摘要 本計畫測試、應用及改良移動式藻類及毒素監測系統，針對國內14座離島水庫，應用分子生物、光學、及免疫學技術，定期、快速監測主要水庫水質及藻華、毒素、大腸菌相關資訊，以保障民眾用水安全。 計畫中首先收集國內外相關文獻，了解目前國內外相關移動式實驗室監測項目與方式。並改良現有監測系統，包括針對微囊藻及魚腥藻兩種目標藻改用雙重基因即時定量測試、提升柱孢藻目標基因之定量及監測專一性、增加蛤蚌毒素測試等，且均已成功應用於現地測試。 本年度共進行8座本島、6座離島水庫、35次採樣、116個現場樣品分析。檢測結果顯示，5個本島水庫樣品中，微囊藻毒素或柱孢藻毒素有超過0.2 μg/L的情形，所幸所有後續採樣清水樣品均遠低於建議值，顯示供水仍是安全。在臭味物質部份，2座水庫，霉味物質MIB超過國外飲用水建議值(10 ng/L)。在6座離島水庫採樣中，發現所有水庫均有藻類代謝物問題，4座水庫微囊藻毒素及柱孢藻毒素均超過0.2 μg/L，1座水庫兩者甚至超過1 μg/L，所有水庫霉味物質MIB均超過10 ng/L。 本計畫採樣中，對於取水口毒素及毒藻基因濃度超過建議數值(0.2 μg/L)者，現場均立即增採下游淨水廠原水及清水樣品，並快速將結果通知水利署及水庫管理單位，以提供水庫及水廠管理單位參考與應變。計畫並初步完成8座水庫水質特性資訊收集、藻毒事件文宣製作、以及網站架設。在教育訓練部份，本計畫於金門太湖水廠進行離島藻華應變演練，模擬藻華事件發生時，水廠及相關單位因應、通報、及解決方法；並於成功大學舉辦教育訓練，除藻類毒素及有害微生物基本知識外，並加入離島水庫情境模擬範例，以及現場實作教學，提升水庫及水廠人員藻毒應變與處理相關知識。

目錄 摘要----------------------------------------------------------------------------------------------Ⅰ Abstract-----------------------------------------------------------------------------------------Ⅱ 目錄----------------------------------------------------------------------------------------------Ⅲ 圖目錄-------------------------------------------------------------------------------------------Ⅵ 表目錄-------------------------------------------------------------------------------------------Ⅷ 第一章 計畫緣起及目的 1-1計畫緣起-----------------------------------------------------------------1-1 1-2 計畫目的--------------------------------------------------------------------1-4 第二章 文獻回顧 2-1 以往相關研究------------------------------------------------------------------------2-1 2-1-1 快速監(檢)測技術的開發與應用------------------------------------------2-1 2-1-2 現地螢光水質分析儀---------------------------------------------------------2-3 2-1-3 酵素免疫學分析方法(ELISA)----------------------------------------------2-6 2-1-4 微囊藻產毒基因分析--------------------------------------------------------2-8 2-1-5 柱孢藻基因定量技術--------------------------------------------------------2-10 2-1-6 魚腥藻產臭(Geosmin)基因定量技術-------------------------------------2-11 2-1-7 有害藻類多重基因定量技術-----------------------------------------------2-11 2-1-8 水中有害指標菌群分析技術-----------------------------------------------2-12 2-1-9 上年度移動式監測實驗室測試結果--------------------------------------2-13 第三章 工作方法及步驟 3-1 國內外藍綠菌有害藍綠菌與指標菌移動式監控技術-----------------------3-3 3-2 提升藍綠藻等指標菌相移動式監控作業技術---------------------------------3-4 3-2-1 傳統生物技術-----------------------------------------------------------------3-4 3-2-2 分子生物技術-----------------------------------------------------------------3-6 3-2-3 酵素連結免疫吸附法監測技術----------------------------------3-7 3-2-4 環境因子量測技術--------------------------------------------------3-8 3-2-5 分析方法之QA/QC-----------------------------------------------------------3-8 3-3 水質監控作業定期測試--------------------------------------------------------3-9 3-4 建立主要水庫行季節性水質特性資訊及水庫藻毒事件處理作業文宣製作---------------------------------------------------------------------------3-14 3-4-1 本計畫採樣數據-----------------------------------------------------3-14 3-4-2 其他相關研究數據----------------------------------------------------------3-14 3-4-3水庫藻毒事件處理作業文宣製作----------------------------------------3-14 3-5 教育訓練-----------------------------------------------------------------------------3-15 3-5-1 離島地區水庫教育演練-----------------------------------------------------3-15 3-5-2 民生用水水庫管理單位或淨水場教育訓練--------------------3-15 第四章 結果與討論 4-1 計畫進度說明----------------------------------------------------------------------4-2 4-2 國內外藍綠菌有害藍綠菌與指標菌移動式監控技術資料收集------------4-3 4-2-1 國內水相關移動式監測技術--------------------------------------------4-3 4-2-2 國外水相關移動式監測技術--------------------------------------------4-4 4-2-3 其他相關相關移動式監控技術-----------------------------------------4-8 4-3 藍綠藻等指標菌相移動式監控作業技術之提升---------------------------4-9 4-3-1 藍綠菌分子生物技術方面--------------------------------------------------4-9 4-3-1-1 雙重探針監測系統之應用-------------------------------------------4-9 4-3-1-2 產毒柱孢藻目標基因即時定量技術之應用-----------------------4-12 4-3-2 酵素連結免疫吸附法(ELISA)--------------------------------------------4-13 4-4 水庫現地偵測結果-----------------------------------------------------------------4-16 4-4-1 新山水庫-----------------------------------------------------------------------4-18 4-4-1-1 採樣時間:101年05月29日-----------------------------------------4-18 4-4-1-2 採樣時間:101年06月26日-----------------------------------------4-21 4-4-1-3 採樣時間:101年07月23日-----------------------------------------4-27 4-4-1-4 採樣時間:101年08月13日-----------------------------------------4-29 4-4-1-5 採樣時間:101年10月04日-----------------------------------------4-32 4-4-2 石門水庫-----------------------------------------------------------------------4-34 4-4-2-1 採樣時間:101年05月28日----------------------------------------4-34 4-4-2-2 採樣時間:101年06月25日----------------------------------------4-37 4-4-2-3 採樣時間:101年07月24日-----------------------------------------4-39 4-4-2-4 採樣時間:101年08月14日-----------------------------------------4-43 4-4-2-5 採樣時間:101年10月02日-----------------------------------------4-45 4-4-2-6 採樣時間:101年10月16日-----------------------------------------4-48 4-4-3 寶山水庫-----------------------------------------------------------------------4-51 4-4-3-1 採樣時間:101年05月30日-----------------------------------------4-51 4-4-3-1 採樣時間:101年08月13日-----------------------------------------4-57 4-4-4 寶山第二水庫---------------------------------------------------------------4-62 4-4-4-1 採樣時間:101年05月30日-----------------------------------------4-62 4-4-4-2 採樣時間:101年06月25日-----------------------------------------4-64 4-4-4-3 採樣時間:101年07月23日-----------------------------------------4-66 4-4-4-4 採樣時間:101年08月13日-----------------------------------------4-68 4-4-4-5 採樣時間:101年10月04日-----------------------------------------4-72 4-4-5 鯉魚潭水庫--------------------------------------------------------------------4-74 4-4-5-1 採樣時間:101年05月15日-----------------------------------------4-74 4-4-5-2 採樣時間:101年08月15日----------------------------------------4-77 4-4-6 蘭潭水庫----------------------------------------------------------------------4-80 4-4-6-1 採樣時間:101年05月16日-----------------------------------------4-80 4-4-6-2 採樣時間:101年06月29日-----------------------------------------4-83 4-4-6-3 採樣時間:101年07月24日-----------------------------------------4-85 4-4-6-4 採樣時間:101年08月16日-----------------------------------------4-87 4-4-6-5 採樣時間:101年10月05日----------------------------------------4-92 4-4-7 南化水庫-----------------------------------------------------------------------4-96 4-4-7-1 採樣時間:101年05月16日----------------------------------------4-96 4-4-7-2 採樣時間:101年08月17日----------------------------------------4-99 4-4-8 阿公店水庫------------------------------------------------------------------4-101 4-4-8-1 採樣時間:101年05月08日----------------------------------------4-101 4-4-8-2 採樣時間:101年08月17日----------------------------------------4-103 4-4-9 金門縣水庫(101年10月28日)-------------------------------------------4-106 4-4-10 本年度採樣分析資料彙整說明-----------------------------------------4-112 4-5 建立主要水庫行季節性水質特性資訊及水庫藻華事件處理作業文宣製作-------------------------------------------------------------------------4-115 4-5-1數據收集----------------------------------------------------------------------4-115 4-5-2水庫藻毒事件處理作業文宣製作----------------------------------------4-115 4-6 水庫藻類毒素監測及應變教育訓練------------------------------------------4-118 4-7 金門地區水庫藻毒事件情境演練------------------------------------------4-125 第五章 結論 5-1 初步結論----------------------------------------------------------------------------5-1 5-2 建議------------------------------------------------------------------------------------5-3 參考文獻 附件一 期中報告審查會審查意見回覆表 附件二 水質特性資訊數據收集 附件三 水庫藻毒事件處理作業文宣初稿 附件四 水庫藻類毒素監測及應變教育訓練課程與講義 附件五 水庫藻類毒素監測及應變教育訓練參訓人員名冊 附件六 金門地區水庫藻毒事件情境模擬練演練程序表、演練人員、演練腳本 圖目錄 圖1-1水庫藻毒事件處理作業程序(環保署)及水利署計畫相關建議指引------------2 圖1-2 移動式監測實驗室與水庫藻毒事件處理作業程序之整合圖------------------4 圖2-1 現地螢光參數儀與顯微鏡量測藍綠菌結果比對---------------------------------8 圖2-2 藻團大小與相對偵測差異與模式之比較-----------------------------------------8 圖2-3 (a)微囊藻毒素與(b)結球藻毒素之化學結構式-----------------------10 圖2-4 酵素連結免疫吸附法量測之檢量線--------------------------------------10 圖2-5 Microcystis spp.功能段基因之相對應胺基酸示意圖-----------------------11 圖2-6 qPCR定量結果與顯微鏡計數結果之相關性分析-----------------------------13 圖2-7 應用(a) rpo基因區、(b) pks基因區引子，測試柱孢藻個體數之結果--------13 圖2-8 qPCR法觀測產臭魚腥藻數與(a)顯微鏡觀測魚腥藻細胞數及(b)geosmin濃度之相關性-------------------------------------------------------------------------------------14 圖2-9 國內水庫藍綠菌藻華風險高低之示意圖-------------------------------17 圖3-1 本計畫執行架構流程圖------------------------------------------------19 圖3-2 現地藻體快速破壁技術(凍裂法)流程圖----------------------------------------23 圖3-3 DNA萃取流程圖---------------------------------------------------------------------23 圖3-4 移動式監測實驗室緊急採樣建議通報程序----------------------------------29 圖4-1 雙重探針監測系統下產毒微囊藻細胞數之檢量線圖--------------------36 圖4-2 雙重探針監測系統下產臭魚腥藻細胞數之檢量線圖-----------------------37 圖4-3 單一目標物監測系統下總微囊藻細胞數之檢量線圖---------------------37 圖4-4 單一目標物監測系統下產毒微囊藻細胞數之檢量線圖--------------------38 圖4-5 單一目標物監測系統下產臭魚腥藻細胞數之檢量線圖---------------------38 圖4-6 單一目標物監測系統下產毒柱孢藻細胞數之檢量線圖---------------------39 圖4-7 酵素連結免疫吸附法之微囊藻毒素(microcystins)檢量線圖----------------41 圖4-8 酵素連結免疫吸附法之柱孢藻毒素(cylindrospermopsin)檢量線圖--------41 圖4-9 酵素連結免疫吸附法之蛤蚌毒素(saxitoxin)檢量線圖---------------41 圖4-10 新山水庫採樣點示意圖(101年05月29日、07月23日、08月13日、10月04日)---------------------------------------------------------------------------------------44 圖4-11 碼頭凹槽處(採樣點HSR_04)之藻華情形---------------------------------- 圖4-12 碼頭凹槽處(採樣點HSR_04) 之藻華情形--------------------------------- 圖4-13 新山水庫採樣點示意圖(101年06月26日)------------------------------------------ 圖4-14 石門水庫採樣點示意圖(101年05月28日、06月25日、07月24日、10月02日、10月16日) -------------------------------------------------------------------------------- 圖4-15 石門水庫長興採樣點----------------------------------------------------------- 圖4-16 石門水庫採樣點示意圖---------------------------------------------------------- 圖4-11 寶山水庫採樣點示意圖(101年05月30日、08月13日)-------------------------51 圖4-13 船屋凹槽處(採樣點BSR_04)之藻華情形--------------------------52 圖4-14 船屋凹槽處(採樣點BSR_04)之藻華情形--------------------------------------52 圖4-20 船屋凹槽處(採樣點BSR_04)之藻華情形----------------------------------------- 圖4-21 船屋凹槽處(採樣點BSR_04)之藻華情形------------------------------------------ 圖4-15 寶山第二水庫採樣點示意圖(101年05月30日、06月25日、07月23日、08月13日、10月04日)---------------------------------------------------------------56 圖4-16 鯉魚潭水庫採樣點示意圖(101年05月15日、08月15日)---------------------59 圖4-17 蘭潭水庫採樣點示意圖(101年05月16日、06月29日、07月24日)---------62圖4-25 船屋凹槽處(採樣點LTR_04)之藻華情形----------------------------------- 圖4-26 船屋凹槽處(採樣點LTR_04)之藻華情形------------------------------------------ 圖4-27 蘭潭水庫採樣點示意圖(101年08月16日、10月05日)---------------------- 圖4-18 南化水庫採樣點示意圖(101年05月16日、08月17日)-------------------------65 圖4-19 阿公店水庫採樣點示意圖(101年05月08日、08月17日)----------------------68 圖4-20 水庫藻華應變文宣------------------------------------------------------------------71 圖4-21 藻華及毒素宣導網頁架設版面--------------------------------------71 表目錄 表2-1 水中常見藻類毒素及毒藻監測技術說明---------------------------------------2-2 表2-2 MC-LR與CYN兩種不同監測方法之結果比較------------------------------2-7 表3-1 移動式監控設備主要設備說明---------------------------------------------------3-5 表3-2 公共給水水庫藻華及毒素監測優先度及監測項目--------------------------3-10 表3-3 本計畫監測時間規劃--------------------------------------------------------------3-12 表3-4 民生用水水庫可疑藻華及微生物污染事件通報單建議格式--------------3-13 表3-5 民生用水水庫管理單位或淨水場教育訓練研討會議程表-----------------3-16 表4-1 計畫工作項目與實際執行進度----------------------------------------------------4-2 表4-2 各水庫檢測時間及其藻類優勢種-----------------------------------------------4-17 表4-3 新山水庫現場分析之監測結果 (101年05月29日)-------------------------4-20 表4-4 新山水庫現場分析之監測結果 (101年06月26日)-------------------------4-25 表4-5 新山淨水廠現場分析之監測結果 (101年06月26日)---------------------4-26 表4-6 新山水庫現場分析之監測結果 (101年07月23日)-------------------------4-28 表4-7 新山水庫現場分析之監測結果 (101年08月13日)-------------------------4-31 表4-8 新山水庫現場分析之監測結果 (101年10月04日)-------------------------4-33 表4-9 石門水庫現場分析之監測結果 (101年05月28日)-------------------------4-36 表4-10 石門水庫現場分析之監測結果 (101年06月25日)------------------------4-38 表4-11石門水庫現場分析之監測結果 (101年07月24日)-------------------------4-41 表4-12石門水庫下游淨水廠現場分析之監測結果 (101年07月24日)----------4-42 表4-13石門水庫現場分析之監測結果 (101年08月14日)-------------------------4-45 表4-14石門水庫現場分析之監測結果 (101年10月02日)-------------------------4-47 表4-15石門水庫緊急採樣之監測結果 (101年10月16日)-------------------------4-50 表4-16寶山水庫現場分析之監測結果 (101年05月30日)-------------------------4-55 表4-17寶山淨水廠現場分析之監測結果 (101年05月30日)----------------------4-56 表4-18寶山水庫現場分析之監測結果 (101年08月13日)-------------------------4-60 表4-19寶山淨水廠現場分析之監測結果 (101年08月13日)----------------------4-61 表4-20寶山第二水庫現場分析之監測結果 (101年05月30日)-------------------4-64 表4-21寶山第二水庫現場分析之監測結果 (101年06月25日)-------------------4-66 表4-22寶山第二水庫現場分析之監測結果 (101年07月23日)-------------------4-68 表4-23寶山第二水庫現場分析之監測結果 (101年08月13日)-------------------4-71 表4-24寶山第二水庫現場分析之監測結果 (101年10月04日)-------------------4-73 表4-25鯉魚潭水庫現場分析之監測結果 (101年05月15日)-------------------4-76 表4-26鯉魚潭淨水廠現場分析之監測結果 (101年08月15日)-------------------4-78 表4-27鯉魚潭水庫現場分析之監測結果 (101年08月15日)-------------------4-79 表4-28蘭潭水庫現場分析之監測結果 (101年05月16日)-------------------------4-82 表4-29蘭潭水庫現場分析之監測結果 (101年06月29日)-------------------------4-84 表4-30蘭潭水庫現場分析之監測結果 (101年07月24日)-------------------------4-87 表4-31蘭潭水庫現場分析之監測結果 (101年08月16日)-------------------------4-92 表4-32蘭潭水庫現場分析之監測結果 (101年10月05日)-------------------------4-95 表4-33南化水庫現場分析之監測結果 (101年05月16日)-------------------------4-98 表4-34南化水庫現場分析之監測結果 (101年08月17日)-----------------------4-100 表4-35阿公店水庫現場分析之監測結果 (101年05月08日)--------------------4-103 表4-36阿公店水庫現場分析之監測結果 (101年08月17日)--------------------4-105 表4-37金門縣水庫現場分析之監測結果 (101年10月28日) ------------------4-110 表4-38金門縣水庫現場分析之監測結果 (101年10月28日) (續) ------------4-111 表4-39 主要8座水庫之監測結果彙整------------------------------------------------4-113 表4-40 金門地區水庫之監測結果彙整-----------------------------------------------4-114