開始進行水質檢測前,請先戴上保護手套、護目鏡等他防護裝備(除非必要,否則在水質檢測過程中應全程穿戴防護裝備,直到全部項目檢測完畢為止)。建議依序檢測以下項目,步驟如下:
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。
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(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。
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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氧氣才能生存。一般在自然水體中,若溶氧值高,則水質較為良好並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,將會對溶氧值有相當大的變動;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,因而也會對動植物的繁殖造成影響。
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。由於水中溶氧量與測定當時
之溫度有關,因此,我們將需要將測得之溶氧量轉為容氧飽和度,才能比較水質的好壞。 |
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(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。
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(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(耗電式)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%。
按:事實上,上表中數字間距太大過於粗糙。如果你測到的溶氧是6 ppm,溫度是23℃, 可能無法利用此表換算成溶氧飽和度(必須內插)。因為在不同的溫度下,氧氣會有不同之溶解度,所以水體之飽和溶氧值亦會隨溫度而異。同樣在一大氣壓下,飽和溶氧值與溫度之關係如下圖;飽和溶氧值一般會隨溫度的下降而上升,亦即冬天時相同水體之溶氧會較夏天時高,這也是冬天河川水質較夏天水質好的其中一個原因。因此,當我們測出水體溶氧值時,必須換算成飽和溶氧度,才能進行水質好壞的比較。我們另在網頁資料上傳的介面上,寫了一個小程式,你祗要填入水溫及溶氧值,即可自動幫你計算出該水體之飽和溶氧度。
計算方式是根據水溫,先經由飽和溶氧值與溫度之關係圖求得該水樣之飽和溶氧值(DOs);然後,再將測得之溶氧值(DO)除以飽和溶氧值後乘上100%,即為該水樣之溶氧飽和度。
(4)溶氧飽和度(%)對照表 |
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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。 |
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(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。
(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。
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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。 |
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(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。
(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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1. 生物指標的意義
傳統監測河川水質之優劣主要係以化學方法為主,因為化學方法可以十分準確,所以環保署之河川污染等級分類係以化學分析為主,包括:溶氧量(DO)、生化需氧量(BOD)、懸浮固體量(SS)及氨氮量(NH3
− H )(另詳補充資料)。
可是理化檢驗會有盲點,例如工廠排放口附近的採樣點,檢測結果會受到有無排放廢水的影響;理化檢驗必須靠精密的儀器設備,因為水是流動的,因此採樣點必須夠多才具代表性,這些都需要訓練有素的專家來操作。事實上,水質污染程度如何,除了可由理化分析法來評估外,亦可藉由生物調查來評估水質。因為水棲生物之存在適可表示過去長時間水質對生物作用之結果,而且這樣的水質評估較具長時效。因此,如果有人拿出一隻「扁蜉蝣」的水生昆虫來,並說這是在某河段採到的,那麼環境學者便可立即推斷出那條河川的採樣點必定是一條水質清淨的河川──水中沒有毒性物質,生化需氧量最高不超過2ppm;夏季的水溫低,
3 本節資料內容摘自兩者皆由行政院環保署環境檢驗所發行的出版品,(1)台灣河川污染生物指標-底棲小動物類,(2)
台灣河川底棲生物手冊-水棲昆蟲(民國83 年10 月三版),摘錄內容已重新校核。
河川底石礫間水流速度約在每秒1 公尺。這是此種水生昆虫存在所提供的環境資訊。從生物存在情形反映河川水質污染程度,不僅簡便亦易為大眾所瞭解及接受。
2. 河川溪流中的生態與河川水質生物指標
河川中的生態基本上係由生產者、各級消費者、以及在河川污染之清除扮演重要角色,即所謂的「清除者」有環節動物(如顫蚓類)、蝦、蟹等),以及「分解者」如細菌及菌類等所組成。其中,在生態河川中的水生植物,不管是浮游性或固著性的水生植物,通常具葉綠素,可提供氧氣及有機物給其他生物,在河川生態上屬「生產者」。「初級消費者」有浮游動物、水生昆蟲及軟體動物等,而「次級及三級消費者」有水生昆蟲、魚類等。魚類可以說是溪流中最為大家熟知的水棲生物,同時亦是河川最好的健康指標。在乾淨的河域,釣客可以釣到溪哥、苦花……不僅魚的數量多,種類亦很多。但在較髒的河段,則僅可能發現吳郭魚、琵琶鼠……等對環境忍受高較高的魚種。不過,由於魚類的活動性大,許多魚種分佈的水域較廣,可能同時分佈在數個不同污染等級之水域;加上河流較深或河面廣等因素,魚類捕獲並不容易,因此,以魚類作為監測水質之指標生物,在實際應用時會受到限制。另外,水體生物中,與污染程度較有直接關係,且能反應出水體各種不同污染程度者,還有藻類、浮游動物、水生昆蟲、軟體動物、環節動物等。這些都可作為河川污染之生物指標,但藻類及浮游物物屬於微生物,必須使用顯微鏡才觀察得到,較為不方便。其餘,水生昆蟲、軟體動物、環節動物則皆是屬於內眼可見之生物,因此,不僅採樣及觀察均較方便,而且,由於它們都是固定棲息在河床或沿岸,因此比較能夠代表該點的河川水質。所以,在實際應用上一般採用水生昆蟲、軟體動物和環節動物等常見生物,通稱「底棲無脊椎動物」來作為河川污染生物指標。「底棲無脊椎動物」常是最好的河川健康指標,因為牠們長期生存在水中,由於身體沒有很好的調節機制,所以僅能夠生活在特定的水質環境。水生昆蟲的體積小,吃食落在水中的一些落葉,將落葉變成小碎片,而自己也是一些魚類的食物,因此在河川生態系中是重要的一環。水生昆蟲一般常躲在岩石下,其中,
石縫中的水生昆蟲的幼蟲,更是精準的指標,他們對河川的環境水質很敏感,對生長環境很挑剔。所以我們可以透過不同種類的水生昆蟲存在與否,來判斷河川水質。因為他們的體型大都很小,因此必需要走到溪水中,翻開石頭才能遇見他們,準備個網子才能捕捉到他們。水生昆蟲的種類和數量,除了受河川水質的影響很大,河川附近的植物種類、數量、河川的地質……等可能也有很大的關係。通常流域的植物繁茂,河床的地質是石粒、泥底會有較多水生昆蟲。在沒有植物或植物種類單純,或是溪床及護岸已水泥化的河川,水生昆蟲會特別的少。
3. 生物指標法水棲生物觀察步驟
觀察水棲生物並利用生物指標來判斷水質狀況,建議在安全無虞情況下,嘗試利用可掌握的工具進行水中生物觀察,步驟如下:
(1) 感官觀察
(i)用眼睛看:水色如何、水體外觀透明?有無泡沫?有無生物?有無污染物……
(ii)用鼻子聞:有無味道,有臭味表示水體己遭受污染嚴重,由於水中缺氧,產生硫化物而有發出臭味。
(iii)用手觸感:感覺水體溫度、水體細滑或含有懸浮顆粒、粘稠度……。
(2) 底棲動物採樣方法及地點選擇
任何河川或溪流,不論大小,基本上都可以進行底棲無脊椎動物-包括水生昆虫、螺類、水蛭及顫蚓類等動物之採樣調查。一般採樣時以水深約30
公分左右,水流流速在30~40 公分每秒為宜。河床之底質則選擇石礫、鵝卵石較多處,不過,如進行全河域多站採樣,則應注意進行各種不同底質、流速及主支流因素,但以方便採樣及安全第一為優先。
一般採樣,係以50 × 50 分分之定量採集箱進行採樣,如果不作定量採樣採樣,則以20 ×
20 公分之水網為之;如無水網,亦可在一定時間內翻尋附著在石頭上之水生物物。採得之動物則放入標本瓶中,以75%酒精保存之。由於溪流中石頭上往往有苔鮮、藻類附生,加上流水常有暗流,容易滑倒,因此應避免水流湍急及深潭等地點。同時,為顧及安全因素,採水樣時以3~5
人為一組,並且可相互可通視為原則。採樣地點應同時應同時檢測pH 值、溶氧、流速、水深及河床形態,以供分析時參考。採樣時應具備之工具,除水網外,尚有酒精、標本瓶、鑷子、淡色水盤、記錄筆、地圖、長筒膠鞋及連身水褲等。 |
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4. 生物(魚類、水生昆蟲)採集及調查(觀察)
無脊椎動物的採樣限於人員可親近、觸碰水體的地點為限。底棲無脊椎動物之採樣調查考慮到參與人員的安全,在水生昆蟲的採樣部分以河川岸邊為主,選擇河床底質為卵石、礫石且水深不超過50
公分之處為採樣點,盡量以方便採樣、安全第一為優先,翻尋附著在石頭上之水蟲,雖然此結果較為粗略,卻適合全民一起參與。採樣過程宜帶手套、穿膠底防滑鞋或雨鞋,特別是在有污染之虞的河段。
(1)選擇在水深不超過膝蓋之河川,自河床中將約拳頭大小的石頭撿進水桶中,在擬撿拾地點下游處備妥篩簍,此時會發現原棲息在石頭下的生物順源而下,利用原備妥的捕捉篩網捕捉及採集生物。
(2)取出石頭後,利用鏟子在檢拾石頭位置下方挖取少量的砂石土,放進細篩簍中,讓生物順流而下以篩簍收集。
(3)仔細觀察石頭表面是否附著生物,小心用鑷子將石頭及篩簍中收集的生物移置水盤中。
(4)用放大鏡仔細觀察採集生物,調查採集生物種類,記錄知名生物種類名稱,對於不知名的生物,可將生物輪廓外觀繪圖,並記錄簡單特徵。
(5)除必要的生物可攜回,飼養在水箱作進一步的觀察,或作成標本供研究外(但兩者應以最少採集量為限),其餘採集生物在調查完畢後,應置回原棲息處。 |
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