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國內水庫藻華及毒素快速監測技術,經數年之發展,技術已顯著提升。

但由於水庫為國內公共給水最重要水源,且每年仍持續有藻華發生,因此 發展及應用有害藻類及臭味物質之快速監測技術,對於國內水庫水源具有 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)與產毒或產臭功能的基因段,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qPCR,

找出藻類代謝物與基因量、藍綠菌數間之關係,將可大幅縮減藻類計數之 時效性(Chiu et al., 2017;Chiu et al., 2016;Tsao et al., 2014)。基於此,qPCR 的發展可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,開發、建立於水庫現場進行基因抽取 及定量監測之分析,包括產微囊藻毒素、產柱孢藻毒素、產蛤蚌毒素、產 Geosmin物質以及產2-MIB物質等藍綠菌,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32-96個定量樣品分析,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。若考慮全數 產毒基因均表現(即均會產生毒素),則水中達5,000 cells/mL時,即相當於世

界衛生組織自來水微囊藻毒素建議之限值(1 μg/L),因此在此分子生物監控 技術下,便可爭取到約10天的應變期或觀察期。相較於傳統目視巡視,待 水中藻斑點出現(通常水中藻類數目已達1-5×104 cells/mL之微囊藻等級),其 敏感度高出數十倍以上,應變時間也多出一周,因此具有推廣之潛力,目 前該技術除用於台灣外,也應用於包括菲律賓貝湖、以及中國大陸太湖等 水體之監測。

102至107年度計畫中,應用成功開發出之現場技術,針對台灣地區以 及離島地區(馬祖及金門)進行例行性監測與緊急採樣。檢測結果顯示離島地 區水庫藻華及藻類毒素較為嚴重,本島地區的寶山、蘭潭以及仁義潭水庫 皆有(小面積)藻華狀況,鯉魚潭及阿公店水庫則有柱孢藻毒素的風險,所幸 所有後續採集淨水場之清水樣品均遠低於建議值,雖顯示供水仍是安全、

但水源仍存有藻毒之風險。此外,本島及離島監測水庫中,有多座具有2-MIB問題,因此亦須考量此口感性物質之處理。本計畫持續彙整歷年寶山、

鯉魚潭、蘭潭、仁義潭、阿公店、馬祖儲水沃、馬祖勝利、金門太湖以及金 門榮湖等水庫中主要藻類毒素以及2-MIB的變化,並由分子生物技術探討微

水庫主要藻華問題,提出改善建議、及提供藻毒管理與應變諮詢(當水庫管 理單位或淨水場發生藻毒或藻臭給予協助);同時,協助各水資源局水庫各 類水質疑慮事件彙整詳細之應變計畫與臨時供水措施,於106年度與南水局、

台灣自來水公司總處以及第七區管理處進行水庫藻毒應變訪談與經驗交流,

統整出藻毒應變流程草圖,並於107年度與北水局進行訪談,修正106年度 的藻毒應變流程草圖,以更符合需求。

除了長期監測有害藻類及其代謝物之風險外,為推廣計畫發展之藻類 及毒素監測技術,以及提昇水庫及水廠管理與操作人員快速監測與應變概 念,本團隊從103至107年度間,長期針對水庫管理、供水、及環保等單位工 作人員舉辦技術轉移訓練課程,以提升水庫管理與應變能力為主,包含有 害藻類、毒素及臭味等代謝物基礎概念、監測與應變方法、以及移動實驗 室應用及展示,以提升民生用水水庫管理單位及淨水場人員,面對藻類毒 素及有害微生物問題時之應變能力。

另,在 106 年度的計畫中,進行探討水庫原水中氧化劑對有害藻及其 代謝物之控制成效,選擇蘭潭水庫之藻華水體,藉由細胞完整性之動力學 模擬,可合理量化預測細胞受破壞及微囊藻毒素釋出之情形,進一步探討 微囊藻毒素在此系統中氧化反應之降解,可以準確預測系統中藻類代謝物 之分布情形,對於淨水程序藻類控制及水處理相關應用,具有參考價值。

該年度並完成編纂17 種本土常見的有害藻類圖鑑,主要有微囊藻、柱孢藻、

魚腥藻、擬魚腥藻、束絲藻等,可增加現場鏡檢人員之藻類辨識度。而在 107 年度的計畫中,持續更新 106 年度建置之常見有害藻類圖鑑,從原本水 庫出現頻率高於48%的藻類,進而擴展至出現頻率為 20-47%的 12 種藻種,

並將建置好的常見藻類圖鑑納入同年度的「藻類現場監測指引手冊」中,

以更有效增加此圖鑑的應用性。

表 1-1 歷年的重要工作項目及成果

表 1-1 歷年的重要工作項目及成果 (續) 執行

年度 計畫編號 重要成果

107 MOEAWRA1070341  針對台灣地區及離島地區進行現場例行性監

 技術提升:神經毒素 BMAA 的監測以及微囊 藻毒素基因表現的監測

 研擬水庫有害藻類現場監測指引手冊

 進行水庫藻毒應變訪談與經驗交流,修正 106 年度藻毒應變流程草圖

 收集國內外水庫及水廠藻類、毒素及臭味監測 及控制技術

 新增編纂 12 種本土常見的藻類圖鑑

 持續辦理教育訓練

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