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中華民國九十九年十一月十二、十三日 屏東縣國立屏東科技大學環境工程與科學系
太魯閣國家公園中重金屬環境流布之研究
余奕賢，國立東華大學自然資源與環境學系碩士班研究生 李世應，國立東華大學自然資源與環境學系研究助理
蘇銘千，國立東華大學自然資源與環境學系副教授 高年信，崑山科技大學環境工程系助理教授
摘要
本研究為釐清園區內無機毒物如重金屬對生態系可能之影響，進行園區內重 金屬流布之調查研究，為調查國家公園園區內無機毒物如重金屬對生態系可能之 影響，針對園區內之農耕（含已休耕之大面積農耕區及目前尚有農墾之區域）及 重要之旅遊景點，經初勘調查規劃以中海拔與高海拔為主要之調查樣區，前者主 要以人為活動頻繁如觀光旅遊、農耕與運輸；後者則因其不意到達除登山活動 外，鮮少人跡，該二區之調查目的為比較國家公園中污染染物流布及污染源鑑 別，以釐清污染長程傳輸及區域污染之影響，作為未來生態保育經營管理之依 據。初步調查結果顯示，園區土壤中重金屬之分布平均濃度為鉛（Pb）17.53 mg/Kg、鋅（Zn）53.44 mg/Kg、銅（Cu）為 21.02 mg/Kg、鉻（Cr）14.69 mg/Kg 之間，而鎘（Cd）在本次調查中均在偵測極限以下。水中重金屬檢測結果，除 重金屬鉻（Cr）之濃度範圍為 0.02 mg/L 以下，其餘重金屬鉛(Pb)、鋅(Zn)、銅(Cu)、
鎘(Cd)皆低於偵測極限。調查數據結果顯示微量重金屬污染再源區為不可忽視現 況，長期監測與深入研究應為當務之急。
關鍵字：太魯閣、重金屬、環境流布
一、緒論
西元 1986 年太魯閣國家公園成立，並劃設為生態保護區後，園區內早期之 狩獵、近期的大規模農耕及不斷湧入的遊客等人為活動，對國家公園生態系之環 境衝擊不可忽視。而上述活動所造成之各類污染物，會隨著大氣傳輸與水系之流 布作用進而影響棲地環境與生物，造成生物累積及環境蓄積之長期影響。
國外文獻資料顯示國家公園中重金屬監測計畫均有長期之報告，同時對於生 態系食物鏈之影響在近年也陸續進行並有部分之論文發表（Notten, 2005; Ogwok et.al., 2009; Sobczynski and Siepak, 2001），其中較受關切之重金屬如重金屬分析
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項目為 Pb、Cu、Cd、Cr、As、Hg。西班牙 Do˜nana National Park 為歐洲重要之 野鳥保護區，該國家公園北邊為金屬礦場，自 1982-1992 即進行公園內水體及土 壤之重金屬監測，數據資料亦顯示重金屬於環境中濃度有逐年增加之趨勢，其中 尤其在公園之北邊部最為明顯，因此人類行為對生態環境如水體、土壤等介質均 有可偵測之污染及累積存在（Hern´andez et.al., 1999）。Nicholson (2006)則對英 格蘭及威爾斯之農地進行大規模之重金屬調查，主要之來源可界定為大氣沈降、
農藥、環境用藥、肥料、堆肥、污水污泥、畜牧糞肥、工業廢棄物及灌溉水等來 源，結果亦顯示於農業區全區而論大氣沈降為主要之污染來源，約佔 25-85％，
且該研究結果與歐洲國家比較均在合理範圍內具有相關性。故污染物因長程傳輸 以大氣沉降之方式累積於環境中之結果已受重視。
本研究為釐清園區內無機毒物如重金屬對生態系可能之影響，進行園區內重 金屬流布之調查研究，環境中之重金屬來源極為廣泛，根據國內外文獻之分析，
主要之來源可界定為大氣沈降、農藥、環境用藥、肥料、堆肥、污水污泥、畜牧 糞肥、工業廢棄物及灌溉水等來源（Nicholson, 2006)。考慮上述各種污染來源之 貢獻比例不等，即便是生態保育區、國家公園等，仍可監測到濃度不等之各類重 金屬，其來源除天然母岩溶出外，其餘之重金屬均為人為活動之現地污染所致。
因此本研究調查針對無機毒物進行研究，以瞭解園區內無機毒物在環境中的現況 並分析探討。
二、研究方法
1.採樣計畫
研究範圍以國家公園為主，如圖 1 所示，規劃中海拔與高海拔山區為調查之 兩 大 樣 區 。 水 質 採 樣 工 作 乃 依 照 環 保 署 公 告 之 水 質 檢 測 方 法 總 則 (NIEA W102.51C) 進 行 ； 土 壤 採 樣 方 式 遵 循 環 保 署 公 告 之 土 壤 採 樣 方 法 （ NIEA S102.61B）依據樣區土壤特性及採樣深度分別使用採樣鏟及土鑽採樣器採集樣 本。
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圖 1. 國家公園研究樣區示意圖
2.分析項目方法與品保與品管
本研究採集之樣本為水樣與土壤，其重金屬分析項目為鉛（Pb）、鋅（Zn）、
銅（Cu）、鉻（Cr）、鎘（Cd），各項分析均優先採用行政院環境保護署已公 告之環境分析方法，經彙整如表 1 所示。本研究中採集之樣本，於採樣現場均依 照行政院環境保護署公告之方法(NIEA W102.51C, NIEA S102.61B），依規定密 封、保存及運送、保存、冷藏，並同時記載保存日期及時間；樣品分析之品保品 管以優於環保署公告之方式進行。
表 1. 重金屬檢測項目與方法彙整表
介質 項目 檢測方法
水 (代號：W)
Pb、Zn、
Cu、Cr、Cd
水中銀、鎘、鉻、銅、鐵、錳、鎳、鉛及鋅檢測方法
－火焰式原子吸收光譜法(W306.52A) 土壤
(代號：S)
Pb、Zn、
Cu、Cr、Cd 土壤中重金屬檢測方法－王水消化(S321.63B) 資料來源：本研究彙整
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三、結果與討論
1.農業與其他人為活動探討
中海拔地區面積約一公頃主要以人為活動頻繁如觀光旅遊、農耕與運輸，現 場採樣時可發現許多人為活動的狀況，同時仍有許多垃圾；高海拔因其不易到達 除登山活動外，鮮少人跡，研究團隊沿登山路徑進入採樣區，並於降雨所形成的 水池進行周邊的土壤與水質採樣。則該二區之調查目的為比較國家公園中污染染 物流布及污染源鑑別，以釐清污染長程傳輸及區域污染之影響，作為未來生態保 育經營管理之依據。
2.中海拔地區
中海拔地區重金屬調查結果，彙整如圖 2 所示，土壤中重金屬平均濃度分別 為鉛（Pb）16.14 mg/Kg、鋅（Zn）56.90 mg/Kg、銅（Cu）21.02 mg/Kg、鉻（Cr）
18.97 mg/Kg 之間，而土壤中重金屬鎘（Cd）與水中各項重金屬在本次調查中均 在偵測極限以下。中海拔因過去人為開發包含農墾、運輸等行為，監測結果土壤 中呈現分布均勻之各項重金屬，各樣點之間差異較小。因河流水流較急，河水流 動特性，因此水質中重金屬監測之結果均為微量，顯示生態保育區內之活動對於 土壤介質之重金屬分布影響較為明顯。
0 20 40 60 80 100
S-0 1
S-0 2
mg/Kg Pb
Zn Cu Cr
圖 2. 中海拔地區土壤中重金屬之含量
3、高海拔地區
高海拔地區土壤重金屬之調查，彙整如圖 3～6 所示，土壤中重金屬平均濃 度分別為鉛（Pb）18.93 mg/Kg、鋅（Zn）49.99 mg/Kg、銅（Cu）16.41 mg/Kg、
鉻（Cr）10.42 mg/Kg，而土壤中重金屬鎘（Cd）則低於偵測極限以下；水中重
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金屬僅測得鉻（Cr）為 0.02 以下外，其餘重金屬鉛（Pb）、鋅（Zn）、銅（Cu）、
鎘（Cd）在本次調查中均在偵測極限以下。水質調查結果同中海拔地區，因河 流水流較急，河水流動特性，因此水質中重金屬監測之結果均為微量，顯示生態 保育區內之活動對於土壤介質之重金屬分布影響較為明顯。
然本次高海拔樣區均為人為活動較少之區域，而監測結果顯示其與中海拔相 較下部分區域濃度明顯較低，因此推論污染物長程傳輸與登山客行為，為主要造 成重金屬偏高之因素，為釐清長程傳輸與登山客行為對環境與生態之影響應規劃 完整之長期監測計畫已收集足夠之數據分析生態環境之變遷與影響。
P b ( m g/ K g)
0 10 20 30 40
S-03 S-04 S-05 S-06 S-07 S-08 S-09
圖 3. 高海拔地區土壤中重金屬鉛(Pb)之含量
Z n ( m g/ K g)
0 30 60 90 120
S-03
S-04
S-05
S-06
S-07
S-08
S-09
圖 4. 高海拔地區土壤中重金屬鋅(Zn)之含量
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Cu ( m g/ K g)
0 10 20 30 40
S-03
S-04
S-05
S-06
S-07
S-08
S-09
圖 5. 高海拔地區土壤中重金屬銅(Cu)之含量
Cr ( m g/ K g)
0 5 10 15 20
S-03
S-04
S-05
S-06
S-07
S-08
S-09
圖 6. 高海拔地區土壤中重金屬鉻(Cr)之含量
四、結論
過去國內對於國家公園的相關研究，主要以生態調查為主，如動物、植物、
營養鹽之流布等，鮮少有針對環境污染流布之相關研究進行調查，本研究首先針 對國家公園內之重金屬進行調查，經採樣調查結果顯示，重金屬鉛（Pb）、鋅
（Zn）、銅（Cu）、鉻（Cr）於研究結果顯示其濃度並非特高，但明顯可偵測得 其濃度，實為不可忽視之警訊。
本研究初步推論，除過去及現在，國家公園之人為活動對於園區內污染確實造成 影響外，於高海拔地區之調查亦可作為污染物長程傳輸的證據，但因本研究正值 研究起步期程，目前仍持續進行園區大規模之調查研究。其研究結果預期可完成 園區內重金屬之分佈研究、建置重金屬之毒物資料庫及掌握重金屬於環境蓄積現 況，可供將來太魯閣國家公園建立重要持久性污染物之生態風險評估與概念模 式，此外該二區之調查目的為比較國家公園中污染染物流布及污染源鑑別，以釐 清污染長程傳輸及區域污染之影響，作為未來生態保育經營管理之依據。
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參考文獻
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Vrije Universiteit, Netherlands.
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The science of the Total Environment, 242:293-308.
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http://www.atsdr.cdc.gov。2010 年 5 月
