頭前溪水質汙染　20年數據揭祕

頭前溪的水質究竟好不好？國立清華大學原子科學院工程與系統科學系教授吳順吉、碩士生蘇宥任以及博士生張侑勛，運用過去20年的政府在頭前溪的偵測數據進行分析，發現頭前溪在2008年以前屬於輕度汙染狀態，2009年以後「河川汙染指數」River Pollution Index (RPI)大幅下降，河川水質回復至健康等級，至今處於長期穩定狀態。

報告監測的數據包括了生化需氧量、溶氧量、氨氮及懸浮固體等四大指標，但河川底泥的重金屬成分並不在這份分析報告中。

吳順吉這次分析主要使用的是環境部與水利署過去20年的開放資料（open data），涵蓋頭前溪八個測站的月度監測紀錄，並結合中央氣象署的降雨資料，進行乾濕季差異的比較。結果發現，即使雨季和枯水期交替，懸浮固體濃度與降雨量之間並沒有顯著的相關性。

環境部在頭前溪的八個測站，從上游至下游依序是內灣吊橋、瑞昌大橋、寶山水庫取水口、竹東大橋、竹林大橋、中正大橋、頭前溪橋、湳雅取水口。為2005年至2024年間的水質偵測數據。

由於環境部的監測頻率為每月僅採樣一次，無法即時反映水質變化，因此吳順吉團隊又加入新竹市環保局從2024年起在頭前溪沿岸鹿寮坑溪鐵橋、興隆大橋、湳雅取水口三個測站的水質自動監測資料，新竹市環保局的採樣頻率每5分鐘一次，大幅提升了即時監測的敏感度，能觀察到過去月度量測無法揭露的水質變化。

河川汙染指數RPI分為1到10分，2分以下就是正常，2分以上就是汙染。分析發現，在2008年之前，頭前溪水質屬於輕度汙染，RPI數值可以達到2.5，從2009年以後，頭前溪水質RPI指數降到2以下，維持穩定至今。

「從數值上看，頭前溪是健康的，似乎沒什麼問題。但造就2009年後RPI的大幅下降背後緣由卻引發我們的好奇，於是我們就去翻找報章雜誌和一些過往紀錄，看看當時是否有採行一些措施導致改變發生，還真的找到一些促成改變的可能關鍵」。

經過資料梳理，發現前環保署（現為環境部）宣布2002年起為「河川污染整治年」，逐年投入資源整治全國重點河川，並成立水環境巡守隊，結合政府與民間力量持續監控。另針對工業、畜牧廢水、生活污水進行稽查、取締非法排放，並推動廢水處理設施升級與資源化政策，有效減少污染物排入河川。

此外，水環境巡守隊的志工及民間護溪團體大幅成長，他們參與巡檢、通報、淨溪等行動，形成綿密社區守護網，有效抑制偷排偷倒。或許就是上述作為，促成了RPI指數的下降。

分析並發現，近20年，頭前溪的生化需氧量、溶氧量及氨氮均呈現穩定，指標長期處於水質健康的水準，汙染指數主要是受到懸浮固體影響，懸浮固體主要成份是泥沙及人為汙染。

吳順吉原假設頭前溪的懸浮固體指數上升是由於降雨的擾動，因此特別參考中央氣象署設在頭前溪流域的太閣南、外坪、飛鳳山的自動雨量測站和中央氣象署新竹測站。提供了2005至2024期間降水量、降水時數、日照時數，最大瞬間風等資料進行分析。

分析發現，雖然有數個懸浮固體高峰與降雨量變化相符，但若長期平均，兩者並無顯著相關。

「這就是大自然！如果不是因為降雨，懸浮固體還是會飆升，是不是還有其他因素造成，至於是什麼還要再深入發掘。那故事要怎麼發展，這部分我們還沒有答案」，吳順吉強調，他尊重資料、實事求是，不輕易下結論。

吳順吉的初步結論包括：

1.自2010年起，頭前溪RPI指標下降，水質長期維持穩定狀態。

2.懸浮固體數值與氣候觀測資料部分趨勢相似，來源可能包含人為污染。

3.高頻率監測揭示過去月度資料未能捕捉的短期劇變，2024年某些月份出現劇烈變化，已達輕度污染。

4.每月量測頻率仍有局限，無法即時反映水質變化。

後續研究方向：

1.以5分鐘為觀測單位深入分析即時監測資料。

2.結合AI與大數據資料，找出各指標間的關聯性。

3.比較環保局高頻資料與環境部月度資料，推估長期趨勢。

4.發展水質變化預警系統。

提出兩項建議：

1.河川相關資料目前散見於環保署、水利署、環境部等單位，格式與更新頻率不一，整合困難，應建立統一平台以提升分析與決策效率。

2.在如工業區、人口密集區等高風險區，應增設感測點，並配合AI模型，進行測點改善與預警系統設計。

「我大學讀清華，研究所也讀清華，海外留學後，又回清華當老師，算一算，頭前溪水我也喝了幾十年了。」

「我是理工型的人，平時專注在工作上，多虧了清華大學這個大平台，讓我們有機會接觸到頭前溪的水質。」雖然語氣平實，不擅長文青語言，吳順吉仍透過長年對數據分析的專業，表達了他對頭前溪的深刻關懷。