應用多變數分析探討台灣水庫中藻類毒素及臭味物質與環境因子相關性之研究

Abstract

因科技進步以及生活品質的提升，飲用水中新興污染物的定量及監測成為受關注的議題；由於氣候變遷與全球暖化，在世界各地水庫常見藍綠菌藻華事件的發生，藍綠菌產生之有害代謝物也成為飲用水水質的隱憂。藍綠菌藻華之有害二次代謝物包含影響飲用水安全的藍綠菌毒素(Cyanotoxins)以及影響氣味與口感的物質(Taste-and-odor compounds T&O compounds)，台灣水庫中監測到的藍綠菌毒素有微囊藻(Microcystins)與柱孢藻(Cylindrospermopsins)，T&O物質則包含霉味物質2-Mithylosoborneol(2-MIB)、土味物質Geosmin以及木頭味物質?-cyclocitral等臭味物質等，國際間已有?多研究探討環境因子與藍綠菌有害二次代謝物的關係，然而當考量的環境變數，環境變數間之交互作用複雜，越不易探討其相關性。 本研究以主成分分析，分析民國102年至107年間於全台水庫採集之藻類及藻類代謝物之數據、與環保署及氣象站提供之環境數據，探討環境變數與藍綠菌毒素及臭味物質間之相關性，並提供建議之風險評估指標。結果顯示藍綠菌之生長與代謝物濃度不受氮、風速與降雨情況之影響，磷為影響藍綠菌生長的限制因子，而藻毒濃度增加的主要原因為藍綠菌之生長，而非藍綠菌產毒能力之改變。藍綠菌產毒基因與毒素有高度相關性，而葉綠素-a與總藻數間有高度相關、與藍綠菌基因及藍綠菌毒素間的相關性較低，在風險評估時若以葉綠素-a評估藻毒之風險，恐失去其代表性；相對地，由分子生物技術測量水體中藍綠菌產毒基因為一項快速且具參考性之指標。總量與細胞外的T&O物質相關性高，相互取代進行主成分分析之結果差異小，推斷目前台灣水庫之環境對藍綠菌細胞釋出代謝物質沒有顯著差異，2-MIB濃度與產2-MIB基因高度相關，可以基因作為其風險評估之指標；而Geosmin之生成與氮、磷及濁度無相關性；β-cyclocitral之來源部分為微囊藻，受水體中磷含量影響大，非微囊藻之來源則受濁度影響。以相關係數矩陣進行水質及溫度變數之時間序列分析，結果顯示氣象、及水溫與藍綠菌及其代謝物之相關性受時間效應之影響。

Date of Award	2019
Original language	Chinese
Supervisor	Tsair-Fuh Lin (Supervisor)