水環境教育研習會

1. 水環境教育研習會 台灣水資源與議題分析 演講人：王敏昭 教授 中華民國94年12月3日

3. 計畫工作項目 • （一）浮游生物調查 • （二）水質調查及採樣分析 • （三）水質管理資訊系統整合 • （四）集水區土地利用變遷分析 • （五）水庫集水區治理之水質效益評估

4. 德基水庫斷面及入庫溪流採樣站位置

5. 德基水庫集水區河川採樣站位置

6. 水質檢驗項目與檢驗方法

7. 水溫檢測方法 • 現場水溫之測定可以經校正之溫度計、倒置式溫度計（Reversing thermometer）或其他適用於溫度測量之儀器測量之。

8. 水中溶氧檢測方法－疊氮化物修正法 • 水樣中加入硫酸亞錳溶液及鹼性碘化物－疊氮化物溶液後，生成氫氧化亞錳沉澱，水中溶氧將氫氧化亞錳氧化成較高價之錳氧化物。將水樣酸化後碘離子與錳氧化物反應產生與溶氧同當量之碘，以硫代硫酸鈉滴定溶液中之碘，即可求得溶氧量。

9. 水中氫離子濃度指數測定方法－電極法 • 利用玻璃電極及參考電極，測定水樣中電位變化，可決定氫離子活性，而以氫離子濃度指數（pH）表示之（於 25 ℃，理想條件下，氫離子活性改變 10 倍，即改變一個 pH 單位，電位變化為 59.16 mV）。 pH測定儀

10. 水中導電度測定方法－導電度計法 • 導電度（Conductivity）為將電流通過 1 cm2截面積，長 1 cm 之液柱時電阻（Resistance）之倒數，單位為 mho / cm，導電度較小時以其 10-3或 10-6 表示，記為mmho / cm 或 μmho / cm 。導電度之測定需要用標準導電度溶液先行校正導電度計後，再測定水樣之導電度。 導電度計

11. 水中濁度檢測方法－濁度計法 • 在特定條件下，比較水樣和標準參考濁度懸浮液對特定光源散射光的強度，以測定水樣的濁度。散射光強度愈大者，其濁度亦愈大。

12. 水中總溶解固體及懸浮固體檢測方法－103℃～105℃乾燥水中總溶解固體及懸浮固體檢測方法－103℃～105℃乾燥 • 將攪拌均勻之水樣置於已知重量之蒸發皿中蒸乾，移入103～105 ℃之烘箱續烘至恆重，所增加之重量即為總固體重。另將攪拌均勻之水樣以一已知重量之玻璃纖維濾片過濾，濾片移入103～105 ℃烘箱中乾燥至恆重，其所增加之重量即為懸浮固體重。將總固體重減去懸浮固體重或將水樣先經玻璃纖維濾片過濾後，其濾液再依總固體檢測步驟進行，即得總溶解固體重。

13. 水中陰離子檢測方法－離子層析法 • 水樣中之待測陰離子，隨流洗液流經一系列陰離子層析管柱時，因其與強鹼性陰離子交換樹脂間之親和力不同而被分離，分離後再流經一高容量陽離子交換樹脂抑制裝置，而被轉換成具高導電度酸之形態，移動相溶液則轉換成低導電度之碳酸。經轉換後之待測陰離子再流經電導度偵測器，即可依其滯留時間及波峰面積、高度或感應強度予以定性及定量。

14. 離子層析儀

15. 水中硬度檢測方法－EDTA 滴定法 • 在含有鈣和鎂離子且 pH 值維持在 10.0 ± 0.1 的水溶液中，加入少量指示劑(如 Eriochrome Black T 或 Cal-magite)後，水溶液即呈酒紅色。若以乙烯二胺四乙酸(ethylenediamine-tetraaceticacid ，簡稱 EDTA)之二鈉鹽溶液滴定水溶液，至所有的鈣和鎂都被螯合時，溶液由酒紅色轉為藍色，即為滴定終點。

16. 水中鹼度檢測方法－滴定法 • 水之鹼度是其對酸緩衝能力(Buffer capacity)的一種度量。將水樣以校正過之適當 pH 計或自動操作之滴定裝置，並使用特定之pH 顏色指示劑，在室溫下以標準酸滴定樣品到某特定的 pH 終點時，所需要標準酸之當量數即為鹼度。

17. 水中氨氮檢測方法－靛酚比色法 • 含有氨氮及銨離子之水樣於加入次氯酸鹽（Hypochlorite）及酚溶液反應，生成深藍色之靛酚（Indophenol），此溶液之顏色於亞硝醯鐵氰化鈉溶液（Sodium nitroprusside）之催化後會更加強烈。使用分光光度計於波長 640 nm 處進行比色分析，即可求得水樣中氨氮之濃度。

18. 凱氏氮之消化與流動注入分析法－類靛酚法 • 將水樣置於塊狀消化裝置（Block digestor）中，以硫酸及硫酸銅（催化劑）之混合液消化。樣品中源自生物之含氮物質，如胺基酸、蛋白質與胜肰（peptides）可被轉化為硫酸銨，將已消化之含銨水樣注入含磷酸二鈉鹽鹼性緩衝溶液之流動注入分析（Flow injection analysis， FIA）

19. 系統之設備組裝架構中，此線上中和系統將銨離子（NH4+）全部轉化成氨（NH3），同時防止未耗盡之硫酸影響其後對pH值敏感之發色反應效果。生成之氨和水楊酸鹽（Salicylate）以及次氯酸鹽（Hypochlorite）共熱後產生藍色化合物，此藍色強度與氨濃度成正比並於加入亞硝醯鐵氰化鈉（Nitroprusside）後會更加強烈，此藍色物質於 660 nm 波長量測其波峰吸光值並定量水樣中之凱氏氮濃度。

20. 水中總有機碳檢測方法－燃燒／紅外線測定法 • 水樣均勻攪拌及適當稀釋或減量後，經由微量注射針注入一內含催化劑（如氧化鈷、鉑金屬、鉻酸鋇） 的加熱反應器內，水分會揮發掉，有機碳被氧化產生二氧化碳和水，無機碳轉換成二氧化碳，將這些二氧化碳以載流氣體送至非分散式紅外線分析儀，檢測所得為總碳濃度。另外，將水樣經由微量注射針注入另一個可將樣品酸化的反應器內，在酸性的條件下，僅無機碳轉換成二氧化碳，利用非分散式紅外線分析儀可測得無機碳濃度，再由總碳濃度減去無機碳濃度即為總有機碳濃度。

21. 或者，可利用酸化將樣品中的碳酸鹽類轉換成二氧化碳，由吹氣的方式將二氧化碳吹除，然後再將樣品注入內含催化劑的加熱反應器分析，此時樣品中只含非揮發性有機碳；若要得到真正的總有機碳則需再檢測揮發性有機碳。或者，可利用酸化將樣品中的碳酸鹽類轉換成二氧化碳，由吹氣的方式將二氧化碳吹除，然後再將樣品注入內含催化劑的加熱反應器分析，此時樣品中只含非揮發性有機碳；若要得到真正的總有機碳則需再檢測揮發性有機碳。 *註ㄧ：檢測總有機碳的方法及儀器有兩種或兩種以上的模式來分析總碳及總有機碳的濃度，可用一樹狀圖來了解總碳及總有機碳的關係。

23. 總有機碳測定儀

24. 水中生化需氧量檢測方法 • 水樣在 20 ℃ 恆溫培養箱中暗處培養 5 天後，測定水樣中好氧性微生物在此期間氧化水中物質所消耗之溶氧（Dissolved Oxygen，簡稱DO），即可求得 5 天之生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，簡稱BOD5）。

25. 水中化學需氧量檢測方法─重鉻酸鉀迴流法 • 水樣加入過量之重鉻酸鉀溶液迴流煮沸，剩餘之重鉻酸鉀，以硫酸亞鐵銨溶液滴定；由消耗之重鉻酸鉀量，即可求得水樣中之化學需氧量 ( Chemical Oxygen Demand ，簡稱 COD )， 以表示水樣中可被氧化有機物之含量。

26. 水中葉綠素a檢測方法－丙酮萃取法 • 水樣經過濾後，以90％丙酮溶液萃取其中之葉綠素ａ，再以分光光度計測得萃取液之吸光值，最後依吸光值計算水樣中葉綠素ａ含量。

27. 水中磷檢測方法－分光光度計／維生素丙法 • 水樣以硫酸、過硫酸鹽消化處理，使其中之磷轉變為正磷酸鹽之形式存在後，再加入鉬酸銨、酒石酸銻鉀，使其與正磷酸鹽作用生成一雜多酸 － 磷鉬酸(phosphomolybdic acid)，經維生素丙還原為藍色複合物鉬藍(molybdenum blue)，以分光光度計於波長 880 nm 處測其吸光度定量之。水樣如未經消化處理，所測得僅為正磷酸鹽之含量。

28. 水體透明度測定方法 • 透明度（transparency）是指光線能夠穿透水之程度。本方法係利用直徑 20～30公分之白色圓盤，又稱沙奇盤（Secchi disk）沈入水中，量測其可見距離，即為水體之透明度，又稱沙奇透明度（Secchi transparency）。 沙奇盤

29. 水中金屬元素萃取消化法－微波輔助酸消化法 • 本微波消化法是一種以效能為指標之方法（Performance based method），藉由濃硝酸或濃硝酸及濃鹽酸等消化液之使用，再配合微波加熱技術，進行水中金屬元素之萃取消化反應。 微波消化爐

30. 感應耦合電漿原子發射光譜法 • 本方法利用連續式或同時式感應耦合電漿原子發射光譜儀，搭配側向(Radial/Side-on)或軸向(Axial/End-on)之譜線觀測，來進行樣品中多元素的測定。樣品經霧化後，所形成的氣膠(Aerosol)藉由載送氣流輸送至電漿焰炬，經由無線電波(Radio-frequency)感應耦合電漿的加熱，將各待測元素激發。由各激發原子或離子所發射出的光譜線，經由光柵(Grating)分光，分解出各特定波長的發射譜線。各譜線的強度，再由光檢器(Photosensitive devices)予以偵測。

31. 感應耦合電漿原子發射光譜儀

32. 濁度 (NTU)

33. 總磷 (μg/L)

34. 磷酸鹽(μg/L)

35. 懸浮固體(mg/L)

36. 總固體(mg/L)

37. 92-94年梨山地區雨量統計 雨量(mm) 月份

42. 台灣河川污染現況與原因 • 乾淨清澈的河水，常常會因為颱風、土石流或是大雨將垃圾、沙泥等沖入河裏而污染水源，不過，最主要的水污染原因，還是家庭、工業排放出來的污、廢水，以及農、畜業所產生的污水和垃圾滲出的污水等。

43. 當這些污染源所產生的數量，超過河川所能承受的範圍，便形成水污染，一旦水污染的情形愈來愈嚴重，河水就很難再恢復清澈的原貌了。台灣地區每天所產生的污水量甚大，大部分的河川、湖泊及海洋已經受到不同程度的污染，然而水質的好壞會直接影響到我們的生活品質，所以，我們不僅要節約水源，更要保護珍貴的水資源。

44. 河川污染現況 • 台灣自來水普及率相當高，然而水質卻日益惡化，從都市到鄉村，民營供水站林立，就大高雄地區而言，「買水」幾乎已成為家家戶戶生活的一部分，其肇因於台灣河川受污染的情況嚴重。

45. 自來水淨水廠，雖已將水中某些雜質或污染物過濾，然而來自水源處的污染物、有害物質，不是單單淨濾即能有效處理，有些有機物尚留存在自來水中，最佳方法是保持水源的潔淨；另方面，設若水質能全面的淨化過濾，但在自來水輸送管中，其管路或用戶終端水塔也會滲入有害物質破壞水質。自來水淨水廠，雖已將水中某些雜質或污染物過濾，然而來自水源處的污染物、有害物質，不是單單淨濾即能有效處理，有些有機物尚留存在自來水中，最佳方法是保持水源的潔淨；另方面，設若水質能全面的淨化過濾，但在自來水輸送管中，其管路或用戶終端水塔也會滲入有害物質破壞水質。

46. 台灣民生用水安全性，最大問題在水源污染嚴重，高屏溪污染事件，告訴我們人為因素始終是禍首。台灣民生用水安全性，最大問題在水源污染嚴重，高屏溪污染事件，告訴我們人為因素始終是禍首。 • 臺灣地區大小河川計129條，其中主要河川21條，次要河川29條，普通河川79條。環保機關在主、次要河川定期進行水質監測，並以溶氧量、生化需氧量、懸浮固體及氨氮等四個水質參數評估污染程度。

47. 行政院主計處於94年5月12日所發布的「國情報告」中提及93 年臺灣地區50 條重要河川2,904 公里長度中，未（稍）受污染比率64％，較92 年增加4.6個百分點，中度污染18.7％及嚴重污染7.6％，則分別較92 年增加7.4 及減少8.2 個百分點。

48. 資料來源：行政院主計處 http://www.dgbas.gov.tw/環境保護署「中華民國臺灣地區環境保護統計年報」

49. 卡爾森水體優養等級指數(Carlson trophic state index ,Carlson TSI) • 根據水體中葉綠素a含量、透明度及總磷，分析其間關係，分別加權處理，由下列公式計算出優養指數值 • 式中總磷濃度單位(g/L)，透明度單位(m)，葉綠素a濃度單位(g/L)

50. 平均前述所得各值，即是整體之實際指數值。經 Carlson 調查結果歸納出下表。