兰阳平原地下水铁锰水文地球化学解析摘要
地下水为兰阳平原主要之用水来源,但近年来地下水普遍有铁、锰超过第二类地下水污染监测标准之情形,且多数水井使用久,因铁、锰化学特性,井管会有腐蚀或积垢趋势,常疏於维护,最後沦为废井,甚至成为地下水污染之途径,因此探讨地下水中铁、锰成为重要议题。本研究蒐集区域性地下水监测值,透过水质综合指标及图解法得出地下水特性,并利用各项统计方式观察数值分布情形,以文献佐证地下水铁、锰释放成因,最後进行水文地球化学模拟,分析水中铁、锰矿物相沉淀及结垢潜势,提出水井维护管理建议。结果显示,应用Monte Carlo模拟兰阳平原地下水铁、锰浓度,其累积机率分布图中,地下水铁、锰浓度分别有29.1%及22.4%机率超过第二类污染监测标准。另透过散布图分析,地下水铁、锰浓度与氧化还原电位呈负相关,氧化还原电位与溶氧呈正相关,锰浓度与铁浓度呈正相关,显示兰阳平原在铁、锰相对偏高的情况下,氧化还原电位通常为负值,且溶氧也为偏低之情形。根据水文地球化学模拟结果,兰阳平原地下水矿物相沉淀潜势,以铁化合物为主,其次为锰化合物,所有井之平均SI值皆大於0,其铁矿物相大小依序为磁铁矿、赤铁矿、针铁矿、Fe(OH)2.7Cl0.3,显示此四种矿物相於地下水中,容易因过饱和而产生沉淀及结垢现象,锰矿物相中则仅出现2口井有过饱和结垢倾向。而雨季及旱季之差异仅在於铁矿物相中,雨季之平均SI值大小依序为磁铁矿、赤铁矿、针铁矿、Fe(OH)2.7Cl0.3,旱季之平均SI值大小则依序为赤铁矿、磁铁矿、针铁矿、Fe(OH)2.7Cl0.3,故雨量多寡仅影响磁铁矿及赤铁矿出现不同的沉淀潜势。接着分析各监测井主要矿物结垢潜势後发现,磁铁矿及赤铁矿为兰阳平原主要结垢之铁矿物相,而经比对後列出赤铁矿及磁铁矿SI值皆较高之监测井,分别为(03)龙德工业区、(06)龙潭国小匏仑分校、(11)北区职业训练中心宜兰分部、(12)内城社区、(13)广兴国小及(16)万富国小,显示此6口井有较高之铁矿物结垢潜势,故建议能定期维护,加强洗井频率,减少因井壁结垢导致地下水回水率下降,造成水质异常状况。
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