從一粒鹽的生成看物理世界

參觀鹽田時,我們會驚訝於鹽田方格子裏不斷的有鹽增生,像是變魔術一樣,然後拿著工具推一推,就可以在池子裡面推出一小丘的鹽。鹽是從海水蒸發後產生,但實際的道理究竟為何?恐怕大家也摸不著頭緒!讓我舉一個典型的鹽田作業程序,帶大家一窺鹽田施作的奧妙吧。

一個生產單位的鹽田約24000平方公尺,長寬400×60公尺,前頭幾乎看不到尾端,由此可以想像鹽田的廣大,而且僅由2個鹽工操作。那麼,2個人力是如何看顧這一大片的鹽田呢?

鹽田的結構包括整齊劃列的大、小蒸發池及結晶池等3個部分,且自成一套給水與排水系統。海水最先引入大蒸發池,大蒸發池又細分5格,經曝曬後濃度不斷提升,鹽工再引入下一格。約十幾天曝曬之後,海水經大、小蒸發池的各個階段,最後濃縮至足以結晶的濃度時放入結晶池,然後等待結晶收鹽。通常鹽工上午巡水路,調節鹽埕格子的滷水量,下午在結晶池收鹽。這個縝密設計的鹽田結構,能夠讓鹽工井井有條的安排曬鹽的工序。

滷水不斷地引入下一格鹽田,這個程序稱為過滷。鹽格子設計閘口,閘片拉開,滷水就會潺潺流入。鹽田有高低落差,正是物理學原理「地心引力」的作用讓滷水順勢往下。不過鹽田並非由高往低一路到底的設計,如果鹽田結構一路向下,頭尾兩端落差將超過2公尺,每逢大雨甚至海水倒灌時順勢溢流至結晶池,損失將更為慘重。

因此在鹽田設計上,大蒸發池尾端要流入小蒸發池時須將地勢提高,作為隔水牆,到小蒸發池後再順勢往下至結晶池。但是這一段落差需要汲水往上,過去鹽工利用水車汲水,耗費數小時才能注滿小蒸發池。民國50年代,風車應用至鹽田,海邊風大,可以帶動風車葉片揚滷;後來,電動馬達普及,鹽工只要按下開關,甚至定時啟動,滷水即滾滾注入,省去大半人工。

曬鹽怕雨!有一句俗諺說「曝鹽人與耕田異,不乞雲霓只乞晴」,人家農人是下雨拼命躲,曬鹽人則是往鹽田衝,一面搶收鹽,一面保滷水。所以,為什麼鹽田要細分成大大小小的格子?因為滷水被雨水沖淡之後,可以導回前面的階段,雖然落後幾個工作天,但是保住一些滷源,不致因一場雨讓十幾天來的曬滷功虧一簣。這對於台灣海島型多雨的氣候,可說是非常適切。

海水曝曬成鹽,是一個單純的物理現象,但是鹽田的設計將海水蒸發過程推衍出看似複雜,卻只需少數人力就可以運作得宜的機制。台灣是一個長年多雨的海島型氣候,本不利曬鹽,卻在精緻的鹽田設計與鹽工經驗操作下,使得鹽業延續三百多年之久。

七股頂山鹽田結晶池(圖片來源:方俊育攝於2002年)

▲七股頂山鹽田結晶池(圖片來源:方俊育攝於2002年)

(本文由科技部補助「海洋與環境變遷」執行團隊撰稿)
責任編輯:王御風∣國立高雄海洋科技大學 基礎教育中心
審校:蔡炅樵∣嘉義縣布袋嘴文化協會

名詞解釋

  • 蒸發池:鹽田結構中前面曬滷階段的鹽田,又分為大、小蒸發池;標準的土盤鹽田設計,大蒸發池又可再細分為五階段(或稱五坵),小蒸發池則細分為三階段(或稱三段)。
  • 結晶池:鹽田結構的最後結晶產鹽階段。海水經過大小蒸發池不斷曬滷濃縮,最後達飽和濃度即可放入結晶池產鹽,鹽結晶至一定產量後,鹽工即可下結晶池收鹽。
  • 過滷:曬鹽過程中,引海水入鹽田之後,隨著海水蒸發而增高濃度之滷水,須在適當時機導入下一個曝曬階段直到結晶池的過程稱之。
  • 鹽田風車:鹽田結構中,大蒸發池到小蒸發池的過滷階段因地勢升起,須由人工或水車揚滷,民國50年佳里人陳登發發明風車,以風力帶動葉片傳動揚滷,逐漸取代水車,改善鹽工勞動甚鉅。

延伸閱讀

  1. 張復明、方俊育著,《台灣的鹽業》。台北:遠足文化,2008年。
  2. 蔡炅樵主編,《台灣。鹽》。台南縣北門鄉:雲嘉南濱海國家風景區管理處,2009年。

本文作者:方俊育

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