1 Environmental sample collection and processing Biogeochemical cycling Consequences of biogeochemical cycles gone wild Indicator organism & microorganism Microorganism and metal pollutants Microorganism and organic pollutants Solid waste biotreatment Wastewater biotreatment Disinfection Indicator organism 污水生物體系 止水系統 (lentic water) 水庫、湖泊、池塘等水體 指標生物:浮游藻類或浮游生物 流水體系 (lotic water) 河川或溪流等水體 指標生物:水棲昆蟲或附著藻類 3 流水體系 (lotic water) 河川或溪流等水體 指標生物:水棲昆蟲或附著藻 類 4 指標生物的概念最早是由德國 Kolkwitz與Marson 5 所提出,不需仰賴精密儀器仍可監測水質,可以彌 補物理化學分析方法之不足。 河川水生生物中,目前用於偵測河川之污染程度者, 有藻類,浮游動物,水生昆蟲,軟體動物,環節動 物與魚類等,可反應污染物長期介入對環境生物之 影響,同時亦反應生物同種間或族群間之交互作用。 以生物之生存反應污染程度,比物理化學分析方法 更容易被大眾所了解與接受。 藻類及浮游動植物屬於微生物,分佈廣泛並能迅速 反應環境改變,必須使用顯微鏡觀察。 固定棲息於河床或沿岸,能代表河川水質。 河川污染程度分類表 污染程度 項目 未(稍)受污 染 輕度污染 中度污染 嚴重污染 溶氧量(mg/L) 6.5以上 4.6~6.5 2.0~4.5 2.0以上 生化需氧量(mg/L) 3.0以上 3.0~4.9 5.0~15 15以上 懸浮固體物(mg/L) 20以上 20~49 50~100 100以上 0.05以上 1 2.0以上 0.50~0.99 3 2.0~3.0 1.0~3.0 6 3.1~6.0 3.0以上 10 6.0以上 氨氮(mg/L) 點數 積分(RPI) 6 在河川中之清潔水域,通常以不能耐受污染之物種為 主. 當水質污染程度增加,這些不能耐受污染之物種逐漸 消失, 而由中等耐污程度之物種取代. 至嚴重污染時,中等耐污程度之物種也消失,只剩下 耐污物種存活。 因為污染進入而產生之演替現象,並選擇其中反應明 顯之代表性種類作為指標生物,應用於河川水質之評 定。 7 底棲生物指標 目前為美國環境保護署所推薦之水質監測方 法 綜合多項生物指標方法結果以作為水質評估 依據,包括 Family Biotic Index (FBI ) 生物 指標方法, EPT(Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera)豐富度指 標 8 生物指數評估法 (Family Biotic Index, FBI) 根據不同科或種水生昆蟲對 污染之忍耐程度,從低至高 給予1 ~ 10之忍耐值,並考 慮該科昆蟲在整個水棲昆蟲 群聚中之相對數量,合計生 物指數,並用以評估水質。 其計算公式如下: FBI=Σ xi ti n xi = 該科個 體數目, ti = 該科之忍耐值, n = 總個體數目 FBI = Σ xi ti n xi = 該科個體數目 ti = 該科之忍耐值 n = 總個體數目 9 EPT (豐富度指標) 利用水棲昆蟲的群聚結構來評估水質 選擇採樣點中耐污染性差的好清潔種類蜉蝣 目(Ephemeroptera)、襀翅目 ( Plecoptera)與毛翅目(Trichoptera), 合計這三個目的種類數,可評估水質狀況。 EPT值越高代表好清潔種佔優勢,表示水質 越佳。 10 11 河川底棲水生昆蟲採樣方法 蘇伯氏採集網 尖嘴鑷子 標本瓶 白色或淡色塑膠盤 長統雨鞋 12 採樣 採樣地點最好選擇河床底質為卵石、礫石之處且水深 不宜超過 50公分 在採樣站50公尺範圍內選擇岸邊及接近河中央各一點 進行採集 採集時,將水生昆蟲網面對水流;兩人一 組一人固 定網框,另一人將網框內之河床底質攪動,使其間之 底棲昆蟲隨水流入網中。 將水生昆蟲網提起至岸邊挑蟲,挑蟲時以鑷子將網上 13 昆蟲放 入標本瓶內 保存 將事先配好之70%酒精倒入標本瓶。 將採獲水生昆蟲放入含70%酒精標本瓶, 帶回實驗室作進一步種類鑑定及數量計數。 標本瓶上記錄採樣時間、地點及採集者名 字。 14 輕度污染水域指標生物 底棲昆蟲:縞石蠶、網石蠶、水 蠆、扁泥 蟲、小裳蜉蝣、雙尾小 蜉蝣、石蛉 魚類:脂鮠、台灣馬口魚、台灣 石魚賓、台灣纓口鰍 15 中度污染水域之指標生物 底棲昆蟲:水蛭、大口螺、姬蜉蝣 魚 類:極樂吻鰕虎、平頷鱲、大 眼華鯿、粗首鱲、餐條、短吻鎌柄 魚、褐吻鰕虎 16 嚴重污染水域之指標生物 底棲昆蟲:紅蟲、顫蚓、水蟲 魚 類:鱧魚、泥鰍、大肚魚、 大眼海鰱、吳郭魚 17 淡水河支流外雙溪的水棲昆蟲相 聖人瀑布河段位於外雙溪上游,水質為未受污染,根據 EPT分 類群豐富度指標,顯示水質為好至中等;以谷田氏法評估水質 為未受污染. 捕獲Hilsenhoff忍耐值為0的扁蜉蝣科Epeorus erratus 與忍耐值為2的褐蜉科Choroterpes sp.,顯示水質極 為優良。 至善國中河段位於外雙溪中游,以EPT指標顯示至善國中河段 之水質為中等;以谷田氏法評估水質介於未受污染與輕度污染 之間;此河段捕獲忍耐值為0的扁蜉蝣科,忍耐值為6的搖蚊 科幼蟲亦有發現,顯示水質雖仍是良好,但已受到些許程度的 人類活動干擾。 雨農橋河段位於外雙溪下游,以EPT指標顯示雨農橋河段之水 質為差;以谷田氏法評估水質為中度污染;此僅有忍耐值為4 的四節蜉蝣科、忍耐值為6的搖蚊科與忍耐值為7的短腹幽蟌, 屬於能耐受污染的種類,輕度至中度污染之間。 18