水庫是台灣公共給水最重要的水源，然而由於天然環境因素以及集水 區內人為的活動，使水庫中營養鹽濃度增加，再加上氣候變遷的影響，造 成藻類在多座水庫中大量生長，增加藍綠菌(cyanobacteria，或稱藍綠藻)毒 素及臭味生成的風險，影響公共給水的安全與品質。由於民眾生活水準的 提升及對人體健康議題的關切，因此國內水源中藻類毒素及臭味物質，常 會引起民眾對安全用水的疑慮、且是媒體報導的主要焦點。
台灣部分水庫水源中存在著藻類毒素問題，隨著相關環境因子的變動，
某些季節中水中藻類毒素濃度甚至會超過世界衛生組織(World Health Organization, WHO)，所規範的濃度指引值(Microcystin-LR = 1 μg /L)，外島 地區問題更為嚴重，相同季節中平均微囊藻毒素(Microcystins, MCs)濃度約 為台灣地區的5 至 8 倍，柱孢藻毒素(Cylindrospermopsin, CYN)濃度更超過 百倍(林與吳, 2009, 2010, 2011；林等人, 2012, 2013；林與曾, 2005, 2006, 2007；
林與顏, 2014, 2015, 2016, 2017)。除了微囊藻毒素和柱孢藻毒素等傳統藻毒 素外(Krüger et al., 2010)，近年來，被認為與引發肌萎縮性側索硬化症/帕金 森氏症(Amyotrophic lateral sclerosis/Parkinson–dementia complex, ALS/PDC) 或阿茲海默症(Alzheimer's disease, AD) (Cox et al., 2003)有關的新型神經性 藻毒素，如 β-甲氨基-L-丙氨酸(β-N-methylamino-L-alanine, BMAA)也逐漸 引起研究學者們的注意(Cox et al., 2003)。另一方面，台灣也有多座水庫常 出現土霉味物質，尤其是 2-methylisoborneol (2-MIB)，造成自來水出水有霉 味問題，常引起民眾對水質的抱怨 (林與顏, 2014, 2015, 2016, 2017)。因此，
對於藍綠菌、毒素及臭味物質之監測、及控制與處理，為台灣公共給水的
重要議題。
經濟部水利署於98 年至 106 年，陸續辦理有害藻類的相關計畫。從研 發 與 建 立 水 源 產 毒 藻 類 與 有 害 微 生 物 的 快 速 分 析 技 術 (MOEAWRA0990094)，進而將技術與設備模組機動化，以移動式載具為基 礎，結合光學、化學、分子生物監測設備，開發現場監測水中有害藍綠菌及 其代謝物之方法(MOEAWRA0990433)。而後，定期辦理水庫現場藻類監測 與應變諮詢，製作藻華應變文宣，於離島地區進行藻華高司演練，以提升 水庫人員應變能力(MOEAWRA1010222)，提供水庫管理單位了解有害藻類 發生的風險性；並在每年的監測計畫中，持續針對檢測技術進行提升 (MOEAWRA1020152)，提供有害藻類及毒素事件處理技術諮詢及分析，並 協助水庫管理單位對於藻華發生時之因應對策(MOEAWRA1030051 與 MOEAWRA1040257)；同時，加入台灣水庫及公共給水系統常見的霉味物 質 2-MIB (MOEAWRA1030051) 以 及 蛤 蚌 毒 素 (Saxitoxin) (MOEAWRA1060048)之應用監測，以提升分子生物技術之廣度。該系列計 畫並收集國內外水庫及水廠藻類、毒素及臭味監測及控制技術，提供本署 水 庫 管 理 單 位 有 關 藻 類 管 理 及 應 變 的 諮 詢(MOEAWRA1050321 與 MOEAWRA1060048)。
國內水庫藻華及毒素監測歷經數年之發展，技術已顯著提升，惟每年 仍有數次藻華事件發生。鑒於經濟部水利署、自來水事業單位轄下水庫水 源眾多，且地區分散，若將樣品運送至分析單位，運輸及分析耗時久，對於 水庫管理診斷藻華緩不濟急。因此，可以看出發展及應用有害藻類之快速 監測技術，對於以水庫為主要水源之我國，具有其重要性。隨著分子生物 技術的快速發展，已可藉由監測水體中微生物之核醣體上的基因段(16S rRNA)與產毒或產臭的功能基因段(Functional gene)，以推估微生物於水體
中總量以及具有產毒或產臭功能之微生物量。因此若結合即時定量聚合酵 素鏈鎖反應(Real time polymerase chain reaction, qPCR)，找出藻類代謝物與 基因量、藍綠菌細胞數間之關係，將可大幅提高藻類計數之時效性(Chiu et al., 2017；Chiu et al., 2016；Tsao et al., 2014)，並解決傳統分析方法的缺點，
如(1)耗費時間；(2)無法清楚分類藻種；以及(3)無法利用肉眼判斷藻種具有 之產毒或產臭功能等。
本團隊(林與吳, 2010, 2011；林等人, 2012, 2013；林與顏, 2014, 2015, 2016, 2017)應用 qPCR 分子生物技術，於水庫現場進行包括產微囊藻毒素 (Microcystins, MCs)、產柱孢藻毒素(Cylindrospermopsin, CYN)、產蛤蚌毒素 (Saxitoxin, SAT)、產土臭味物質(Geosmin)以及產霉味物質(2-MIB)等藍綠菌，
進行基因抽取及定量監測之分析，研究中證明所開發出之現場技術，可以 在現場採完樣品後，2-3 小時內完成 30 個以上之定量樣品分析，確認水庫 水中產毒與產臭毒基因的含量，其偵測極限約在50 cells/mL 左右。該技術 並配合移動式監測平台，可以利用光學、免疫學方法與分子生物法，於採 樣現場分析印證，相較於傳統目視巡視、及顯微鏡鏡檢，具有快速、準確的 優勢。該技術並已應用於全台灣 29 座本島及離島水庫、以及相關水廠監測 工作，有效提升對藻華監測之時效性。雖然監測DNA 具有定量水庫中藻類 產毒或產臭潛勢之應用價值，但對於水體中正在製造毒素與臭味物質之藻 類則仍無法掌握。由於 mRNA 是合成毒素或臭味物質過程中必要的產物，
因此監測毒素相關 mRNA，可幫助了解水體中正在製造毒素的藻類，以進 一步掌握水庫中藻類產毒之情形。
在歷年間檢測結果顯示，本島地區則包括寶山、鯉魚潭水庫、蘭潭及仁 義潭水庫有小區域性藻華，離島水庫也發現有較多水庫發生藻華，所幸後 續採集淨水場清水之樣品均遠低於建議值，雖顯示供水安全無虞，然而水
源仍存有藻毒之風險。此外，本島也發現數座水庫有 2-MIB 的問題。另外，
新興毒素 BMAA 常於藻細胞或環境樣品中被檢測出(Krüger et al., 2010；
Chatziefthimiou et al., 2016)，且本團隊於藻華發生時的湖庫水樣中亦檢測出 BMAA 之存在，因此推測台灣本島及離島水庫中存在著 BMAA 的風險，恐 對民眾的飲用水安全造成威脅。整體而言，離島地區水庫藻華及藻類毒素 相對較本島嚴重，馬祖地區也有2-MIB 濃度過高的問題，因此為確保飲用 水安全，持續監測及追蹤是有其必要性。