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水質監測日    世界水質監測 | 國內水質監測

世界水質監測

「世界水質監測日」(WWMD,World Water Monitoring Day)是一個全球性關懷水環境品質的活動。世界水質監測日原係美國清水基金會(America’s Clean Water Foundation, ACWF)在2002年為紀念美國「清水法案(Clean Water Act)」實施30週年,在全美各地所舉辦的一個全國性(美國國內)關懷生活環境水體品質的活動。由於該活動一下子吸引七萬五千多人參加活動,並引發民眾對水質問題的關注。國際水協會(International Water Association, IWA)、美國清水基金會 及美國環保署(USEPA)等單位爰於翌年(2003年),共同發起並選定每年的9月18日 為世界水質監測日。藉由邀請各國民眾全球同步檢測環境水質之方式,來關心地球水環境的品質,共同為保護地球水資源而努力,期讓全世界每一位用水人-無論大人或小孩永遠都能有乾淨、安全的水可以使用。

世界水質監測日活動為配合世界各國對水環境議題的重視,更與聯合國作重要連結,積極進行活動推廣,盼能獲得更多世人關心水環境品質,重視環境水質日趨惡化之嚴重性。自2009年起,世界水質監測日活動將邀請民眾參與環境水質監測活動之時程,提前至每年3月22日(「世界水日」 (World Water Day) -聯合國重要的環境節日之一;台灣稱為「水資源日」) 來舉辦,並將是項邀請民眾關心環境水質及參與監測水環境監測工作轉變成為幾乎是全年性之定常性活動;讓民眾參與環境水質監測的活動能更持續,讓民間參與水環境監測的力量能發揮更大的成效。(雖然世界水質監測日仍訂在9月18日,並且原配合世界水質監測日於9月18日至10月18日(水質監測月)期間邀請民眾參與水質監測之活動期程仍維持不變,但邀請民眾參與是項水質監測活動之限,則自3月22日起至12月31日底才結束)。

為鼓勵我國民眾關心水環境品質、共同保護水資源,自2003年起,行政院環境保護署即邀請民眾參與第一屆世界水質監測日活動,希望藉由辦理水質監測領隊教師研習活動來培訓種籽教師,將環境教育向下紮根。提供民眾參與環境保護工作之管道,藉以提昇民眾關心生活周遭環境水質之意識,以及培訓環境監測志工。此外,希望藉由舉辦世界水質監測日相關活動,與世界各國同步檢測環境水質,讓台灣與世界接軌,以善盡地球村一份子的責任-共同為保護地球上珍貴的水資源而努力。

世界水質監測日係藉由民眾實際參與水質檢測之過程,瞭解環境水質狀況,進而關心水環境品質,而達保護水資源環境之目的。行政院環境保護署過去每年皆透過「委辦計畫」方式,委由學術機或社團法人來舉辦該世界水質監測日活動,並協助進行相關之環境教育宣導活動。活動內容包括:(1)於全國各地舉辦多場次水質監測領隊研習活動(含初階及進階),(2)邀請民眾於世界水質監測月(9月18日~10月18日)期間,與各國民眾全球同步檢測環境水質。每年除邀請民眾參與水質監測外,另亦舉辦教師水質監測教案設計、世界水質監測日活動海報設計、網頁設計、參與水質監測活動感言(短文)以及部落格設計等多項比賽活動,以豐富活動內涵。

「世界水質監測日」(World Water Monitoring Day)水質監測項目

河川水質受天候及氣象的影響較大,一般以生化需氧量(BOD)、溶氧(DO)、 酸鹼值(pH)、氨氮、大腸桿菌類、濁度、總磷及比導電度等八項水質指標代表各 類用水的品質。惟本活動為配合美國清水基金會為世界水質監測日之活動設計,該 水質檢測以試劑(理化方法)為主,並以生物指標技術(觀察、採集……)為輔。 前者檢測溫度、酸鹼值、水體溶氧及濁度等四項參數;另外,可再配合生物觀察輔 助手段(此為選擇性施作項目),藉由觀察溪流中河床底棲生物之種類(魚類、水 生昆蟲……)來瞭解水質狀況。因此,該水質檢測,除利用檢測試劑包(WWMD test kits)測得瞬間水質外,也可由水中生物判定該水體在長時間狀況下之水質概況, 提供一般民眾監測水質一個簡便、安全的方法。該簡易水質檢測包可檢測包括:溶 氧、酸鹼值、濁度及溫度等四項水質參數,簡單介紹該四項水質參數如下: 

     (一) 溫度Temperature

表示水的冷熱程度。水溫可影響水的密度、黏性、蒸氣壓、表面張力等物理特性,在化學方面可影響微生物的活動及生化反應的速率等。因此,對於水質的 研判,溫度為一簡單而必要的檢驗項目。如將較高溫度之廢污水排放到水體,不 僅使得水中的溶解氧急劇減少,並將使得水體中的生物加速生殖及呼吸作用,使 得好氧生物快速死亡,導致於水體生態系統受到影響,而使得水體自淨作用無法 進行。溪流水溫對於棲息於其中的水生生物之生存、族群生長與分佈都有甚大的 影響,有人研究溪流中某些水生生物的對水溫變化之容忍範圍,因此,檢測水溫 之變化,有利於推知溪流中某些水生生物的生存範圍。

(二) 溶氧Dissolved oxygen(DO)

溶氧是指溶解於水中的分子氧,係表示水污染狀況的重要指標之一,一般以 mg/L 或ppm 表示。由於所有生物,均仰賴氧氣來維持代謝程序,並產生能量來 生長與再生細胞,水中溶氧濃度對水生生物相當重要。水中溶氧含量對魚類之生 殖棲息有很密切之關係。一般河川之溶氧量低於3.0 mg/L 時,對大多數魚類不 利或甚至導致死亡,只剩吳郭魚及大肚魚等耐污染之魚類,溶氧量低於2.0 mg/L 時,大多魚類已不能生存。欲維持魚類之良好棲息環境,水中溶氧量至少須高達 5.0 mg/L 以上。例如翻車魚及台灣特有之櫻花鉤吻鮭等高級魚類,更須在溶氧6.0 mg/L 以上的水域才能生存。因此在各種不同水體中,溶氧量常被視為水質或 優或劣一個重要之參考指標。氧在水中之溶解度易受到大氣中各種氣體之分壓、水的純淨度以及水溫等因素的影響。大氣中氧之分壓較水中氧之分壓大,則溶入水中之氧氣會增加。另外, 水中鹽分含量亦會影響氧之溶解度,一般鹽分愈高,則溶氧愈低。溫度愈高,則 溶氧亦愈低。以20℃之純水為例,其飽和溶氧量9.07mg/L,但20℃之海水, 其飽和溶氧量則只有7.33mg/L。

(三) 酸鹼值(pH 值)

水中酸度之大小,由溶液中所含氫離子(H)濃度來決定,H濃度越高,酸 性越強,通常用氫離子濃度指數(簡稱pH 值)來表示。pH 值的範圍在0~14 之間,純水為中性,pH 值為7.0,當溶液為酸性時,其pH 值將小於7,即pH 值越小,則酸性愈強。反之,當溶液為鹼性時,其pH 值將大於7,即pH 值越 大,則鹼性愈強。以降雨為例,由於雨水吸收空氣中的二氧化碳,形成碳酸,使其在正常情形下pH 值約為5.6,呈現弱酸性,但受人為所排放之SOX、NOX 等廢氣,在大氣 中轉化成SO42-、NO3-之影響,在被水汽吸收後,雨水會出現酸化現象,當pH 值小於5.0,我們稱為酸雨或酸霧,會對環境生態會造成危害。大部分的水生生 物,對水環境中pH 值相當敏感,基於維護生態平衡的考量,事業放流水的排放, 均需控制其pH 值以防止對水生生物造成衝擊。

(四) 濁度Turbidity

濁度是指由污染水中含有漂浮及懸浮物質所引起,諸如黏粒、坋粒、微細之有機物、浮游生物或微生物等。均能使水色混濁。在水質上,常以濁度來表示水 樣的混濁程度。在靜止狀態下的水體,如湖泊或水澤,水中之濁度,多來自膠體 粒子;但是在流動狀態下的水體,如河川,水中濁度則主要來自較大粗大的懸浮 物質。以河川為例,上游,降雨時因沖蝕作用而將大量土壤帶入河川,土壤的礦物質及有機物質均會導致水體濁度的增加;河川中下游則常有工業廢水、都市污 水、灌溉農田之回歸水或養豬廢水流入,特別是有機物進入河川後促進細菌與微生物的生長,氮、磷成分增加,則刺激藻類大量生長,造成優養化現象,這些都 是使水中混濁度增加之原因。

惟上述四水質參數,與目前環保署用於評估河川水質之綜合性指標為河川污染 程度指標(RPI, River Pollution Index)並不相同,該指標係以水中溶氧量(DO)、 生化需氧量(BOD5)、懸浮固體(SS)、與氨氮(NH3-N)等四項水質參數之濃度 值來計算所得之指標積分值,並判定河川水質污染程度(此一套分類系統與國際上 其他國家所採用監測項目亦不完全相同,參加活動者對此四項水質檢測應有正確的 認知)

 

「世界水質監測日」(World Water Monitoring Day)檢測檢測包

採用檢測方法及試劑包

美國清水基金會為考量一般民眾參與水質檢測之普及性以及試劑使用之安全 性,世界水質監測所採用檢測方法係以理化方法-試劑檢測為主,另以生物指標方 法(觀察、採集……)為輔。前者檢測溫度、酸鹼值、水體溶氧及濁度等四項參數; 後者,藉由觀察河川底棲生物種類(魚類、水生昆蟲……)來推斷該水體之水質概 況,提供一般民眾監測水質一個簡便、安全的方法。其中,為考量該水質檢測之安全性及全球同步測值比較方便,理化方法檢測水質之器材及試劑係採用美國清水基金會所推薦的簡易檢測包(WWMD test kits, LaMotte 公司產品)為原則,而生物指標方法因各國水質狀況與水棲生物指標不一,因此祗作為選擇性施作項目。該水質 檢測包之樣式及內容如下圖所示。

1.溫度(temperature

溫度的對水質監測來說是非常重要的。溫度的變化將影響水中溶氧值,水 生植物的光合作用或者是微生物對於毒性廢棄物、寄生蟲、病害等的敏感性。熱污染,一般是指工廠排放的高溫廢水造成,不但造成水體溫度的改變並將對 水生系統的平衡造成威脅。

(1)溫度計的使用方法:本活動提供兩個溫度計,其背面有黏膠設計,將溫度 計黏貼於容器上或其他方便讀取溫度數值的位置。低溫溫度計以液晶顯示數據,而高溫溫度計(大於14℃)則以綠色顯示測值,如下圖所示。

(2)溫度量測操作步驟:將溫度計放置於在水面下10cm 處維持約1 分鐘後;才 自水中取出溫度計讀取溫度,並且以攝氏為單位記錄測得數值。

(3)其他補助量測儀器:除本活動所提供的溫度計貼紙外,你也可以自行準備 一般溫度計(酒精或水銀溫度計)或其他電子偵測儀器,分別來測定大氣中 氣溫及採水體裡的溫度。

2.溶氧(DO

溶氧(DO)對於判斷水體生態系統的健康狀況是一個相當重要的參數, 因為所有的水生動物都需藉由氧氣來生存。一般在自然水體中,若溶氧值高則 水質較為良好有助於維持水中微生物的多樣性。自然或人為所造成的改變,將 對水生環境中可測得的溶氧值造成影響。

飽和溶氧值是水質的重要測量指標。一般說來,低溫的水比高溫的水有較 高的溶氧量,舉例來說:若水中溫度為28℃時,水中所測得的飽和溶氧值為 8ppm;當水溫為8℃時,所測得的飽和溶氧值約為12ppm。當下水道污水中含 有數量龐大的細菌或大量腐爛植物的污水,都將降低水體的溶氧值,因而溶氧 值將會有相當大的變動,也會對動植物的繁殖造成影響。

(1)溶氧量測定操作步驟:

(a)接續前項水溫測量;將本檢測包所附圓形玻璃小試管完全浸入已採取水樣之容器中,再小心地將試管從水樣中取出,並保持水樣滿至試管的頂端;
(b)在小試管中放入2 顆溶氧測試錠TesTabs(標示有DO 字樣)。當藥片加入後,水樣將會溢出試管;隨即旋緊試管蓋,此時會有更多的水溢出,請確定試管中無氣泡殘留;
(c)反覆上下搖晃直到藥片完全溶解為止,此步驟約需4 分鐘時間;
(d)當藥片完全溶解後,再靜置5 分鐘,水樣的顏色將產生變化;
(e)利用溶氧色卡比對水樣的顏色,並以ppm 為單位記錄所得之溶氧值。

(2)其他檢測儀器或設備:除本活動所提供的試劑及比色法檢測外,你也可以自行準備一般攜帶型(秏電式)溶氧度測定儀(計)來測定水中的溶氧量。

(3)溶氧飽和度%:從溶氧飽和度%對照表中找出水樣的溫度,比對到最上方 的溶氧濃度,此時水樣的溶氧飽和度即為表中溫度與溶氧的交叉處。舉例來 說:假如水樣的溫度為16℃,溶氧為4 ppm,則所得之溶氧飽和度為41%。

(4)溶氧飽和度(%)對照表

溶氧飽和度 ( %) 對照表

3.酸鹼值(pH 值)

pH 值試驗即為量測水質呈酸性或鹼性的程度。pH 值的範圍從0(非常酸) ~14(非常鹼),7 則為中性,而一般自然水體的pH 值通常介於6.5~8.2 之間。 水中微生物只能適應於特定的pH 值區間,即使水體的pH 值僅發生些微的改 變,一旦若超出水生的生物所能適應的範圍,則將造成這些水生生物的死亡。 pH 會受到工業廢水、農業用水及礦業不當排放的廢水影響而改變。

(1) pH 值測定操作步驟:

(a)將本檢測包隨附10ml 的試管(編號0106)裝滿水樣;放入一顆pH 檢測 試錠Wide Range TesTab(包裝紙上標示有pH 字樣);
(b)扭緊試管上的蓋子,反覆地上下搖晃直到藥片溶解為止,但可能仍會有些 許藥片殘塊存留在水樣中;
(c)比對水樣與pH 色卡上的顏色,讀取水樣pH 值並記錄。

pH實驗步驟流程圖


pH 測定步驟示意圖

(2)其他檢測儀器或設備:除本活動所提供的試劑及比色法檢測外,你也可以
自行準備一般攜帶型(秏電式)酸鹼度計來測定水中的酸鹼值。


4.濁度(turbitity

濁度試驗則是測量水質的相對清澈程度。水質混濁的主要原因與懸浮物和 膠體物質如泥土、泥沙、有機及無機物質等有關。水的濁度與色度並非絕對相 關,深色的水樣濁度並不一定較高,外觀乾淨的水濁度也不見得較低。水質的 混濁可能是來自土壤的腐蝕、都市逕流、藻華,由船引起的底泥擾動或大量底棲魚類活動所造成。

(1)濁度檢測操作步驟:
(a)檢測前準備:(i)將本檢測包的廣口包裝容器亦即是濁度檢測專用的盛水容器。如果情況許可,請在使用前8 到24 小時在廣口瓶內之底部貼上有沙奇盤(Secchi disk)圖示的標籤以保持其黏性。(ii)撕開沙奇盤(Secchi disk)標籤貼紙;將標籤黏貼白色大廣口瓶內的底部,注意黏貼位置需稍微偏離
中心點。
(b)將水樣注入廣口容器中,直至注入水量之高度與外側標示的水位線等高;
(c)將濁度色卡置於瓶口邊緣,朝廣口瓶底部觀察。比較瓶底沙奇盤(Secchi disk)標籤與色卡後,將水樣濁度以JTU 為單位記錄。

濁度實驗步驟流程圖

(2)其他檢測儀器或設備:除本活動所提供的廣口瓶底、貼式沙奇盤及比色卡檢測外,你也可以自行準備一般攜帶型(秏電式)濁度測定計來測定水中的濁度。

 
 
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