溫泉為國家天然資源,具有休閒觀光遊憩、水土環境保護、農業土地?用、活絡地方經濟等多方面的價值,在人口密度高的溫泉風景區因住宿、?飲及泡湯活動產生之遊憩及溫泉廢污水,對環境可能會造成直接或間接的影響。本研究針對關子嶺風景區排放之溫泉廢污水至下游承受水體,最終流入白河水庫之有機物污染物進行調查,尤白河水庫為一具有灌溉、給水、防洪及觀光?能之多目標水庫,而上游水質會影響下游集水區及水庫供水品質,而溶解性有機物(DOM)對飲用水水質有負面影響,為一些水質問題如色度、臭度的載體,亦為消毒副產物形成的主要前驅物質,對人體健康產生危害,所以我們需要更加理解DOM的特性,以進行後續的水質管理。 本研究採樣時間為2018年4月至2019年2月共計完成11次採樣,10個採樣點位之水質採樣調查,透過螢光光譜方法以識別溫泉泡湯廢水之有機物特性與來源,並從污染源螢光特性之時空分布,解釋具有相似螢光特性組成的DOM,對溫泉泡湯廢水及其承受水體之溶解性有機碳特徵作進一步討論,藉此找到污染熱點;其與目前常用之基本水質分析方法不同,具有耗時短、高靈敏度、化學藥劑及水樣使用量小等優點,為快速而準確的分析方法。 透過DOM之螢光陣列光譜(FEEM)可以得知溫泉露頭與溫泉業者所排放之溫泉廢水對冬季假日關子嶺溫泉區下游的螢光強度上升及螢光峰值波長位置改變是有貢獻性的。在定性研究方面,主成分分析(PCA)及階層式集群分析(HCA)顯示在夏季時,各採樣點之螢光光譜特徵相似性高,而在冬季時,採樣點之間的螢光特徵相異性則較大。在定量研究方面,平均螢光強度分析(AFI)顯示在夏季時,各採樣點螢光溶解性有機物主要以陸源腐植質占大部分比例,而在冬季時,關子嶺風景區下游處平均螢光強度提高,類蛋白質來源占比上升,尤溫泉坑溪下游W1c的總螢光強度及類蛋白質來源占比上升幅度最大,與冬季人類活動及遊憩溫泉廢污用水量增大有關;平行因子分析(PARAFAC)顯示關子嶺溫泉區之溫泉廢水中的溶解性有機物可分為兩大類,一為與陸源沖刷輸入之類腐植質及類酪氨酸物質有關,其在冬季時之值皆較夏季為低,主要受逕流、降雨沖刷等水文過程影響較大。二為與人類活動較相關之類蛋白質物質及類腐植質物質所組成,其在冬季時之值皆較夏季高,尤在溫泉區下游處更為明顯上升,主導了溫泉露頭及溫泉業者之溶解性有機物成分。無論是夏季或冬季,從集水區上游到下游的螢光特徵變化,都與關子嶺溫泉區因人為活動造成之溫泉廢污水有一定的相關性。 本研究透過螢光光譜方法結合多變量統計分析,定性以確定研究範圍內的主要物種時空分布及螢光有機物主成分,進一步定量分離螢光強度,以更加準確地瞭解污染源,藉泡湯淡季及旺季之比較,討論人為活動及陸源沖刷對陸地及水質的影響,對污染熱區實施水質管理,以降低溫泉風景區之環境污染,達到人、環境與經濟之間的平衡,實現環境永續性發展。
Characterization and identification of dissolved organic carbon in receiving rivers of hot spring wastewater using fluorescence spectroscopy methods and multivariate analysis
品萱, 姚. (Author). 2019
學生論文: Doctoral Thesis