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太魯閣國家公園重要水域生態系有機毒物生物放大作用評估

  • 發布日期:100-02-11
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研究單位
中華民國國家公園學會
作者
柯風溪
一、研究緣起
  持久性有機污染物(Persistent Organic Pollutants; POPs)因其不易被分解之持久性,隨氣流或水流長距離傳播,為全球性分佈污染物,更因其親脂性強,具生物累積性,當物質於生物體內之攝取儲存速度高於其代謝分解或排泄速度時,即造成生物累積,此類有機污染物更經由食物鏈累積於生物體內,經由不同吸收途徑,而可能形成生物放大(Biomagnifications)。本計畫即針對此類持久性有機毒物,在太魯閣國家公園生態棲息地及生物的分佈與含量進行調查研究,並探討其可能對生態系之危害評估。
二、研究方法及過程
  本計畫針對砂卡礑、蓮花池和西喀拉罕溪共計3 個測站進行採樣,分別收集水、沈積物與生物樣品進行有機污染物含量分析比較。水體樣品以連續式採水儀搭配玻璃纖維濾紙與吸附劑(XAD)收集;沈積物取自此3 個測站岸邊表層5公分底泥以及奇萊山區的水域底泥,以玻璃樣品瓶帶回;生物樣品則以活體或冷凍方式帶回實驗室。所有樣品皆以索氏或ASE 萃取、淨化和濃縮後,以GC/MS分析多環芳香烴及有機氯農藥。
三、重要發現
  本計畫以多環芳香烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)與有機氯農藥(Organochlorine Pesticides, OCPs)為主要代表性有機毒物,對湖泊及溪流兩種水域棲息地介質及水生生物進行調查。整體而言,在太魯閣地區各水生環境介質之16 種PAHs 總濃度範圍:水為0.35~9.84 ng/L、岸邊表層沈積物為1.38~76.15 ng/g dw、浮游生物為2.53~16.81 ng/g dw、藻類為6.94~96.4 ng/g dw、水生昆蟲為2.77~45.63 ng/g dw、螃蟹為1.22~7.25 ng/gww、蝦為0.88~5.78 ng/gww、魚類為0.77~7.97 ng/gww、兩棲類成蛙為1.06~33.65 ng/gww 及兩棲類蝌蚪為 5.97~18.83 ng/gww。其中以湖泊型(蓮花池)環境棲息地及生物體內所測得PAHs 總濃度高於溪流型環境(砂卡礑及西喀拉罕溪)。在太魯閣地區,各水域環境介質之16 種有機氯農藥(OCPs)總濃度範圍:水為0.05~2.23 ng/L、岸邊表層沈積物為0.28~16.87 ng/g dw、浮游生物為0.83~7.55 ng/g dw、藻類為3.97~11.81 ng/g dw、水生昆蟲為0.63~34.37 ng/g dw、螃蟹為0.54~0.89 ng/gww、蝦為1.79~2.23 ng/gww、魚類為0.63~4.28 ng/gww、兩棲類成蛙為0.25~3.51 ng/gww 及兩棲類蝌蚪為0.86~8.96 ng/gww。OCPs 總濃度亦以蓮花池較溪流為高。依生物乾重為基準,統一濃度單位為 ng/g dw,比較PAHs 及OCPs 在各種生物樣品中之濃度,發現兩棲類體內的累積濃度最高,而在蝌蚪體內的累積濃度明顯高於成蛙之累積,可能與變態代謝或成長稀釋有關,值得進一步以兩棲類為指標物種做更深入研究調查。環境樣品中持久性有機污染物組成份顯示其主要污染源與可能的污染途徑。水和河流的沈積物主要為3 環和4 環PAHs 為主,而在湖泊的沈積物以3~6 環為主;生物樣品中,浮游生物所累積的PAHs 較廣 (包括4~6 環),其餘生物皆以3~5 環PAHs 為主。在 OCPs 組成方面,環境棲息介質(水、沈積物)和生物樣品皆以 HCH、Hept 和 DDT 系列為主要成份,與台灣過去使用 OCPs 情形相吻合,顯示有機氯農藥污染受實地使用情形影響極大。
四、建議事項
立即可行建議:
  不論湖泊或溪流水域,兩棲類體內之有機毒物累積,均遠高於其他種類水生生物,又以蝌蚪體內之 PAHs 及 OCPs 含量大於成蛙,其成長稀釋現象(Growthdilution)更明顯外,更有可能由於蝌蚪生活於水中環境,推測其另有生物濃縮(Bioconcentration)作用,由水中直接吸附累積有機毒物,建議以兩棲類為指標性物種,分析比較PAHs 及 OCPs 在太魯閣各環境敏感區,兩棲生物體內之組成與含量,以進一步探討人為活動所產生之有機毒物在太魯閣國家公園分佈、傳遞及造成之生態衝擊。
中長期建議:
  人為活動造成有機毒物累積於太魯閣水域生物,雖然未見明顯生物放大作用有增加趨勢,但是由於採樣不易又具極大變異性,建議管理處可以規劃長期監測計畫,配合進行中之其他研究計畫,協助提供環境棲息地及生物樣品進行分析,有效運用所採得之樣品,以期收集掌握更齊全完整之生物與化學資料,來分析有機毒物在太魯閣各環境敏感區之分佈與傳遞情況。