4-1 高屏溪於豐、枯水期有機物參數之變化 4-1-1 NPDOC 值與 SUVA 值
圖4-1(B)為 2016 年 12 月 NPDOC 值在高屏溪流域各支流採樣點 之變化,旗山溪流域依序為甲仙大橋 1.38 C/L;月眉橋 2.48 mg-C/L;新旗尾橋 2.20 mg-C/L,美濃溪之西門大橋 2.13 mg-C/L;旗南 橋2.04 C/L,荖濃溪之新發大橋 1.95 C/L;六龜大橋 1.44 mg-C/L,隘寮溪之南華大橋 1.89 mg-C/L;里港大橋 1.68 mg-C/L,高屏 溪主流之里嶺大橋 1.86 mg-C/L;九如橋 5.26 mg-C/L;高屏大橋 1.63 mg-C/L;萬大大橋 1.86 mg-C/L;昌農橋 2.88 mg-C/L;雙園大 橋2.25 mg-C/L。在 2016 年 12 月旗山溪部分以月眉橋為濃度最高,
美濃溪濃度相差不大,荖濃溪與隘寮溪則上游濃度略高於下游,在 主流部分則可明顯看出九如橋濃度高於其他採樣點,昌農橋濃度為 第二高。
圖4-1高屏溪流域高屏溪流域(A)2016 年 08 月(B)2016 年 12 月各支流 採樣點之NPDOC 值變化
各樣本所測得之 UV254(cm-1)值除以 DOC(mg/L),再乘以 100 得 SUVA(L/mg-m)值,大於 4,屬大分子之疏水性腐植質;2-4 疏水性 與親水性分子混合;小於2,非腐植質之小分子親水性物質。
圖4-2(B)為高屏溪各支流採樣點 SUVA 值之變化,在旗山溪部 分,從上游至下游之值依序為 0.49、0.44、0.59 L/mg-m;美濃溪分 別為0.73 與 0.69 L/mg-m;荖濃溪為 0.22 與 0.3 L/mg-m,隘寮溪則 為 0.5 與 0.21 L/mg-m ; 高 屏 溪 下 游 依 序 為 0.49、0.89、0.62、0.44、0.79、0.56 L/mg-m。高屏溪整體 SUVA 值 皆小於 2,屬非腐植質之小分子親水性物質,並受人為污染活動污 染相關。
圖4-2 高屏溪流域 (A)2016 年 08 月(B)2016 年 12 月各支流採樣點之 SUVA 值變化
4-1-2 螢光激發發射光譜圖
圖4-4 為高屏溪流域 2016 年 12 月各支流採樣點之 EEFM 圖。圖 中顯示高屏溪流域各支流域各採樣點波鋒對應位置(Ex/Em)對應之螢 光強度值的範圍,並整合各支流螢光波峰位置及強度如表4-2。由表 4-2 可看出旗山溪、美濃溪、荖濃溪、隘寮溪及高屏溪下游,五類波 峰位置變化較小,螢光強度變化較大,其中旗山溪、荖濃溪及隘寮 溪較低,其次為美濃溪,高屏溪主流最高。在第 V 類有機物波峰位 置之螢光強度,旗山溪、荖濃溪及隘寮溪之值低於 100,第 III 類則 只有荖濃溪低於100;在 IV 成份,只有荖濃溪及隘寮溪低於或些高 於100,在高屏溪主流部分,5 類螢光波峰位置強度之變動加大,其 中仍以II 及 IV 之變動性最為明顯。
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0
I I I I I I
I V V
G P 1
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0
I I I I I I
I V V
G P 2
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0
I I I I I I
I V V
G P 3
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0
I I I I I I
I V V
G P 4
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 2 0 0
2 5 0 3 0 0 3 5 0
I I I I I I
I V V
G P 5
I I I I I I
I V V
G P 6
I I I I I I
I V V
G P 7
I I I I I I
I V V
G P 8
I I I I I I
I V V
G P 9
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0
E m i s s i o n ( n m )
I I I I I I
I V V
G P 1 0
I I I I I I
I V V
G P 1 1
I I I I I I
I V V
G P 1 2
I I I I I I
I V V
G P 1 3
0 1 8 0 3 6 0 5 4 0 7 2 0 9 0 0 1 0 8 0 1 2 6 0 1 4 4 0 1 6 2 0 1 8 0 0 1 9 8 0 2 1 6 0 2 3 4 0 2 5 2 0 2 7 0 0 2 8 8 0 3 0 6 0 3 2 4 0 3 4 2 0 3 6 0 0
I I I I I I
I V V
G P 1 4
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0
I I I I I I
I V V
G P 1 5
E xc it at io n( nm )
圖4-3 高屏溪流域 2016 年 08 月各支流採樣點之 EEFM 圖(第 I 類:
250/ 280-330 ; 第 II 類 : 250/330-380 ; 第 III 類 : 200-250/380-540 ; 第 IV 類 : 250-340/280-380 ; 第 V 類 : 250-400/380-540)
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0
I I I I I I
I V V
G P 1
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0
E m i s s i o n ( n m )
I I I I I I
I V V
G P 2
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0
I I I I I I
I V V
G P 3
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0
E xc it at io n( nm )
I I I I I I
I V V
G P 4
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 2 0 0
2 5 0 3 0 0 3 5 0
I I I I I I
I V V
G P 5
I I I I I I
I V V
G P 6
I I I I I I
I V V
G P 7
I I I I I I
I V V
G P 8
I I I I I I
I V V
G P 9
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0
I I I I I I
I V V
G P 1 0
I I I I I I
I V V
G P 1 2
I I I I I I
I V V
G P 1 3
I I I I I I
I V V
G P 1 4
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0
I I I I I I
I V V
G P 1 5
0 6 0 0 1 2 0 0 1 8 0 0 2 4 0 0 3 0 0 0 3 6 0 0 4 2 0 0 4 8 0 0 5 4 0 0 6 0 0 0 6 6 0 0 7 2 0 0
I I I I I I
I V V
G P 1 1 2 X
圖4-4 高屏溪流域 2016 年 12 月各支流採樣點之 EEFM 圖(第 I 類:
250/ 280-330 ; 第 II 類 : 250/330-380 ; 第 III 類 : 200-250/380-540 ; 第 IV 類 : 250-340/280-380 ; 第 V 類 : 250-400/380-540)
表4-2 高屏溪流域 2016 年 12 月各支流螢光波峰位置及強度 河段 有機物分類(波峰位置 nm/螢光強度)
I II III IV V
Qishan
224-230/
295-316 (160-190)
226-230/
337-346 (183-193)
244/
417-436 (124-217)
280/
337-340 (95-166)
252/
442 (88) Mino
226/
292-295 (245-265)
228-230/
340-346 (294-309)
236-238/
418-424 (279-296)
278-280/
340 (212-241)
320-328/
412-418 (197-199) Laonong
224-226/
289-292 (126-211)
226-228/
328-343 (82-112)
234-236/
409-421 (69-80)
278/
331-346 (43-52)
No data
Ailiao
226/
295-328 (159-164)
No data
242-246/
436-442 (48-132)
278-284/
334-337 (46-103)
306-328/
409-424 (28-86) Main
River
228-230/
295-313 (122-464)
228-232/
331-343 (175-8116)
232-246/
385-433 (97-612)
274-280/
331-343 (101-1843)
254-328/
409-436 (55-454) I 250/ 280-330 nm, 屬芳香族蛋白質(酪胺酸) ;II 類:200-250/330-380 nm 屬芳香族蛋白質 (BOD5);III 類:200-250/380-540 nm 為似黃酸;IV 類:250-340/280-380 屬溶解性微生物產物之蛋白質(色 胺酸);V 類:250-400/380-540 nm 屬似腐植酸
圖4-6 為高屏溪流域 2016 年 12 月各採樣點之螢光總強度及五類 有機物螢光強度範圍整理(表 4-3)。在總螢光強度值,各支流採樣點 間差異性最大的是高屏溪主流,最低的是美濃溪,總螢光強度值最 高的是高屏溪主流,其次為美濃溪,最低的是隘寮溪。
在第I 類有機物部分,各支流採樣點間差異性最大的高屏溪主 流,最低的是美濃溪及隘寮溪,強度值最高的是高屏溪主流,其次 為美濃溪,最低的是荖濃溪。在第II 類有機物部分,各支流採樣點 間差異性最大的是高屏溪主流,最低的是美濃溪,強度值最高的是 高屏溪主流,其次為美濃溪,最低的是荖濃溪。在第 III 類有機物部 分,各支流採樣點間差異性最大的是高屏溪主流,最低的是荖濃溪,
強度值最高的是高屏溪主流,其次為美濃溪,最低的是荖濃溪。在 第IV 類有機物部分,各支流採樣點間差異性最大的是高屏溪主流,
最低的是荖濃溪,強度值最高的是高屏溪主流,其次為美濃溪,最 低的是荖濃溪。在第V 類有機物部分,各支流採樣點間差異性最大 的是高屏溪主流,最低的是荖濃溪,強度值最高的是高屏溪主流,
其次為美濃溪,最低的是荖濃溪。由上述顯示出荖濃溪五類有機物 含量及變化量為各支流最低,高屏溪主流因九如橋五類有機物含量 皆明顯高出許多,造成高屏溪主流五類有機物含量變化量皆為最大。
圖4-5 高屏溪流域 2016 年 08 月各支流採樣點之總螢光強度值及各類 有機物螢光強度
圖4-6 高屏溪流域 2016 年 12 月各支流採樣點之總螢光強度值及各類 有機物螢光強度
表4-3 高屏溪流域 2016 年 12 月各支流五類螢光強度範圍值 河段 有機物分類(波峰位置 nm/螢光強度)
I II III IV V TOTAL
Qishan 35-55 84-110 89-133 42-71 53-84 324-431 Mino 69-75 146-155 149-169 92-101 103-110 568-600 Laonon
g 30-51 39-52 39-45 20-25 20-23 149-194 Ailiao 35-41 38-76 27-72 20-42 14-47 135-277
Main
River 36-741 66-3355 51-610 37-1012 27-357 219-6073
腐植化指數(Humification index, HIX)可作為 DOM 中腐植化來源 之判斷,其計算方式是固定激發波長 254 nm,以高發射波長 435-480 nm 與低發射波長 300-345 nm 之總螢光強度進行相除[15]。HIX 小 於4 代表 CDOM 主要由生物活動產生,腐植化較弱;介於 10 至 16 時CDOM 主要由陸源產生。
圖4-7(A) 為高屏溪流域 2016 年 08 月各支流採樣點之腐植化指 數變化。
圖4-7(B)為高屏溪流域 2016 年 12 月各支流採樣點之腐植化指數 變 化 。 圖 中 顯 示 旗 山 溪 腐 植 化 指 數 , 從 上 游 至 下 游 依 序 為 3.3、2.6、3.9,其中以月眉橋指數為較低。美濃溪部分,分別為 3.0 與2.5。荖濃溪部分,分別為 2.4 與 2.0;隘寮溪則是 2.6 與 1.4,由此 可看出腐植化指數美濃溪、荖濃溪及隘寮溪皆為下游比上游低,而 高屏溪下游部份依序為2.4、0.7、1.8、1.2、2.0、1.4,其中以九如 橋為最低值,但可以看出整體HIX 值皆為小於 4,代表水體中腐植 化指數較弱,水中生物細菌活動代謝有機物含量較多。
圖4-7 高屏溪流域各支流採樣點(A)2016 年 08 月(B)2016 年 12 月之腐 植化指數變化
生物指數 (Biological index, BIX)可解釋水樣中有機物形成時間,
其計算方式為固定激發波長 310 nm,發射 380 nm 與 430 nm 之總螢 光強度相除,BIX 介於 0.6 至 0.7 代表低原生成分(the index of recent autochthonous contribution);0.7 至 0.8 為具中度原生成分;0.8 至 1 為較強的原生成分;大於1 微生物或細菌活動產生。
圖4-8(A)則為高屏溪流域 2016 年 08 月各支流 BIX 值之變化。
圖4-8(B)則為高屏溪流域 2016 年 12 月各支流 BIX 值之變化。
旗山溪部分,從上游至下游指數之分別為0.7、0.9、0.9。美濃溪分 別為0.9 與 0.9。荖濃溪為 0.9 與 0.9;隘寮溪則為 0.8 與 0.9;高屏溪 下游依序為0.9、1.0、0.9、1.0、1.0 與 1.0。結果顯示出高屏溪整體 BIX 值介於 0.74 至 0.99 之間,可看出是河川微生物代謝有機物對水 中DOM 的貢獻度較強。
圖4-8 高屏溪流域各支流採樣點(A)2016 年 08 月(B)2016 年 12 月之生 物指數變化
4-1-3 紫外光吸收值
利用可見光之吸收光譜應用於水域之有機物定性,但其吸收值 亦隨pH、Aromaticity 及總碳含量及分子量大小而變[17],但它所能指 示的僅是部分種類的有機物,如在紫外區有吸收峰的含芳香環腐植 質[18],國外研究報告中指出芳香族碳含量與黃酸及腐植酸兩者之 UV 吸收波常有較高之關聯性[19]。在[20]也顯示出芳香族碳含量與黃酸及 腐植酸兩者之UV 吸收波常有強烈之關聯性。一般水體中芳香族化 合物,而多數研究者選擇波長254 nm 進行樣本之測定,主因為此波 長測定有機物較敏感可靠,並且受到無機物干擾降至最低,並於低 壓水銀燈之激發光下有強烈的發射光譜[21]。國外學者[22]研究發現,
DOC 或 TOC 與 UV254 間有強烈之關聯性。
UV210為蛋白質氨基酸[23], UV254代表高環狀有機物質。關於 UV210及 UV254在高屏溪流域各支流之變化,整理如圖 9 及圖 4-10。
圖4-9(A) 顯示出 2016 年 08 月
圖4-9(B)顯示出 2016 年 12 月在旗山溪月眉橋的蛋白質氨基酸含 量明顯高於上下游,美濃溪上游含量小於下游,荖濃溪上游含量稍 微小於下游,隘寮溪則為上游含量較下游高,在高屏溪下游部分則 可看出九如橋含量最多,昌農橋次之。
圖4-10(A)顯示出 2016 年 08 月高屏溪流域各支流
圖4-10(B)顯示出 2016 年 12 月高屏溪流域各支流高環狀有機物 質含量,在旗山溪從上游至下游呈現遞增情形,美濃溪上游比下游 高,荖濃溪則相同,隘寮溪也是上游大於下游,高屏溪下游可明顯 看出九如橋為最高,昌農橋次之。UV210及UV254的吸光值,九如橋 及昌農橋為最高值,在UV210則是月眉橋為最高。
圖4-9 高屏溪流域各支流採樣點(A)2016 年 08 月(B)2016 年 12 月之 UV210變化
圖4-10 高屏溪流域各支流採樣點(A)2016 年 08 月(B)2016 年 12 月之 UV254變化
4-1-4 界達電位
高屏溪流域各支流採樣點(A)2016 年 08 月(B)2016 年 12 月之界達電 位變化
4-1-5 分子量
高屏溪流域2016 年 08 月各支流採樣點之分子量大小變化(UV 偵測 波長=210 nm)
高屏溪流域各支流採樣點 2016 年 08 月之分子量大小變化(UV 偵測 波長=254 nm)
高屏溪流域各支流採樣點 2016 年 12 月之分子量大小變化(UV 偵測 波長= 210nm)
高屏溪流域各支流採樣點 2016 年 12 月之分子量大小變化(UV 偵測 波長= 254nm)
4-1-6 胺基酸
4-2 東港溪於豐、枯水期有機物參數之變化 4-2-1 NPDOC 值與 SUVA 值
東港溪流域(A)2016 年 8 月(B)2016 年 12 月各採樣點之 NPDOC 與 SUVA 值變化(1: NPDOC 值 2:SUVA 值)
4-2-2 螢光激發發射光譜圖
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 2 0 0
2 5 0 3 0 0 3 5 0
E m i s s i o n ( n m )
I I I I I I
I V V
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0
0 1 6 0 3 2 0 4 8 0 6 4 0 8 0 0 9 6 0 1 1 2 0 1 2 8 0 1 4 4 0 1 6 0 0 1 7 6 0 1 9 2 0 2 0 8 0 2 2 4 0 2 4 0 0 2 5 6 0 2 7 2 0 2 8 8 0I I I I I I
I V V
I I I I I I
I V V
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0
I I I I I I
I V V
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0
I I I I I I
I V V
D G 1 D G 2
D G 3 D G 4
D G 5
E xc it at io n( nm )
圖4-2東港溪流域 2016 年 08 月之各支流採樣點之 EEFM 圖(第 I 類:
250/280-330 ; 第 II 類 : 250/330-380 ; 第 III 類 : 200-250/380-540 ; 第 IV 類 : 250-340/280-380 ; 第 V 類 : 250-400/380-540)
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 2 0 0
2 5 0 3 0 0 3 5 0
E m i s s i o n ( n m )
I I I I I I
I V V
3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0
0 1 8 0 3 6 0 5 4 0 7 2 0 9 0 0 1 0 8 0 1 2 6 0 1 4 4 0 1 6 2 0 1 8 0 0 1 9 8 0 2 1 6 0 2 3 4 0 2 5 2 0 2 7 0 0 2 8 8 0
I I I I I I
I V V
I I I I I I
I V V
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0
I I I I I I
I V V
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0
I I I I I I
I V V
D G 1
D G 2D G 3 D G 4
D G 5
E xc it at io n( nm )
圖4-3東港溪流域 2016 年 12 月之各支流採樣點之 EEFM 圖(第 I 類:
250/280-330 ; 第 II 類 : 250/330-380 ; 第 III 類 : 200-250/380-540 ; 第 IV 類 : 250-340/280-380 ; 第 V 類 : 250-400/380-540)
東港溪流域 (A)2016 年 08 月(B)2016 年 12 月各採樣點之總螢光強度 值及各類有機物螢光強度
東港溪流域(A)2016 年 8 月(B)2016 年 12 月各採樣點之腐植化指數與 生物指數變化(1: 腐植化指數 2: 生物指數)
4-2-3 紫外光吸收值
東 港 溪 流 域 各 採 樣 點(A)2016 年 08 月(B)2016 年 12 月 之 UV210與 UV254變化(1: UV210 2: UV254)
4-2-4 界達電位
東港溪流域(A)2016 年 8 月(B)2016 年 12 月各採樣點之界達電位變化
4-2-5 分子量
東港溪流域(A)2016 年 8 月(B)2016 年 12 月各採樣點之分子量大小變 化(1:UV=210 nm 2:UV=254 nm)
4-2-6 胺基酸