水庫內造成優養化、藻華現象之關鍵污染物及污染型態

藻華現象(圖 2.2-1)是水質優養化現象之一，它是嚴重的水質優養化而表現在 特定水域的一種現象。因此，探討藻華現象即須從水質優養化著手。

造成一般水庫之水質優養化現象的原因有許多，往往是物理因子、化學因 子、和生物因子等一起作用的產物。水質優養化現象的前因主要是營養鹽(化學 因子)等污染物的流入水庫，這些污染物在水庫經由溫度、光度、水體水文等的 交互作用，再加上各種生物的參與，因而造就有利於某些藻類大量滋長的環境，

再透過食物網關係，水中生物質量於是增加。

雖然廣義上，水質優養化現象並不限於藻類的滋長，有些較淺的水域，在水 質優養化現象時所滋長的是水生植物，但是在國內的一般水庫水較深，尤其是前 述指定的十個水庫，其水質優養化現象所滋生的問題主要是浮游藻類的滋長，因 此問題的探討須從造成浮游藻類滋長的因素著手。

從文獻上了解，造成水庫水質優養化現象的最主要營養鹽(化學因子)因子有 磷、氮、矽鹽等污染物質，而以磷鹽所佔機率最高，氮鹽次之。但是要形成藻華 現象的因子除足夠高的磷鹽或氮鹽污染外，有些藻種的大量滋長需有特定的有機 污染物，因此，此時促成藻華現象的關鍵污染物是這些有機污染物。

圖 2.2-1 水庫之藻華現象

2.2.1 磷為關鍵污染物

發生磷鹽為關鍵污染物的情形機會比其他營養鹽高，主要原因係因在淡水環 境下，磷鹽含量相較於氮鹽常有偏低的情形。依 Redfield 比值原理，生物之平 均氮/磷分子比例為 16：1，在水庫之氮/磷比值大於此數值時，即會發生磷為關 鍵污染物的情形。

此外，磷的化學特性易使得水中的磷含量偏低。磷極易與一些化學物質形成 低溶解性的物質而沈澱於水體底部，與發生磷為關鍵污染物的情形與地質、水質 污染形態等有關，國外水庫有許多以磷為關鍵污染物的情形，所佔比率高於二分 之一。國內的水庫據質量平衡模式(Dillon and Rigler, 1974; Vollenweider, 1975) 推估，應多數以磷為關鍵的污染物居多，但是，許多水庫尚欠缺實際之驗證，有 待進一步分析予以確認。

2.2.2 氮為關鍵污染物

依前述氮/磷分子比例 16：1 之原則，水庫中氮鹽之含量若與磷之比例小於 此數值，則有氮為限制因子之可能。氮在水中有多種型態，一般常見者有硝酸氮、

亞硝酸氮、氨氮、有機氮等，由於這些不同型態之氮鹽係與水中污染程度以及氧 化還原狀態等有關，而與水中溶氧量及其在水體之分布有關，而有些藻類有偏嗜 某種特定型態之氮鹽的情形，使得氮為關鍵污染物之情況要比實際上之理論推想 要複雜許多。氨氮經硝化作用會減少水中之溶氧量，使得水體呈厭氧狀態，藻類 大量繁殖，造成優養現象。

國內雖然多數水庫之氮/磷分子比例低於 16：1，但是沒有實際之驗證並無法 確知氮非為關鍵污染物。而且，有些水庫水域在離污染較近之處，其磷污染物濃 度甚高，在此情形下，氮成為關鍵污染物的可能性即大增。

2.2.3 有機物為關鍵污染物

雖然依學理上磷和氮是藻類生長最主要的營養之一，但是有些藻類喜好有機 物作為營養源，它們直接吸收和利用有機物，因此，當水庫受有機污染物污染時，

有利於這些藻類之快速滋長。

有些藻類自身無法合成生長所需的維他命和一些有機酸等物質，它們需要自 外界吸收這些有機物作為其營養才能快速滋長。而這些有機物大多數由水中微生 物供應，藻類經由與微生物共生而得到這些營養物質。因此，當有有機污染提供 微生物之營養時，容易造成這些藻類的大量滋長，甚至形成藻華現象。據此，這 些有機物即成為造成為藻華現象的關鍵污染物。此情形常見諸於有些矽藻、金黃 藻、甲藻、鞭毛藻等所形成之藻華現象。

2.2.4 污染型態

磷雖被一般國人認為係國內水庫水質優養化所受污染之主要污染型態，但是 是否為藻類形成藻華現象之關鍵污染物則有待確定。不論磷、氮、或是有機物為 關鍵之污染物，其污染型態應係隨水庫之不同而有些差異。國內主要水庫所受污 染之型態尚需就收集過去之文獻及調查資料，經過進行分析後才能予以確定。圖 2.2.4-1 為水庫之藻類採樣情形。

圖 2.2.4-1 水庫之藻類採樣(940406 拍攝)