝、砂石等围堵，而使河水成为一段一段，互不相連。这些农业的活动，深深的影响了干季时河川的生态。在冬末春初，台湾西南部河川中之鱼類及其他水棲生物为水闸、埤等隔離，分开的棲息着，互不相通。此时河川成为一段一段的水塘，如有鱼欲溯河而上，事实上乃不可能。台湾的河川不能行船，所以对内交通，概以陸路为主。纵贯南北的西部铁路，是交通的主要动脉，再加上百分之九十的公路都在西部，因此台湾各大都市皆在铁路纵贯线的兩旁。除基隆、高雄兩港因面臨海岸、都市污水或工业废水可以直接排入海洋外，台湾西部大部份市镇的污水皆先排入其邻近之河川，再由河川流至海洋。一般市镇内之污水包括有家庭污水，粪便污水，雨水及工业废水等四類。在台湾，市镇污水大都未经处理，即倾入河川，因此在台湾西部地区，市镇附近的河川即深受市镇污水的影响。例如台北附近的淡水河，台中、彰化附近的大肚溪、嘉义附近的朴子
溪，新营附近的急水溪等河流皆为其例。台湾东部因人口集中密度较西部低，市镇污水之污染较少。因为交通方便，人口密集在西部的关系，在台湾的工业区亦大都分布于纵贯铁路的兩旁。尤其集中在北基、台中、台南、高雄等大都市附近。目前台湾大多數的工廠废水处理不佳，许多废水皆直接流入河川而进入海洋，因此，位于纵贯铁路以西的河川比较容易受工业及市镇人類活动影响；纵贯线以东河川，因城镇，工廠较少，水质所受影响則较少。
六、为何台湾没有发生類似日本水俣病之中毒案例?
日本在1950-60 年代工业大量发展，未经处理的废水排入河川，沿岸，乃造成後來的水俣病。台湾在1960-1970 年代，同样地，也急速的发展工业；同样地，工业废水也未经处理，就排入河川及沿岸。为何台湾能够倖免于发生中毒的案例呢?由以上我们的研究，可以了解是由于种种生态的因素，使得台湾的河川及沿岸虽然受到工业废水及都市污水之污染，却没有产生足够让人吃了会中毒的鱼贝類。其中生态之因素包括；
(1)台湾的地形，中央山脉高达2,000∼3,000 公尺，然而河川却常短于100公里，坡度极大，中间又少湖泊，污水常常直接冲入沿岸，很少沈积于河床。
(2)台湾一般多雨，尤其夏季常有颱风及暴雨，台湾的河川坡陡流急，坏处为河川整治甚为困难，但是如有污染物，易被暴雨冲走，不会一季一季的累积在河床。
(3)台湾海岸线平直，少有内湾，不是内海养殖之好場所。但是由河川冲來之污染物，不易停滞在沿岸，很快即被海水稀释。台湾沿海极不易发生類似”红潮”之案例。
(4)台湾的气温，常在20∼30℃，污染物较易分解。
(5)台湾沿岸之水温，周年常在20℃左右，鱼贝類成长较快，台湾的牡蛎大约放养1-2 年即被收成，养殖鱼贝類超过1-2 年的不多，不像国外许多冷水地区放养超过3-5 年的甚多。因此，台湾养殖的鱼贝類常常没有足够的时间來累积重金属或农药。
整体而言，台湾的环境，使得河川及沿岸的鱼贝類，在环境受到污染时，要就是”死”，要就是”活”，比较少在”残存”的狀态下，继續累积毒物。这些因素使台湾能倖免于吃到”累积环境毒素”的鱼贝類。
七、讨 論
1.台湾之环境科學，需要国人自己实地研究
由以上之研究实例，可知环境科學之研究，必须先了解地方之实况，才能进一步的讨論环境保护或改进。虽然我们已经知道台湾许多工廠排出之废水皆未经处理，含有许多毒物，依照一般生物學常識，应该会多量累积在生物体中。但是因为台湾之特殊地理环境－河川短促，有干雨季之差别，海岸地形之特殊，乃使得台湾产牡蛎只含甚少之毒物。因此在台湾，工廠废水之处理與国外应该不一样。在考虑整个环境科學时，许多因素，如气候、地理狀态、农业與工业发展的形态，人口的分布，种种生态因素都应考虑进去。虽然基本學理可以引用国外之知識，但是环境之不同，生物即受到种种不同之影响，台湾之环境科學需要国人自己实地去研究。
2.环境科學需要「长期研究」與「學科整合」
环境科學的研究，如同其他科學一样，需要长期有系统的研究，方能对整体情况有所了解，除此以外，學科的配合，对于环境科學尤为重要。例如笔者等一系列之研究，主要系以物理、化學方法，去测定台湾河川及沿岸水质之特性；但是需要许多生物學之知識，方能了解其对鱼類之影响；更需要了解气候，自然环境，人類活动等知識，才能全盘的了解事实真相。另外，在研究初期所得之结果常常只为片斷之知識，必须经由长期的实验，将各个片斷連接起來，才能窥其全貌。因此在将來，我国环境科學之研究，各个學科应该如何配合，如何长期而有恒之研究，乃为一极重要之课题。
八、參考资料
1. Heavy metal contents in Taiwan’s cultured fish. Bul. Inst. Zool., AcademiaSinica., 12(2): 79-85, 1973.
2. Organochlorine pesticide residues in cultured fishes of Taiwan. Bull. Inst.Zool., Academia Sinica., 13(1): 37-45, 1974.
3. Effects of heavy metals and pesticides on the mass mortalities of cultured shellfishes along the southwest coast of Taiwan. J. Fisheries Society of Taiwan, 3(2): 35-39, 1974.
4. Effect of river water pollution on the mass mortalities of cultured shellfishes along the southwest coast of Taiwan. J. Fisheries Society of Taiwan, 4(1):51-71, 1975.
5. Acute toxicities of Po-Tzu river water and the mass mortalities of cultured shellfishes. J. Fisheries Society of Taiwan, 4(1): 73-83, 1975.
6. Heavy metal concentrations in fishes of Taiwan. International conference on heavy metals in the environment, October 27-31, 1975, Toronto, Ontario, Canada.
7. Water quality in rivers of central Taiwan and its effect on fish. J. Fisheries Society of Taiwan, 5(1): 43-60, 1976.
8. Water quality in central coast of Taiwan and its effect on mass mortalities of cultured shellfishes. J. Fisheries Society of Taiwan, 5(1): 61-70, 1976.
9. The occurrence and seasonal variations of Na, K, Ca, Mg and heavy metals in Taiwan’s oysters and clams. Bull. Inst. Zool., Academia Sinica, 18(1):11-20, 1979.
10.Water qualities of Kaoping River-Comparison of 1976-1977 with 1979-1980. Natl. Sci. Counc. Monthly, ROC, 10(11): 961-971, 1982.
演讲摘要
台湾之河川污染及其與生态环境之关系国立台湾海洋大學 郑森雄
“台美环保及再生研究会” 专题演讲 2009 年7 月10-12 日美国亚特蘭大(2009 Taiwan – US Conference on Environmental Protection andRecycling, Keynote speech, July 10-12, 2009, GA, USA)美东南区中華學人协会 (CAPASUS, Chinese-American Academic andProfessional Association in Southeastern United States) 主办
摘 要
台湾在 1960-1970 年代快速发展工业，未经处理之工廠废水大量排入河川，造成环境污染。为知河川污染是否对台湾岛内鱼贝類，造成影响，笔者等曾详細調查台湾养殖鱼贝類，河川及沿海养殖贝類之重金属及农药残餘量。结果发现所有养殖鱼贝類之重金属及农药含量皆无食用顾虑。但是部份河川及港口之水域却已被污染。未经处理之工业废水经证实是1970年代，台湾西南沿海养殖贝類大量死亡之主因。自然环境及人類活动影响了台湾河川的水质，在雨季，由于河水量大，河水流速亦大，台湾河川之水污染较轻。在干季，工业废水及都市污水沈积于河床，河川污染严重。在雨季之初，沈积于河床之污染物，一次被冲至河口，此时台湾西南沿海之污染最重。台湾之环境科學，需要国人自己实地，长期及整合學科之研究。
一、前言
在台湾，实地从事有关环境科學之研究，大概开始于民国六十年(1971)左右。主要原因是到了民国六十年左右，台湾的工业有了快速的发展，环境污染不再是書本上的知識，而是实際发生在台湾的问题。最引起大家注意的是在外国，特别是日本，曾经发生过的，因为环境污染，使得鱼贝類及人民中毒的案例，会不会也发生在台湾？另外，在民国六十年代开始，在台湾有许多河川及沿海养殖的鱼贝類，发生大量死亡现象，是否因环境污染而引起的？
上述二个问题都與鱼類有关，它所呈现的问题有兩种含义，一种是鱼類是否受到工业废水的污染？吃了污染的鱼会影响消费者的健康吗？另一种含义是鱼類之死亡，直接代表了人民的損失，当渔民的利益受到重大損害时，即会要求政府对产生污染的工业加以管制。换句话說，为了免除国民健康受环境污染之危害，及保护国民经济利益不受損失是台湾环境科學研究的推动力。而污染现象之呈现，首先是我们周遭的生物，尤其是鱼類，受到損害，才引起我们的注意。整个环境科學之发端可以說是因为环境中的生物受到影响而引起的。
二、台湾鱼贝類中「微量毒物」之含量
在 1970 年左右，美国食品及药物管理局开始规定销往美国的鱼類，其含汞量必须低于0.5 ppm。这种对鱼含汞量之规定，是由于确知食用含汞过高的鱼，会使消费者健康受損。具体的实例是1950 年代发生于日本的水俣病。水俣病是因为工廠排出有机汞废水，经由鱼贝類而使人民中毒事件，患者近千人，可能影响到數万人的健康，因此世人对于重金属等「微量毒物」之污染乃给予极大之注意。为了明了台湾所产之鱼贝類是否受到「微量毒物」的污染，而影响国民健康，笔者曾积极从事台湾鱼贝類中「微量毒物」含量之研究。「微量毒物」系指只要很少的量，就能对生物产生重大毒害的物质，如重金属之
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汞、铅、镉，农药中之DDT，及放射性物质等。为了解全盘的狀况，笔者等乃自台湾全岛不同的水域，分析各种鱼贝類中「微量毒物」之含量。
1. 养殖鱼類
由台湾各地的养殖鱼塭包括地下水、稻田鱼塭、碱水鱼塭、高山水库等，采捕鱼類，分析重金属與有机氯剂农药後，发现台湾养殖的鱼贝類，所含的「微量毒物」有以下特性：(1)台湾所有的养殖鱼類，所含的重金属與有机氯剂农药含量都很少。而且，不同水域采得的鱼贝類，其中毒物含量之差異甚少。(2)当以台湾养殖鱼贝類微量毒物含量，與外国资料比较时，发现台湾产者之含量皆低于外国规定之食用标准。
2. 西南沿海养殖贝類
台湾的西南海岸养殖了许多牡蛎文蛤，为知其受河水之影响，在1970年代，我们也定期每二个月，以一年时间详細分析其中重金属及农药含量，由实验结果得知台湾牡蛎及文蛤之重金属及农药含量皆甚低，而且季节性变化不大，由此可知这些养殖贝類并没受到「微量毒物」之严重影响。
3. 自然水域
除了养殖鱼贝類以外，笔者等亦自许多自然河川及港口，如大肚溪、朴子溪、基隆港、高雄港采捕鱼類，分析其中重金属與农药之含量。由实验得知台湾许多自然水域已经受到重金属某种程度之污染。幸好，这些自然生产的鱼類产量很少，平常也少有人去采捕，所以对国民健康的影响不大。
4. 台湾鱼類含「微量毒物」之特性
从以上结果可以知道：(1)台湾一般水域养殖的鱼類没有受到重金属或农药的严重污染。(2)河川或港口的鱼類有一部分已受到污染。(3)在河川出口的沿海养殖牡蛎没有受到污染。对于第一项的结果(一般养殖的鱼，少有污染)，可以解释为因为渔民小心选择养殖用水，所以养殖的鱼類，没有受到污染。第二项结果(河川及港口的鱼，部份已污染)，毋寧是可预料的，因为由现場可知许多工业废水未经处理即排入河川或海中，鱼類之受污染
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乃理所当然。最难以解释的是第三项结果(台湾西南沿海之牡蛎只有很低的重金属或农药含量)。既然台湾河川已受重金属污染，而在河川出口沿海养殖之贝類，却又没受重金属污染，到底是什麼理由?直到笔者研究了台湾西南沿海养殖贝類大量死亡原因之後方才获得解答。
三、台湾西南沿海养殖贝類之大量死亡现象之研究
1. 台湾养殖贝類大量死亡
牡蛎在台湾俗称蚵仔，它與文蛤共为台湾最重要的养殖贝類。以民国六十三年(1974)为例，它们的生产价值共达新台币陸亿陸仟万元之巨。台湾贝類之养殖地区以新竹、彰化、云林、嘉义等縣最为重要。然而，这些养殖的贝類，在1970 年代面臨了一个严重的威胁，那就是每年四、五月发生的大量異常死亡的现象。在民国五十七、八年间(1968-1969)，彰化、云林、嘉义一带的渔民们开始注意到每年四、五月间，他们所养殖的牡蛎、文蛤有大量死亡的现象发生。贝類在养殖过程中，因为敌害及其他因素，其收成不会百分之百，普通都有或多或少零星的死亡。但是，从民国五十八年以後，每年都定期发生大量死亡的现象，損失率少者在30∼40%，高者达60∼70%；死亡的地区，涵盖彰化、云林、嘉义一带。每年損失的金额在新台币壹亿元之谱，渔民所受的損失，不可谓不巨。综合各方的报告，这种贝類大量死亡的现象，有下列幾项特征：
(1) 从民国五十八年以後，年年皆有死亡事件，但是每年的損失并不相同，有时損失率大，有时较少。
(2) 发生死亡的现象，幾乎都在四月、五月间，虽然其他月份也有偶而死亡。
(3) 贝類的死亡，大约发生在下大雨後二、三日，持續死亡一、二星期。在此期间，如贝類幸而不死，則可残存。
(4) 死亡的地区，以嘉义之东石、口湖一带死亡较多，布袋、鹿港等地則死亡较少，同一地区似乎以靠近溪流和沙沟出口的蚵架損失较重。
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关于这些浅海养殖贝類「定期」发生大量暴毙的原因，有许许多多不同的猜测。其中包括有：(1)水质污染；(2)疾病；(3)红潮來袭；(4)养殖密度过高；(5)环境因子激变；(6)农药污染等种种推测。最早的一种猜测，說贝類死亡是由于「红潮」(或称「赤潮」)所引起的，因为许多人发现当贝類死亡前，有一种绛红色，且有異臭的潮水浸溢养殖区，贝類随即死亡。这种毒水來时，連大鱼都漂浮而死，蟹也死掉，蚵自然也不例外。如果贝類之死亡确因赤潮而起，則养殖場应该会有浮游生物異常繁殖现象，但据調查，现場的植物性浮游生物并不多，所以有人推定赤潮并非致死原因。许多渔民說在二、三月河川上游的纸廠，化工廠放出废水，四、五月蚵仔、文蛤就大量死亡。在民国五十八年左右，台湾工业有了加速的发展，工廠大量设立，或者增添设备，加速生产，所以工廠废水最有关系。但是反对的人却說，工廠并非只在四、五月才排水，而是经年不斷，为何别的月份不死?所以他们推斷工廠废水可能是原因之一，但并非是绝对的因素。生物因疾病而死亡是常有的事。台湾牡蛎是否因疾病死亡，并无实验报告。但是如果致死原因是因为疾病，应该不会东石地区死的多，布袋地区死的少，因为兩地相差只有幾公里而已，而且死亡都在每年4∼5 月，且仅持續1∼2 周，疾病似乎不能說明此种现象。另外有人提出贝類养殖过密，及环境突变，是其死亡之主因，因为养殖过密，因此贝類在成长时食物及氧气均感不足，甚至有重叠而生活者，在春夏之交，遇气温、水温或盐度骤然变化，就会导致大量死亡。但是何
种密度最适宜，所谓环境突变之根据为何，似乎皆缺少坚強的实验证据，以证明此项推論。为了预防及解决此等贝類之大量死亡，笔者等曾经自各方面详加检讨，研究其可能致死之原因，经过许多现場之調查及预备試验，笔者首先推論此项贝類大量死亡之主要原因，乃由于河川之水质污染所致。
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2. 工业废水为贝類死亡之原因
如上所述，许多人认为，养殖場之水质與贝類之死亡应该没有关系，因为工廠并非只在四、五月運转，而是整年排水，所以工业废水，可能对牡蛎、文蛤有影响，但并非主要因素，然而，如果熟悉台湾的气候及河川的性质，即可摒除此项误解。台湾各河流均以中央山脉为分水嶺，东西分流，归入海洋。因为中央山脉，離海岸近，所以河流的坡甚陡，流程短而急。而且水量在不同季节之分配不均，逐年变易亦大。例如西南部嘉南平原地区，雨水集中夏季，冬季常常干旱。在雨季中，河流上游雨量特多，雨水甚为集中，再加上流路短促，中途又无湖泊加以蓄积，所以在五月至十月左右水量颇大。到了干季十一月至翌年四月，則雨量稀少，大多數河流迅即干涸，仅仅看到涓涓細流或完全干涸的河床。工业废水是否污染河川與河流本身之流量及流速有极为重要的关系。如果河川水量足够，則排入河川之废水可被冲淡、稀释，因此对水中生物之影响较小。在云、嘉南地区，每年的五月至十月，因为雨量充足，河水盈满，所以如果有工业废水流入河川，应该易被冲淡。到了十月以後的干旱季节，則因为河水流量甚小，工业废水很不容易流至河口出海，因而沈积于河床上。因此在干旱季节，河川本身可能受到重大的污染，但是污染物則不大会流至河口，而是逐渐地一个月一个月地沈积于河床。到了四、五月，当大雨來臨时，則以前數月至半年沈积于河床的污染物即一次被冲下河床，流至河口，如此，即对棲息于河口之生物造成重大灾害。为了证实上述推論是否正确，我们曾详細調查贝類养殖場附近的河川及其河口的水质化學性质。以朴子溪为主，嘉义、云林之其他河川为辅，由1974 年3 月至1975 年4 月共做了八次水质化學調查及生物实验。另外，以大肚溪为主，彰化之其他河川为辅，由1975 年7 月至1976 年5 月共进行了十次水质化學調查及生物实验。由这些实验得到了以下的结論：工廠排出之废水中，含有強烈有毒物质，在干季(每年十一月左右至次年四、五月)中沈积于河床，每年春季初次大雨來时，即将累积在河床的有毒物质，冲到河口，此为台湾浅海养殖贝類大量死亡的原因(图一)。
四、自然环境对台湾河川水质之影响
由上述之研究例子，可以知道虽然工业废水之污染河川是台湾西南沿海养殖贝類大量死亡的主要原因；但是许多其他因素，例如台湾的气候、地形、农业與工业发展的形态，人口的分布等等生态的因素，对于台湾河川水质都有重要的影响。这些影响因素可以分为自然环境與人類活动二大類。在自然环境中，影响台湾气候最大的因素，是为东北季风與西南季风。在台湾，东北季风盛行于冬季，故东北部以冬季为雨期，西南季风发生于夏期，故西南部以夏季为雨期。台湾一般多雨，平均之年雨量为2,582公厘。因冬夏季风來向之不同，以及中央山脉之屏障，乃使台湾南北二部雨量之季节分配大不相同。北部雨水之分配较为均匀。中南部夏季因有西南季风，故雨量乃夏多而冬少，愈到南部，雨量集中夏天之现象愈显明。台湾西南部经常发生大旱與小旱。大旱之发生全在冬，尤以十月至翌年三月为多。这种雨期與雨量的分布情形，深深的影响了台湾河川全年的流量及水质。因为台湾的河川均发源于中央山脉，发源地地势高峻，中途又无湖泊，因此河川本身毫无調节水量之能力，雨水之大小，即为河川流量之多寡。在旱期，因为没有雨水，河川乃形干涸；在雨期，所降之豪雨，又常使河水暴涨。因此台湾河川之洪水量與枯水量相差极大。当工业废水或都市污
水排入河川之时，台湾河川是否有足够水量稀释污水或废水，雨量之多寡乃为最大之影响因素。在东北部，因冬夏雨量较为平均，不同季节中，河川涵容污水之能力较为平均。在西南部，因为夏季雨量甚丰，河水之流量相对亦大，因此在夏季，河川涵容污水之能力最大，然而在冬季，因该地区幾无雨水，许多河川形同干涸，如有工业废水或家庭污水排入，河川即受严重污染。台湾东部在冬季未如西南部干旱，故其在冬季涵容污水之能力大于台湾西南部。除了雨期及雨量外，降雨強度对河川之水质亦具有重大的关系。如一地之降雨強度过大，則不仅增加土壤流失，且助长土壤之浸蚀。台湾河川主要分水嶺之地质多为黏板岩，质地脆弱，兼之森林保育欠佳，一经暴雨，上游土砂，石砾极易崩坍，冲入河川，顺流而下，对于河川之水质影响甚大。在干季與雨季交接之时期，初次暴雨，会将干季时河川上之沈滞物一次冲至河口。
五、人類活动與台湾河川之水质
农业的经营，工业的发展以及人口的分布等等人類的活动亦大大的影响了台湾河川的生态，进而使水污染有特殊的形态。
台湾从台中以南之西部平原，系农业之主要根据地，然而此等地区，冬期雨水极为稀少，其量常常只有全年雨量之20%；西南部高雄、屏东一带，甚至少于10%，有时二、三个月无雨，土地干燥，河川枯竭。灌溉在农业上非常重要，为了灌溉农田，所以从往昔至今日，在中部及嘉南平原的河川及排水道上，建有许多埤或坝；无埤之处，农民則以砂石或砂包围堵河床，储水以供灌溉。因此在干季，原來水量甚少的河川，即被水闸、埤、坝、砂石等围堵，而使河水成为一段一段，互不相連。这些农业的活动，深深的影响了干季时河川的生态。在冬末春初，台湾西南部河川中之鱼類及其他水棲生物为水闸、埤等隔離，分开的棲息着，互不相通。此时河川成为一段一段的水塘，如有鱼欲溯河而上，事实上乃不可能。台湾的河川不能行船，所以对内交通，概以陸路为主。纵贯南北的西部铁路，是交通的主要动脉，再加上百分之九十的公路都在西部，因此台湾各大都市皆在铁路纵贯线的兩旁。除基隆、高雄兩港因面臨海岸、都市污水或工业废水可以直接排入海洋外，台湾西部大部份市镇的污水皆先排入其邻近之河川，再由河川流至海洋。一般市镇内之污水包括有家庭污水，粪便污水，雨水及工业废水等四類。在台湾，市镇污水大都未经处理，即倾入河川，因此在台湾西部地区，市镇附近的河川即深受市镇污水的影响。例如台北附近的淡水河，台中、彰化附近的大肚溪、嘉义附近的朴子
溪，新营附近的急水溪等河流皆为其例。台湾东部因人口集中密度较西部低，市镇污水之污染较少。因为交通方便，人口密集在西部的关系，在台湾的工业区亦大都分布于纵贯铁路的兩旁。尤其集中在北基、台中、台南、高雄等大都市附近。目前台湾大多數的工廠废水处理不佳，许多废水皆直接流入河川而进入海洋，因此，位于纵贯铁路以西的河川比较容易受工业及市镇人類活动影响；纵贯线以东河川，因城镇，工廠较少，水质所受影响則较少。
六、为何台湾没有发生類似日本水俣病之中毒案例?
日本在1950-60 年代工业大量发展，未经处理的废水排入河川，沿岸，乃造成後來的水俣病。台湾在1960-1970 年代，同样地，也急速的发展工业；同样地，工业废水也未经处理，就排入河川及沿岸。为何台湾能够倖免于发生中毒的案例呢?由以上我们的研究，可以了解是由于种种生态的因素，使得台湾的河川及沿岸虽然受到工业废水及都市污水之污染，却没有产生足够让人吃了会中毒的鱼贝類。其中生态之因素包括；
(1)台湾的地形，中央山脉高达2,000∼3,000 公尺，然而河川却常短于100公里，坡度极大，中间又少湖泊，污水常常直接冲入沿岸，很少沈积于河床。
(2)台湾一般多雨，尤其夏季常有颱风及暴雨，台湾的河川坡陡流急，坏处为河川整治甚为困难，但是如有污染物，易被暴雨冲走，不会一季一季的累积在河床。
(3)台湾海岸线平直，少有内湾，不是内海养殖之好場所。但是由河川冲來之污染物，不易停滞在沿岸，很快即被海水稀释。台湾沿海极不易发生類似”红潮”之案例。
(4)台湾的气温，常在20∼30℃，污染物较易分解。
(5)台湾沿岸之水温，周年常在20℃左右，鱼贝類成长较快，台湾的牡蛎大约放养1-2 年即被收成，养殖鱼贝類超过1-2 年的不多，不像国外许多冷水地区放养超过3-5 年的甚多。因此，台湾养殖的鱼贝類常常没有足够的时间來累积重金属或农药。
整体而言，台湾的环境，使得河川及沿岸的鱼贝類，在环境受到污染时，要就是”死”，要就是”活”，比较少在”残存”的狀态下，继續累积毒物。这些因素使台湾能倖免于吃到”累积环境毒素”的鱼贝類。
七、讨 論
1.台湾之环境科學，需要国人自己实地研究
由以上之研究实例，可知环境科學之研究，必须先了解地方之实况，才能进一步的讨論环境保护或改进。虽然我们已经知道台湾许多工廠排出之废水皆未经处理，含有许多毒物，依照一般生物學常識，应该会多量累积在生物体中。但是因为台湾之特殊地理环境－河川短促，有干雨季之差别，海岸地形之特殊，乃使得台湾产牡蛎只含甚少之毒物。因此在台湾，工廠废水之处理與国外应该不一样。在考虑整个环境科學时，许多因素，如气候、地理狀态、农业與工业发展的形态，人口的分布，种种生态因素都应考虑进去。虽然基本學理可以引用国外之知識，但是环境之不同，生物即受到种种不同之影响，台湾之环境科學需要国人自己实地去研究。
2.环境科學需要「长期研究」與「學科整合」
环境科學的研究，如同其他科學一样，需要长期有系统的研究，方能对整体情况有所了解，除此以外，學科的配合，对于环境科學尤为重要。例如笔者等一系列之研究，主要系以物理、化學方法，去测定台湾河川及沿岸水质之特性；但是需要许多生物學之知識，方能了解其对鱼類之影响；更需要了解气候，自然环境，人類活动等知識，才能全盘的了解事实真相。另外，在研究初期所得之结果常常只为片斷之知識，必须经由长期的实验，将各个片斷連接起來，才能窥其全貌。因此在将來，我国环境科學之研究，各个學科应该如何配合，如何长期而有恒之研究，乃为一极重要之课题。
八、參考资料
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5. Acute toxicities of Po-Tzu river water and the mass mortalities of cultured shellfishes. J. Fisheries Society of Taiwan, 4(1): 73-83, 1975.
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9. The occurrence and seasonal variations of Na, K, Ca, Mg and heavy metals in Taiwan’s oysters and clams. Bull. Inst. Zool., Academia Sinica, 18(1):11-20, 1979.
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