本研究於106 年的 3 月份、5 月份、8 月份及 10 月份駕駛移動式 監測車,依不同採樣頻率,分別前往寶山水庫、鯉魚潭水庫、蘭潭水 庫、仁義潭水庫、阿公店水庫等,進行採樣工作。離島金門太湖水庫 以及金門榮湖水庫,在 4 月時,攜帶主要分析儀器前往執行現場採樣 分析;並從6 月份開始,由水廠寄送樣品至成大分析。離島馬祖儲水 沃水庫以及馬祖勝利水庫,則從 5 月份開始,由水廠寄送樣品至成大 分析,並於7 月時,攜帶主要分析儀器前往現場執行採樣分析工作。
在水庫現場採樣後,所有樣品均直接在移動式監測車內(在離島 則為水場內適當位置)進行現地檢測,檢測項目包含分子生物技術分 析(產毒微囊藻細胞數、產臭魚腥藻細胞數、產毒柱孢藻細胞數、總微 囊藻細胞數、總柱孢藻細胞數、產 2-MIB 臭味物質基因數、產 saxitoxin 蛤蚌毒素基因數以及微囊藻毒素基因表現量)、酵素免疫分析法 (ELISA) (微囊藻毒素、柱孢藻毒素以及蛤蚌毒素) 以及液相層析串聯 質譜儀(LC/MS/MS;分析神經毒素 BMAA)。本計畫亦將樣品攜回實 驗室,以氣相層析質譜儀(GC/MS)分析三種代表性臭味物質(2-MIB、
Geosmin 以及 β-cyclocitral)之濃度。
計畫中針對各項監測項目之數值皆與建議參考標準值做比較與 探討,其建議參考標準值之來源如表 3-5 所示。因目前各個國家針對
藻毒及臭味物質之規範不同,且沒有任何一個單位已制定所有項目的 規範值,例如澳洲對柱孢藻毒素有相關建議規範值,而世界衛生組織 並沒有,因此本計畫參考世界衛生組織、澳洲、紐西蘭及日本等國家 組織的規範值,作為本研究之參考建議值。
本計畫至期末報告為止監測之水庫、時間、及其優勢藻種如表 3-6 與表 3-7 所示。由表 3-6 中可以發現 5 月份、10 月份的寶山水 庫;8 月份的蘭潭水庫;8 月份、10 月份的仁義潭水庫;10 月份的阿 公店水庫;7 月份的馬祖勝利水庫及 7 月份的金門太湖水庫皆以微囊 藻為主,後續分子生物監測亦發現具產微囊藻毒素細胞的潛勢;而 5 月份的阿公店水庫則以擬魚腥藻為主,此藻種具有產臭之潛力。而由 表 3-7 中可發現,馬祖勝利水庫、金門太湖水庫及榮湖水庫多以柱孢 藻為主,後續分子生物監測亦發現具產柱孢藻毒素細胞的潛勢。
各水庫詳細監測結果相關結果將分述如後。
表 3-5 各項建議參考標準值之數值與來源
表 3-7 離島各水庫檢測時間及其藻類優勢種
3-4-1 寶山水庫
本團隊於107 年 05 月 21 日、08 月 07 日以及 10 月 15 日前往寶 山水庫進行現地採樣及監測工作。採樣點為取水口,如圖 3-31 所示,
採樣深度皆為水面下約0.5 公尺。
表 3-9、表 3-10 及表 3-11 分別為本年度 5 月、8 月及 10 月份 採樣分析之結果。
5 月份監測結果顯示(表 3-9),樣品中檢測出 2.9×102 cells/mL 之 總微囊藻細胞數,同時於顯微鏡鏡檢亦顯示 760 cells/mL 的微囊藻,
其中數據僅相差約2.6 倍,分子生物分析兩倍數值差異應在合理範圍 內、結果具有一致性。進一步探討微囊藻的生理特性,由分子生物技 術結果可得知,檢測出 2.9×102 cells/mL 之總微囊藻細胞中,有 1.6×102 cells/mL 具有產毒能力,顯示水體中具有產毒能力的微囊藻細胞約佔 總微囊藻的55%。然而,ELISA 的監測分析顯示,微囊藻毒素濃度低 於偵測極限(0.15 μg/L),進一步利用過往資料的單一產微囊藻毒細胞 的產毒量之結果(表 3-8)來推算,單一產微囊藻毒細胞的總產毒量(細 胞內+溶解態)為 0.6–1.5 pg/cell,因此水體中 1.6×102 cells/mL 的產毒 微囊藻細胞,推估其水體中可能存在的微囊藻毒素濃度約為 ND – 0.24 μg/L,本次分析於 ELISA 結果為 ND,因此顯示分子生物技術及 ELISA 分析數據結果具有一致性。分子生物技術監測的另五種監測目
標基因濃度(產臭魚腥藻細胞數、產毒柱孢藻細胞數、總柱孢藻細胞 數、產 2-MIB 基因套數及產蛤蚌毒素基因套數)以及本年度提升的微 囊藻產毒基因表現量,濃度皆低於偵測極限(約 50 cells/mL),由顯微 鏡鏡檢的結果亦無發現微囊藻、魚腥藻、柱孢藻以及具有產臭潛力之 藻種的存在,顯示水體中微囊藻毒素、柱孢藻毒素、蛤蚌毒素、geosmin 及 2-MIB 存在之風險甚低,且分子生物及顯微鏡分析數據結果具有 一致性。
在藻類毒素分析方面,移動式監測車係使用酵素連結免疫吸附分 析法(ELISA)執行,計畫中首先分析三種毒素(微囊藻毒素、柱孢藻毒 素以及蛤蚌毒素)之總量(含細胞內及溶解態),一旦於總量濃度高(通 常超過0.5 μg/L),則會進一步進行溶解態(通過 0.45 μm 之濾膜)濃度 之分析,以釐清毒素於細胞內外之分佈情形。由 ELISA 的監測結果 中顯示,總微囊藻毒素、總柱孢藻毒素以及蛤蚌毒素皆低於偵測極限,
顯示三種毒素的危害風險甚低。其結果亦顯示分子生物技術之結果與 ELISA 之監測結果一致。而在本年度提升的神經毒素 BMAA 的檢測 結果顯示,寶山水庫取水口、寶山淨水場原水及清水端的 BMAA 濃 度皆低於偵測極限(0.014 μg/L),顯示 BMAA 的風險低。
本計畫亦將樣品攜回實驗室,以氣相層析質譜儀(GC/MS)分析三 種代表性臭味物質(2-MIB、Geosmin 以及 β-cyclocitral)之濃度。相同
地,分析時亦進行總臭味物質濃度以及溶解態濃度之分析,以了解臭 味物質於細胞內外之分佈情形。分析結果顯示(表 3-9),寶山水庫水 體中未檢出 Geosmin 以及 2-MIB 濃度,此結果亦與分生技術中,未 偵測出產 2-MIB 以及 Geosmin 基因,結果一致。由於分子生物技術 僅需花費3 小時即可得到超過 30-96 個樣品結果,相對於氣相層析質 譜儀每一個樣品需花40 分鐘而言,分析速度更加迅速。
本次採樣時,亦發現水庫船屋凹槽處(圖 3-31)發現有輕微之藻華 的存在,因此當場取藻華點之水,進行分析。由於該採樣點距寶山水 廠原水取水口之位置約 30 公尺,為確保飲用水安全,本團隊並立即 前往寶山淨水場進行原水及清水的採樣及分析。
藻華點與淨水廠原水及清水的分析結果如表 3-9 所示,藻華點偵 測出含有2.1×104 cells/mL 之總微囊藻細胞數,其中有 1.8×104 cells/mL 屬於產微囊藻毒之微囊藻,分析結果顯示水體中之微囊藻約有 85.7%
左右具有產毒之功能。於 ELISA 的監測分析也測得 0.51 μg/L 之微囊 藻毒素,低於世界衛生組織建議之規範值(1 μg/L),進一步針對胞外 微囊藻濃度進行偵測,顯示大部分的微囊藻毒素存在於細胞體內,因 此若能在細胞未受破壞時將藻體去除,將可有效地降低微囊藻毒素的 危害風險。所幸寶山淨水場之原水及經處理後之清水皆未測出產毒基 因及微囊藻毒素,未影響飲用水安全,因此顯示民眾用水安全無虞,
但仍需加強注意此處藻類濃度之變化。
8 月份監測結果顯示(表 3-10),樣品中檢測出 8.5×103 cells/mL 之 總微囊藻細胞數,同時於顯微鏡鏡檢亦顯示 3,860 cells/mL 的微囊藻,
其中數據僅相差約2.2 倍,分子生物分析兩倍數值差異應在合理範圍 內、結果具有一致性。進一步探討微囊藻的生理特性,由分子生物技 術結果可得知,其中有 8.7×103 cells/mL 具有產毒能力,顯示水體中 所有的微囊藻細胞皆具有產毒能力。然而,ELISA 的監測分析顯示,
微囊藻毒素濃度低於偵測極限(0.15 μg/L),進一步利用過往資料的單 一產微囊藻毒細胞的產毒量之結果(表 3-8)來推算,推估 8 月份水體 中可能存在的微囊藻毒素濃度約為 5 – 13 μg/L,然而,本次分析於 ELISA 結果為 ND,因此推測微囊藻細胞並未執行產毒工作,一旦微 囊藻細胞開始產毒工作,可能帶來高濃度的微囊藻毒素危害,因此需 加強注意寶山水庫中藻類的變化。分子生物技術監測的另五種監測目 標基因濃度(產臭魚腥藻細胞數、產毒柱孢藻細胞數、總柱孢藻細胞 數、產 2-MIB 基因套數及產蛤蚌毒素基因套數)以及本年度提升的微 囊藻產毒基因表現量,濃度皆低於偵測極限(約 50 cells/mL),由顯微 鏡鏡檢的結果亦無發現魚腥藻、柱孢藻以及具有產臭潛力之藻種的存 在,顯示水體中微囊藻毒素、柱孢藻毒素、蛤蚌毒素、geosmin 及 2-MIB 存在之風險甚低,且分子生物及顯微鏡分析數據結果具有一致
性。從寶山淨水場原水及清水端的結果發現,原水及清水皆未檢測出 藻類毒素及臭味物質,8 月份藻類危害風險甚低,民眾用水安全無虞。
10 月份監測結果顯示(表 3-11),樣品中檢測出 5.7×103 cells/mL 之總微囊藻細胞數,同時於顯微鏡鏡檢亦顯示 1,920 cells/mL 的微囊 藻,其中數據僅相差約 3 倍,分子生物分析兩倍數值差異應在合理範 圍內、結果具有一致性。進一步探討微囊藻的生理特性,由分子生物 技術結果可得知,其中有 4.0×103 cells/mL 具有產毒能力,顯示水體 中約有 70%的微囊藻細胞具有產毒能力。而於 ELISA 的監測分析顯 示,水體中存在 0.59 μg/L 的微囊藻毒素,從寶山淨水場原水及清水 端的結果發現,原水仍存有 0.21 μg/L 的微囊藻毒素,經處理後,清 水則未檢測出藻類毒素,顯示民眾用水安全無虞。
分子生物技術監測的另五種監測目標基因濃度(產臭魚腥藻細胞 數、產毒柱孢藻細胞數、總柱孢藻細胞數、產 2-MIB 基因套數及產蛤 蚌毒素基因套數)以及本年度提升的微囊藻產毒基因表現量,濃度皆 低於偵測極限(約 50 cells/mL),由顯微鏡鏡檢的結果亦無發現魚腥藻、
柱孢藻以及具有產臭潛力之藻種的存在,顯示水體中微囊藻毒素、柱 孢藻毒素、蛤蚌毒素、geosmin 及 2-MIB 存在之風險甚低。
而在神經毒素BMAA 方面,其檢測結果顯示,寶山水庫取水口、
寶山淨水場原水及清水端,5 月及 8 月份的檢測結果皆低於偵測極限
(0.014 μg/L),顯示 BMAA 的風險低。然而,於 10 月份的寶山水庫、
淨水場原水及清水中分別檢測出0.77 μg/L、0.67 μg/L 及 0.56 μg/L 的 BMAA。由於 BMAA 被認為與引發肌萎縮性側索硬化症/帕金森氏症
淨水場原水及清水中分別檢測出0.77 μg/L、0.67 μg/L 及 0.56 μg/L 的 BMAA。由於 BMAA 被認為與引發肌萎縮性側索硬化症/帕金森氏症