3-1 溫泉水陰陽離子分析
各溫泉水樣之陰陽離子、有機酸與溶解氣體之分析數據請見附錄表二，以下 分節說明之。
3-1-1 溫泉水陽離子分析結果
3-1-1-1 北台灣溫泉水主要陽離子分析結果
Na+ 濃度在地熱谷、富源溫泉、金山漁會與磺港四處溫泉濃度較高，介於 10 mM 與 32 mM 之間，其餘六處溫泉之 Na+ 濃度皆小於 1.4 mM；K+ 濃度在地 熱谷、富源溫泉、金山漁會與磺港四處溫泉濃度較高，介於 1.6 mM 與 6.7 mM 之間，其餘六處溫泉之 K+ 濃度皆小於 0.5 mM；Mg2+ 濃度在富源溫泉、金山漁 會與磺港三處溫泉濃度較高，介於 4.2 mM 與 6.4 mM 之間，其餘七處溫泉之 Mg2+
濃度皆小於 2.3 mM； Ca2+ 濃度在地熱谷、金山漁會與磺港三處溫泉濃度較高，
介於 4.4 mM 與 6.9 mM 之間，其餘七處溫泉之 Ca2+ 濃度皆小於 2.5 mM；Al3+ 濃 度在地熱谷、小油坑、七股與大油坑四處溫泉濃度較高，介於 3.2 mM 與 4.8 mM 之間，其餘六處溫泉之 Al3+ 濃度皆小於 1 mM 或低於偵測極限；Fe2+ 濃度在地 熱谷、磺港與大油坑三處溫泉濃度較高，介於 1270 μM 與 2036 μM 之間，小油 坑、富源與七股溫泉之 Fe2+濃度介於 720 μM 與 987 μM 之間，其餘四處溫泉之 Fe2+ 濃度皆小於 280 μM 或低於偵測極限；Fe3+ 僅在磺山、地熱谷、小油坑、
富源與大油坑等五處溫泉中測得，其中以富源與大油坑 Fe3+ 濃度最高，介於 194 μM 與 390 μM；NH4+
僅在磺山、硫磺谷與金山漁會等三處溫泉中測得，濃度 介於 31 μM 與 142 μM (圖 3-1)（附錄表二）。
41
42
43
3-1-1-2 東台灣主要陽離子分析結果
本研究分析的三處東部地區溫泉中，均以 Na+ 為主要陽離子 (圖 3-3)。Na+ 濃度以虎爺溫泉的 150 mM 最高，其次為安通與紅葉溫泉，Na+ 濃度約為 17 mM ; K+ 濃度介於 0.2 mM 與 5.3 mM，其中以虎爺溫泉之 K+ 濃度最高；Mg2+
僅於紅葉與虎爺溫泉水中測得，濃度範圍介於 0.1 mM 與 2.8 mM 之間；Ca2+
濃度介於 0.6 mM 與 2.8 mM ，其中以虎爺溫泉之 Ca2+ 濃度最高；Fe2+ 僅於 安通與虎爺溫泉水中測得，濃度範圍介於 2.5 μM 與 22.4 μM 之間，以虎爺溫 泉之 Fe2+ 濃度較高；Fe3+ 僅於紅葉與虎爺溫泉水中測得，濃度範圍介於 2.9 μM 與 10 μM 之間，以虎爺溫泉之 Fe3+ 濃度較高；NH4+
濃度於虎爺溫泉之 1037 μM 最高，其次為紅葉溫泉的 400 μM 與安通的 21.4 μM（附錄表二）。
比較東部 3 個溫泉中各種陽離子在總陽離子濃度中所佔的百分比來 (圖 3-4) ， 結果清楚顯示 Na+ 為主要陽離子，佔總陽離子的 88.6 ~ 92.7%，次要的陽離子則 包括 K+、Mg2+、Ca2+ 與 NH4+，大部分陽離子佔總陽離子的百分比在 4.4%以下，
唯有安通地區的 Ca2+ 可佔總陽離子的 10%。
3-1-1-3 南台灣主要陽離子分析結果
本研究分析的三處南部地區溫泉中，均以 Na+ 為主要陽離子 (圖 3-3)。Na+ 濃度以小滾水溫泉的 180 mM 最高，其次為關仔嶺與新養女湖溫泉，Na+ 濃度 介於 81 mM 到 97 mM；K+ 濃度以關仔嶺溫泉的 5.1 mM 最高，新養女湖與小 滾水之 K+ 皆小於 0.7 mM；鎂離子濃度介於 0.2 mM 與 0.5 mM 之間；Ca2+ 濃 度介於 0.1 mM 與 0.5 mM 之間；Fe2+ 僅於關仔嶺與小滾水溫泉水中有分析資 料，濃度範圍介於 3.4 μM 與 4.5 μM 之間，以小滾水溫泉之 Fe2+ 濃度較高；Fe3+
僅於關仔嶺與小滾水溫泉水中有分析資料，濃度皆低於偵測極限；NH4+ 濃度僅 於關仔嶺與小滾水溫泉水中有分析資料，以關仔嶺溫泉中的 428 μM 較高，小滾 水溫泉之 NH4+ 濃度低於 21 μM （附錄表二）。
以各種陽離子在總陽離子濃度中所占的百分比來比較南部 5 個溫泉水樣的化學
44
特徵 (圖 3-4)，結果清楚顯示 Na+ 為主要陽離子，佔有總陽離子的 94.1 ~ 99.8%，
次要的陽離子則包括 K+、Mg2+ 和 Ca2+，大多各佔總陽離子百分比的 1%以下，
唯有關仔嶺地區的 K+ 離子可佔總陽離子的 5.0%。
圖 3-3、東部、南部溫泉中陽離子濃度。縱軸為陽離子濃度，橫軸為溫泉採樣點 (1.安通、2.紅葉、3.虎爺、4.關仔嶺、5.新養女湖Ⅰ、6.新養女湖Ⅱ、7.小滾水Ⅲ、
8.小滾水Ⅳ)。
0 25 50 75 100 125 150 175 200
0 1 2 3 4 5 6 7 8
濃度(mM)
Na+
K+
Mg2+
Ca2+
Fe2+
Fe3+
NH4+
Na+ K+ Mg2+
Ca2+
Fe2+
Fe3+
NH4+
45
46
-47
以各種主要陰離子在總陰離子濃度中所佔的百分比來比較北部 10 個溫泉水 化學特徵 (圖 3-6)，可將溫泉分為三類，分述如下：
(1) 磺山、硫磺谷、小油坑與大油坑：以 SO42- 為最主要的陰離子，除了硫磺谷 佔 71% 之外，磺山、小油坑和大油坑的溫泉水中之 SO42- 均佔總陰離子含 量的 93%以上。
(2) 地熱谷、富源溫泉、金山漁會與磺港：以 Cl- 為最主要陰離子，其中地熱谷 溫泉水中的 Cl- 佔總陰離子的 70%，富源溫泉、金山漁會和磺港溫泉的 Cl- 濃 度皆各佔有總陰離子之 84% 以上。
(3) 龍鳳谷、七股： SO42- 與 Cl- 皆為主要的陰離子，所佔總陰離子的比例約為 一比一關係。
48
49
-50
51
3-1-3 有機酸分析結果 3-1-3-1 溫泉水中甲酸濃度
溫泉水中甲酸的濃度隨採樣地點整理於圖 3-9 中。僅在南部地區的關仔嶺、
新養女湖與小滾水Ⅳ水樣中可偵測到甲酸，濃度範圍在 5.4 到 15.9 μM 之間（附 錄表二）。
圖 3-9、各溫泉水中甲酸濃度。縱軸為甲酸濃度，橫軸為溫泉採樣點 (1.磺山、
2.龍鳳谷、3.硫磺谷、4.地熱谷、5.小油坑、6.富源溫泉、7.金山漁會、8.磺港、
9.七股、10.大油坑、11.安通、12.紅葉、13.虎爺、14.關仔嶺、15.新養女湖Ⅰ、
16.新養女湖Ⅱ、17.小滾水Ⅲ、18.小滾水Ⅳ)。
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
濃度(μM)
52
3-1-3-2 溫泉水中乙酸濃度
溫泉水中乙酸的濃度隨採樣地點整理於圖 3-10 中。與甲酸之分析結果相似，
僅在南部地區的關仔嶺、新養女湖與小滾水Ⅳ水樣中可偵測到乙酸，其中關仔嶺 溫泉中的乙酸濃度最高，約為 1200 μM，小滾水Ⅳ之乙酸濃度較低，約為 30 μM
（附錄表二）。
圖 3-10、各溫泉水中乙酸濃度。縱軸為乙酸濃度，橫軸為溫泉採樣點 (1.磺山、
2.龍鳳谷、3.硫磺谷、4.地熱谷、5.小油坑、6.富源溫泉、7.金山漁會、8.磺港、
9.七股、10.大油坑、11.安通、12.紅葉、13.虎爺、14.關仔嶺、15.新養女湖Ⅰ、
16.新養女湖Ⅱ、17.小滾水Ⅲ、18.小滾水Ⅳ)。
3-1-3-2 溫泉水中丙酸濃度
溫泉水中丙酸的濃度隨採樣地點整理於圖 3-11 中。北部地區僅在龍鳳谷、
硫磺谷與金山漁會三處溫泉水樣中測得丙酸，但濃度很低，濃度介於 6 到 17.5 μM 之間。丙酸普遍存在於東部與南部地區的溫泉水樣中，以虎爺溫泉與關仔嶺溫泉 中的丙酸濃度最高，濃度大於 2000 μM，紅葉、新養女湖與小滾水溫泉之丙酸濃 度則介於 620 到 960 μM 之間，安通溫泉的丙酸濃度最低，只有 8.2 μM (附錄表 二)。
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
濃度(μM)
53
圖 3-11、各溫泉水中丙酸濃度。縱軸為丙酸濃度，橫軸為溫泉採樣點 (1.磺山、
2.龍鳳谷、3.硫磺谷、4.地熱谷、5.小油坑、6.富源溫泉、7.金山漁會、8.磺港、
9.七股、10.大油坑、11.安通、12.紅葉、13.虎爺、14.關仔嶺、15.新養女湖Ⅰ、
16.新養女湖Ⅱ、17.小滾水Ⅲ、18.小滾水Ⅳ)。
3-1-4 總溶解有機碳分析結果
溫泉水中總溶解有機碳的濃度隨採樣地點整理於圖 3-12 中，在 14 個分析樣 本中，關仔嶺所測得的 DOC 值 54.7 ppmC 為最高，其次為虎爺的 11.6 ppmC，
其餘 12 個溫泉樣本中所測得的 DOC 值皆小於 10 ppmC (附錄表二)。
圖 3-12、各溫泉水中 DOC 值。縱軸為總溶解有機碳濃度，橫軸為溫泉採樣點 (1.
磺山、2.龍鳳谷、3.硫磺谷、4.地熱谷、5.小油坑、6.富源溫泉、7.金山漁會、8.
磺港、9.七股、10.大油坑、11.安通、12.紅葉、13.虎爺、14.關仔嶺)。
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
濃度(μM)
0 10 20 30 40 50 60
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
濃度(ppmC)
54
3-1-5 礦物相分析結果
溫泉沉積物之 X 光繞射分析鑑定或依據泉水化學特性所推測出可穩定存在 的礦物相分析結果，請見附錄表三。
3-1-5-1 X 光繞射分析鑑定
北台灣溫泉僅可在磺山、硫磺谷、地熱谷、小油坑與大油坑等溫泉池中取得 沉積物樣本，進行 X 光繞射分析鑑定所含有之微生物能夠利用於代謝反應的礦 物。在上述沈積物中皆含有元素硫，此外在磺山溫泉池沈積物中可偵測到針鐵礦 (goethite)，小油坑溫泉池沈積物中也可鑑別出菱鐵礦 (siderite) 的存在。在南台 灣溫泉沉積物中，則沒有偵測出任何能夠參與微生物代謝反應的礦物。
3-1-5-2 溫泉水中穩定礦物相模擬結果
根據溫泉的物理條件與水樣的化學組成，推估溫泉水中可以穩定存在礦物相，
其結果顯示在北台灣溫泉水中黃鐵礦 (pyrite) 和元素硫可以普遍穩定存在，金山 一帶的 3 個溫泉中赤鐵礦 (hematite) 可以穩定存在，七股溫泉中則沒有任何穩 定礦物相的存在。在東台灣與南台灣溫泉水分析中，安通和關仔嶺溫泉中赤鐵礦 可以穩定存在，安通、虎爺與小滾水溫泉水中黃鐵礦也可穩定存在。
55
3-2 溫泉水中溶解氣體濃度分析結果 3-2-1 溫泉水中溶解之 O2、N2
溫泉水中溶解氧氣與氮氣的濃度隨採樣地點整理於圖 3-13 中。北部地區的 地熱谷、富源、磺港、七股溫泉與東部地區的紅葉、虎爺溫泉中有較高的溶氧和 溶氮濃度，O2 濃度介於 50 到 90 μM 之間，N2 濃度介於 30 到 55 μM 之間。在 北部火山區的龍鳳谷、大油坑、東部的安通與西部的關仔嶺的溫泉水中，溶氧及 溶氮的濃度較低，O2 濃度低於 16 μM，N2 濃度則低於 6 μM。
圖 3-13、各溫泉水中溶氧與溶氮濃度。左側縱軸為 O2(aq) 濃度，右側縱軸為 N2(aq) 濃度。橫軸為溫泉採樣點 (1.磺山、2.龍鳳谷、3.硫磺谷、4.地熱谷、5.小油坑、
6.富源溫泉、7.金山漁會、8.磺港、9.七股、10.大油坑、11.安通、12.紅葉、13.
虎爺、14.關仔嶺)。
0 10 20 30 40 50 60
0 20 40 60 80 100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
濃度(μM)
濃度(μM)
O2O2 N2N2
56
3-2-2 溫泉水中溶解之 H2
溫泉水中溶解氫氣的濃度隨採樣地點整理於圖 3-14 中，18 個採樣點之 H2(aq)
濃度從低於偵測極限到 1.7 μM 不等。以關仔嶺的濃度最高，其次是磺山與地熱 谷，濃度在 0.8 與 1.0 μM 之間，富源、金山漁會、紅葉、新養女湖與小滾水溫 泉中溶解氫氣的濃度則皆低於偵測極限。
圖 3-14、各溫泉水中溶解氫氣濃度。縱軸為 H2(aq) 濃度，橫軸為溫泉採樣點 (1.
磺山、2.龍鳳谷、3.硫磺谷、4.地熱谷、5.小油坑、6.富源溫泉、7.金山漁會、8.
磺港、9.七股、10.大油坑、11.安通、12.紅葉、13.虎爺、14.關仔嶺、15.新養女 湖Ⅰ、16.新養女湖Ⅱ、17.小滾水Ⅲ、18.小滾水Ⅳ)。
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
濃度(μM)
57
3-2-3 溫泉水中溶解之 CH4、C2H6、C3H8
3-2-3-1 北部溫泉水中 CH4(aq)、C2H6(aq)、C3H8(aq) 濃度
北部溫泉水中的 CH4(aq)、C2H6(aq)、C3H8(aq) 濃度整理於圖 3-15，其中金山 漁會溫泉水中含有最高濃度的 CH4(aq)，濃度高達 27 μM，其次為七股與小油坑溫
泉，CH4(aq) 濃度分別是 5.0 μM 和 2.8 μM，其餘七處溫泉水樣中所測得的 CH4(aq)
皆小於 0.7 μM。C2H6(aq) 只有在磺山、小油坑、金山漁會、磺港與七股溫泉中測 得，濃度小於 0.1 μM。C3H8(aq) 則未在北部地區的溫泉水樣中測得，其濃度皆為 低於偵測極限。
圖 3-15、北部各溫泉水中 CH4(aq)、C2H6(aq)、C3H8(aq) 濃度。左側縱軸為 CH4(aq) 濃 度，右側縱軸為 C2H6(aq)、C3H8(aq) 濃度，橫軸為溫泉採樣點 (1.磺山、2.龍鳳谷、
3.硫磺谷、4.地熱谷、5.小油坑、6.富源溫泉、7.金山漁會、8.磺港、9.七股、10.
大油坑)。
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14
0 5 10 15 20 25 30
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
濃度(μM)
濃度(μM)
CH4CH4 C2H6C2H4 C3H8C3H8
58
3-2-3-2 東部、南部溫泉水中 CH4(aq)、C2H6(aq)、C3H8(aq) 濃度
南部與東部溫泉中的 CH4(aq) 含量普遍較北部火山區溫泉高 (圖 3-16)，其
南部與東部溫泉中的 CH4(aq) 含量普遍較北部火山區溫泉高 (圖 3-16)，其