乾淨的河、湛藍的海 - 淡水河流域廢棄物快篩調查成果
圖、文/胡介申(原荒野保護協會海洋專員，現任顧問)、徐筱珺(棲地守護部 海洋專員)
淡水河排放塑膠全世界#16，真的嗎?
海洋中的塑膠廢棄物近年被視為僅次於氣候變遷的重大環境問題，2015年聯合國明確將減少海洋塑膠污染納入永續發展目標（Sustainable Development Goals, SDGs）的第14項目標。但海洋環境本身不會生產垃圾，海廢的解方都在陸地，而河川則是地表水圈循環系統中的重要命脈，亦被視為減少海中陸源廢棄物汙染的關鍵。
2015年Jambeck等人(註1)參考世界銀行數據，估算2010年五大洲沿海50公里的人口每年約產生1億噸塑膠垃圾，其中約1/3因管理體系而不佳進入環境，最後約有400-1270萬噸的塑膠垃圾進入海洋。2017年Lebreton等人(註2)使用相同資料庫，以流域為概念建構塑膠垃圾入海的數理模式，並據此提出20條排入最多塑膠垃圾入海的河川，其中86%的流入量來自亞洲大陸，而我國之淡水河於此汙染排行榜之第16名，估計每年排放1.5萬噸塑膠進入太平洋。
面對學術界提出的這套理論，台灣目前仍未有實際針對河川垃圾的田野調查來支持或反駁這項嚴肅的指控。荒野保護協會投入淨灘與海廢減量工作逾十五年，深知海洋本身不生產垃圾，海廢的解方都在陸地。而河川是串連土地與海水的血脈，淡水河則是協會關注河川廢棄物的最佳起點。經過一整年的策劃與執行，結合海廢快篩技術、地理資訊系統與水文學概念，設計淡水河水系與周邊海岸的垃圾調查計畫，並籌組一支機動能力強大的河川快篩調查隊，完成全台首次大尺度、系統性的河川廢棄物及海洋廢棄物調查，由海岸向上溯源，繪製一份淡水河流域的垃圾熱區地圖。
如何從海廢上溯到川廢？來自日本的經驗
當海廢成為國際間近十年熱到發燙的科學研究領域、河川廢棄物則被視為是近三年逐漸升溫的明日焦點。與我們相鄰、人文與水文環境也有諸多相似的日本，「川廢」(川ごみ, Kawagomi)在近十年的發展下，已在政府(中央與地方水利部門)、公民(流域治理平台與淨河組織)與產業(在地企業)三方共同關注下，形塑成一個熱絡參與的議題。因此在2019年底，荒野保護協會舉辦兩天一夜的「河川廢棄物快篩技術工作坊」，邀請兩位日本學者來台分享，並在淡水河畔進行調查實務上的交流。其中鹿兒島大學的藤枝繁教授曾在2007年以一整年的時間，獨自騎乘單車1092公里，調查瀨戶內海13條大河的垃圾分佈，並估算出瀨戶內海整體逸散廢棄物的存量與收支關係。而另一位授課講師，大阪商業大學的原田禎夫教授則是將藤枝教授開發的調查手法轉化成在地公民的科學調查與守護行動，在京都旁一條名為「保津川」的重要河流，進行定期淨溪、手機app監測調查與減塑倡議的NGO行動，並發起河川上游的龜岡市成為日本第一個塑膠袋付費購買的城市。而荒野保護協會也募集7個分會近30位經驗豐富的夥伴受訓，借助各縣市夥伴在不同領域的經驗，共同商討如何把國外第一手的經驗轉化為適合臺灣河川環境的調查手法。除了於室內課程安裝測試調查相關軟硬體設備，也實際選定一段河岸進行演練，集中的技術課程能確保未來調查數據具備科學上的一致性。
在河邊騎單車找垃圾-低碳、無紙、兼健身的川廢調查手法
經過密集的討論、測試與修正，今年度的調查計畫共包含河岸快篩、河口海岸快篩、河岸垃圾累積量調查、河岸垃圾體積重量轉換係數共四個項目。以下簡述各項目之實驗方法：
(1) 河岸廢棄物快篩調查：
於淡水河主流、三大支流規劃連續帶狀穿越線，經過團隊討論與測試，由受訓之調查員2-3人一小組，以騎乘單車(以共享單車YouBike為主)(圖1)的方式，騎乘於淡水河流域沿線之單車道、河堤道路與橋樑，記錄河堤內之人造垃圾現存量體資訊、優勢垃圾類別與數項環境地理資訊。調查範圍長度涵蓋淡水河、大漢溪、新店溪、基隆河主要河道之左右岸共242公里，寬度為左右兩側堤頂、蹌台或河岸道路(視調查員於現場之可及性)往內側河道中央延伸，視線所及之範圍(圖2)。線段劃設參考內政部國土測繪中心>國土測繪圖資服務>國土利用調查>第4類水利所提供之淡水河河道數化圖層，以地理資訊系統軟體進行等距裁切，每500公尺設一個穿越線，共484個穿越線。
圖1- 騎乘uBike進行川廢快篩
圖2- 河岸垃圾目視調查範圍
(2) 河口海岸廢棄物快篩調查：
於淡水河出海口左右岸分別設置連續帶狀穿越線，由調查員3-5人組成一小組，以沿海岸線步行方式，記錄特定海岸範圍內之人造垃圾現存量體資訊、優勢垃圾類別與海岸寬度等地理資訊。調查範圍長度涵蓋河口左右岸各19.5公里(合計39公里)，寬度由海濱至海堤、植被或沙丘，每500公尺設一個穿越線，共78個穿越線。線段劃設參考內政部營建署公布之海岸線數化圖層，以地理資訊系統軟體進行等距裁切。
在統計設計上，有別於2018-2019執行環島海岸快篩時固定間隔10公里的系統抽樣(systematic sampling)，本次採用連續不間段的普查(census)，每500公尺記錄一筆數據，其中垃圾量體的紀錄方式沿用2018-2019海岸快篩調查的目視定量法，但為了兼顧調查員行進間的流暢性與數據的準確性，對部分細節稍有修正。研發團隊將垃圾計量的單位由90公升特大號黑色垃圾袋，縮小為雙北地區通用的14公升垃圾專用袋，透過重複的撿拾、計量與觀察，讓每位調查員熟悉1個裝滿的14公升袋中垃圾量的空間概念(圖3)。依據以往海岸調查經驗，在最乾淨與最髒亂環境中垃圾體積範圍極大，差異可達到103，因此本次嘗試以非線性的單位：以2為底數的對數尺度(logarithmic scale)來紀錄500公尺範圍內的垃圾體積。換句話說，紀錄垃圾袋數的選項最小從0.5袋開始倍增至1袋、2袋、4袋、...、2048袋。
圖3 - 一個14公升袋裝滿可容納之垃圾量
以上海岸與河岸所有調查點位透過Google My Maps之雲端共享功能，儲存至每位調查員智慧型手機之Google Maps。調查員在2020/2/28至4/14之間，以步行(海岸)與騎乘單車(河岸)方式仔細盤點紀錄垃圾量等資訊，並於沿線使用附加時間與經緯度紀錄功能之拍照軟體，拍攝每一穿越線之代表性照片與垃圾累積熱點照片，並於現場即時上傳至雲端空間儲存。此調查將可有效統計河口周邊海岸與河岸人造垃圾之現存量與分布情形，現場照片則有助事後確認與驗證。
(3) 淡水河岸人造垃圾累積量調查：
本計畫主要目標為盤點出現或存在於河岸與河口海岸之人造垃圾之現存總量(standing stock survey)，但考量淡水河水系為全台四季逕流量最穩定豐沛的河川之一，同時具有廣大的感潮河段，主流之潮差高達2-3公尺，河川中的水體動態對廢棄物的輸送與堆積應也會一定產生影響，因此於計畫中規劃執行一區段之「人造廢棄物累積量調查 / accumulation rate survey」。
累積量調查選定新北市淡水區八勢里淡水農場旁河岸潮間帶(此段為淡水河近出海口少數可步行接近之場域)，2020/2/28與2/29兩日沿河岸將70x6公尺範圍內垃圾全部移除，將中間50x6公尺作為調查樣區，之後連續6日(3/1-3/6)每日於最低潮時前往同一樣區移除每日隨潮汐或其他因素堆積於河岸的垃圾，並紀錄數量、體積與重量。
(4) 河岸廢棄物體積重量轉換係數：
本計畫於河岸調查所使用垃圾量體計算參數為體積，單位為公升。為了便於將此調查之數據與國內外相關研究比較以提高數據使用價值，本團隊於計畫中規劃進行一次「河岸廢棄物體積重量轉換係數調查」。調查樣區亦選定新北市淡水區八勢里淡水農場旁河岸潮間帶，於2020/2/28沿河岸將70x6公尺範圍內垃圾全部移除，並紀錄數量、體積與重量，以取得河岸廢棄物體積重量轉換係數(密度)。
快篩近300公里美麗水岸，普查流域垃圾總量
摘要呈現本計畫調查結果如下(表1)：
(1) 流域整體現存垃圾(河岸與河口海岸廢棄物)：
2020/2/28至4/14之間於進行562個穿越線調查，調查總長度281公里，共盤查紀錄648,326公升的廢棄物，可裝滿雙北市一般垃圾14公升專用袋為46,309袋。最常出現、最大量的三類垃圾分別為塑膠瓶罐、塑膠袋與免洗餐具/杯/吸管。
實際執行調查時，其中38.6%的調查範圍(108.5公里)為調查員可直接以步行或騎單車靠近水岸或是於視線幾乎無遮蔽的狀態下紀錄垃圾體積與類型；35.8%的調查範圍(100.5公里)中有局部因可及性不足、或一半以上視線被河岸植披等物體遮蔽而僅能調查剩餘範圍；另有25.6%的調查範圍(72公里)因無可接近路徑、人員安全、施工中、未開放場域(如汙水處理廠或商港)等原因而無法調查。無法調查的範圍將視為無效樣本，不納入樣本平均數等統計分析。
(2) 河岸垃圾：現存量與最常見類型
於淡水河主流與三大支流 之左右岸進行484個穿越線調查，調查總長度242公里，共紀錄181,825公升的廢棄物，換算為雙北市一般垃圾14公升專用袋為12,987.5袋。平均而言，目前淡水河流域可調查區段，每一百公尺之河岸上約有7.3袋垃圾，最常出現、數量最多的垃圾類型方面，前三名分別為塑膠袋(出現頻率59.9%)、塑膠瓶罐(出現頻率51.8%)、與免洗餐具/杯/吸管(出現頻率26.9%)。以上三類是在調查員填寫「"數量最多"的垃圾類型前三名」選項時，最常被記錄的垃圾類型。
(3) 河口海岸垃圾：現存量與最常見類型
於淡水河出海口左右岸各40公里進行78個穿越線調查，調查總長度39公里，共紀錄466,501公升的廢棄物，換算為雙北市一般垃圾14公升專用袋為33,321.5袋。平均而言，河口之左右側海岸可調查區段，每一百公尺上約有109.3袋垃圾，最常出現、數量最多的垃圾類型方面，前三名分別為塑膠瓶罐(出現頻率80.3%)、保麗龍等發泡材質(出現頻率77.1%)、與硬質漁業浮球(出現頻率60.7%)。
(4) 淡水河岸垃圾每日累積量
連續6日於同一河岸潮間帶清除與量測50x6公尺範圍內，因潮汐或其他因素新累積與堆積之人造垃圾，初步得知該河岸段之累積量為「每一百公尺之河岸單日(單次漲退潮間)約累積人造垃圾190件、重量約3.0公斤、體積約19.1公升」。
(5) 河岸廢棄物體積重量轉換係數
於新北市淡水區八勢里淡水農場旁河岸潮間帶，於將70公尺河岸內垃圾全部移除，並紀錄體積與重量，以取得河岸廢棄物體積重量轉換係數(密度)約為「1公升重量272公克」。
分析川廢藏匿熱點與成因，比較川廢與海廢差異
為了方便閱讀與掌握本調查結果，研發團隊將每500公尺穿越線的垃圾量由低至高區隔出乾淨、尚可、稍髒、髒亂、超髒五個等級尺度，分別可代表不同程度的垃圾量，並繪製出淡水河大範圍的流域廢棄物熱點分布圖(圖4)。由此圖與相關熱點照片可以看出淡水河水系的河岸垃圾明顯集中於下游感潮河段的特定區域(如右岸之關渡或左岸之八里)，原因可能為上游流經或外海漂入之垃圾在潮汐與水流與交互作用下纏繞、堆績或懸掛於紅樹林與蘆葦之根部或枝葉，形成所謂之「聖誕樹現象, Christmas tree effect 」(註3, 圖5)；而本團隊在下游淡水區八勢里進行的累績量調查發現僅百公尺的範圍內，單次潮汐間即可帶來190件、19公斤之垃圾堆積於河岸之潮間帶，顯示淡水河的流量、流向與潮汐對整體河川廢棄物的存量與收支關係扮演重要角色。
圖4 - 淡水河流域垃圾熱點地圖
圖5 聖誕樹現象, Christmas tree effect
相較於下游感潮區段主要垃圾類型是破碎的塑膠袋、塑膠瓶罐與保麗龍碎片，可藉由髒污的外觀判斷已漂流一段時日。越往中游河段上溯，則可發現垃圾量漸減，但免洗餐具(如飲料杯、便當盒)與吸菸相關垃圾(菸蒂、菸盒、打火機)的出現頻率卻增加，而且中上游的各類垃圾在外觀上也較無沾附泥沙或在環境中風化的痕跡，顯示此類垃圾被發現的當下距離被丟棄時間或丟棄地點均不會太遠，汙染源可能就是岸邊人為活動與周遭社區。值得注意的是調查團隊在淡水河(蘆洲)、大漢溪、新店溪與基隆河較隱蔽的河岸，均發現大量垃圾惡意棄置與傾倒的熱點(每500公尺垃圾量超過512袋)，遭棄置的垃圾類型有整袋的家庭垃圾、廢棄家具或裝潢營建等廢棄物。三條支流左右岸相比後，可發現大漢溪與新店溪較乾淨，而基隆河右岸(北投至七堵)的惡意棄置熱點則明顯較多，平均每500公尺河岸上有7.3袋垃圾。Weideman(註4)等人在南非橘河水系(Orange-Vaal River system)針對水面與水體漂浮垃圾的研究亦發現上游垃圾以完整可目視的垃圾為主，下游則是微小的塑膠碎片與微纖維較多，該研究認為相較於微塑膠，大型塑膠垃圾在河川中的移動能力可能有限。
將河岸快篩之484個穿越線之累績垃圾量與累績河岸長度由最髒亂排序至最乾淨，用以繪製累積曲線圖(圖6)，可發現淡水河岸垃圾之分布極為不均勻，90%的垃圾量集(可裝滿近1萬2千個14公升垃圾袋)中於10%的河岸段(僅22公里)；若切換視角，82%的河岸都是屬於乾淨或尚可等級。以上的資訊對於水利單位、淨灘團體與熱心公益的企業有很高的參考價值，只要加強對局部特定熱點的監控(中上游段)與持續清理(下游感潮段)，就能讓整體垃圾量大幅下降，同時減少河岸垃圾藉由降雨或潮汐進入河道與海洋的機會。
圖6 - 淡水河垃圾與河岸長度累積分佈圖
若比較海岸與河岸之主要垃圾類型與現場照片，則可發現在垃圾組成上有明顯之不同，海岸上主要垃圾是體積較大、容易漂浮的保麗龍等發泡塑膠(出現頻率77.1%)或硬質塑膠(60.7%)製成的浮球與船舶碰墊，亦出現比例不低的漁網與繩索(29.5%)，顯示最主要的來源可能與漁業或航運產業有關，並可能經過長時間與長距離漂移。河岸主要垃圾則是以密度與水接近、浮力較弱的塑膠袋(59.9%)為主，越往上游則可發現漂浮能力較弱的便當盒、飲料杯與易沉的菸蒂、菸盒之出現頻度逐漸增加，顯示其與鄰近地區的廢棄物處理及河川往下游的輸送有關。而浮力高的塑膠瓶罐(在瓶蓋緊閉且內有空氣的狀態下)則是所有海岸與河岸段均有最高的出現頻率。Fazey與Ryan(註5)針對南非主要城市與污染源(開普敦)與兩側鄰近海岸(0-200公里)的研究亦有觀察類似現象，浮力越弱的城市生活垃圾(如塑膠袋、菸蒂與吸管)進入海洋後通常會堆積於附近的海岸上。
Rech等人(註6)曾經在智利四條河流出海口左右岸抽樣調查具離河口0-9公里的垃圾密度，結果發現在塑膠、保麗龍與加工木材三類浮力較大的垃圾數量隨著遠離河口而遞減，顯示河川為汙染源頭，而垃圾擴散的方向則與盛行之風向有關。與本研究相比，本次調查未觀察到海岸垃圾的體積隨距河口遠近的梯度變化，但右側海岸(八里至蘆竹)的垃圾密度為左側海岸(淡水至三芝)之三倍，以地形來看，此段海岸主要面西北，沿近海域與河口沖出之漂浮垃圾亦可能受盛行之東北風吹送，往西北擱淺與堆積，造成左岸垃圾量較高。若比較兩側海岸出現頻率最高的主要垃圾，可發現左側海岸保麗龍的出現頻率較高；同時淡水河左岸的保麗龍出現頻率也較右岸高，可能均是因為保麗龍材質較輕亦受風力移動所致。
公開線上熱區地圖，開啟多方合作
在高度都市化的臺灣，近三分之一的人口居住於淡水河流域與周邊區域，如果這座島嶼是一顆不斷跳動的心臟，淡水河就是這套循環系統中最重要的一條動脈。過去的河川治理往往從治水防洪、水利工程或改善水質的角度來規劃，但我們如何在現有流域管理的思維中連結最末端的海岸與海洋，從源頭減少河川排放垃圾入海？
荒野保護協會已將首次完成淡水河流域快篩調查，並製作出熱點分布地圖，希望在全民熱衷於淨灘、行政院推動「向山致敬、向海致敬」等政策，重新建立人與環境的友善互動時，喚起社會各方對我國川廢議題的關注、討論與行動。
左起-荒野保護協會秘書長劉建隆、荒野保護協會徐筱珺、富邦人壽廣宣部陳姿瑛部長、荒野保護協會理事長劉月梅、海洋環境保育署海洋環境管理組陳鴻文科長、川廢快篩調查員廖建翊
註解：
- Jambeck, J., Geyer, R., Wilcox, C., Siegler, T., Perryman, M., & Andrady, A. et al. (2015). Plastic waste inputs from land into the ocean. Science, 347(6223), 768-771. doi: 10.1126/science.1260352
- Lebreton, L., van der Zwet, J., Damsteeg, J., Slat, B., Andrady, A., & Reisser, J. (2017). River plastic emissions to the world’s oceans. Nature Communications, 8(1). doi: 10.1038/ncomms15611
- Williams, A. T., and S. L. Simmons. (1996). The Degradation of Plastic Litter in Rivers: Implications for Beaches. Journal of Coastal Conservation, 2(1), 63-72. doi:10.1007/bf02743038.
- Weideman, E., Perold, V., & Ryan, P. (2020). Limited long-distance transport of plastic pollution by the Orange-Vaal River system, South Africa. Science Of The Total Environment, 727, 138653. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.138653
- Fazey, F., & Ryan, P. (2016). Debris size and buoyancy influence the dispersal distance of stranded litter. Marine Pollution Bulletin, 110(1), 371-377. doi: 10.1016/j.marpolbul.2016.06.039
- Rech, S., Macaya-Caquilpán, V., Pantoja, J., Rivadeneira, M., Jofre Madariaga, D., & Thiel, M. (2014). Rivers as a source of marine litter – A study from the SE Pacific. Marine Pollution Bulletin, 82(1-2), 66-75. doi: 10.1016/j.marpolbul.2014.03.019
表1：海岸與河岸廢棄物調查數據初步彙整
