臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要針對工業放流水為目標，區分工業園區廠商放流水（潛在性）化學物質評估、生物急毒性模式生物檢測方法建立、工業放流水毒性鑑定方法建立及污水處理廠放流水（潛在性毒物）的環境宿命等5大研究主軸。
工業放流水評估：重金屬選擇硫酸銅、硫酸鋅、硫酸鎘、硫酸鎵、硫酸銦、硝酸銅、硝酸鎘、硝酸鉛、三氧化鉬等金屬鹽類代表放流水主要毒物，作為參考毒物對水蚤、羅漢魚、斑馬魚胚胎等進行生物毒性試驗。結果顯示硝酸銅的生物毒性最嚴重。有機污染物（四甲基氫氧化銨及4-氯酚）及重金屬污染物（硫酸銅），製備具生物毒性之人工水樣，三種毒物對水蚤及羅漢魚毒性大小依序為：硫酸銅 ＞ 4-氯酚 ＞ 氫氧化四甲基銨。分別用（1）氫氧化四甲基銨/ 4-氯酚、（2）氫氧化四甲基銨/ 硫酸銅、（3）4-氯酚 / 硫酸銅、及（4）氫氧化四甲基銨 / 4-氯酚 / 硫酸銅等進行毒物混合毒性試驗。對水蚤及羅漢魚，皆以4-氯酚 / 硫酸銅之毒性為最強，且出現協同效應。含氧化物（次氯酸鈉、過氧化氫）對水蚤及羅漢魚之毒性高低依序為：次氯酸鈉＞過氧化氫；水蚤及羅漢魚的耐酸鹼範圍分別為pH 5.4~10.2及pH 4.2~10.8；二物種對二氧化矽及氟化鈣產生之濁度，皆具有極高的耐受性（＞18000 NTU）。
模式生物檢測方法建立研究：（1）建立斑馬魚胚胎毒性檢測方法；（2） 建立細菌螢光急毒性檢測方法；（3）建立短角異劍水蚤無脊椎海水生物急毒性檢測方法；（4） 建立日本青鱂魚淡水及海水水質生物急毒性檢測方法。後續進行參考毒物試驗及實際放流水檢測，結果顯示具有好的生物毒性檢測反應。
工業放流水毒性鑑定方法建立研究：我們參考國外研究建立適用於台灣工業放流水毒性鑑定程序。表明運用於水體毒性成因鑑定及評估的潛力。結果證實利用化學分析及生物毒性分析水樣，雙向評估鑑定毒化物之可行性，可改善及彌補台灣現在的工業廢水毒性鑑定方法及生物輔助檢測方式，並強化管制河川放流水監測機制。
放流水（潛在性毒物）的環境宿命研究：利用毒性鑑定評估程序與歐盟毒性效應導向分析方法結合，並以斑馬魚胚胎毒性檢測方法為輔助，有效鑑定及評估水體及沉積物中潛藏毒化物。
最後建議：（1）慎選生物毒性試驗測試生物，靈敏度須有所差異。（2）研發結合毒性鑑定評估流程及效應導向分析方法，鑑定工業廢水生物毒性及毒物。（3）研發自動化和智慧化的生物毒性方法，包括急毒性和慢毒性，以持續提升方法績效和數據品質。（4）研發生物化學和細胞基礎的高通量快篩測試方法及建置相關核心技術。（5）研發計算毒理技術及建置相關軟體設備，朝向預測和預防毒理學目標邁進。

This study is aimed at industrial wastewater, and distinguishes industrial park manufacturers' discharge water（potential chemical substances）assessment, Establishment of model bioassay method, industrial discharge water toxicity identification, and environmental fate of sewage treatment plant discharge water （potential poisons）. 5 major research spindles.
Industrial discharge water evaluation: heavy metal selection of copper sulfate, zinc sulfate, cadmium sulfate, gallium sulfate, indium sulfate, copper nitrate, cadmium nitrate, lead nitrate, molybdenum trioxide and other metal salts represent the main poison of the discharged water, as a reference poison to the water Biotoxicity tests were carried out on D.magna and Pseudorasbora parva and zebrafish embryos. The results show that copper nitrate is the most serious biological toxicity. Organic pollutants （tetramethylammonium hydroxide and 4-chlorophenol）and heavy metal pollutants （copper sulfate）to prepare bio-toxic artificial water samples. The toxicity of three poisons to D.magna and Pseudorasbora parva is: copper sulfate > 4-Chlorophenol > Tetramethylammonium hydroxide. Use（1）tetramethylammonium hydroxide / 4-chlorophenol,（2）tetramethylammonium hydroxide / copper sulfate,（3）4-chlorophenol / copper sulfate, and（4）tetramethylammonium hydroxide / 4-Chlorophenol / copper sulfate for mixed toxicity test. For D.magna and Pseudorasbora parva , the toxicity of 4-chlorophenol/copper sulfate is the strongest and synergistic effect occurs. The toxicity of sulphur（sodium hypochlorite, hydrogen peroxide）to D.magna and Pseudorasbora parva is: sodium hypochlorite > hydrogen peroxide; the acid and alkali resistance of D.magna and Pseudorasbora parva are pH 5.4 ~ 10.2 and pH 4.2 ~ 10.8, respectively. Both species have extremely high tolerance（>18000 NTU）for the turbidity produced by Silicon dioxide and calcium fluoride.
Establishment of model bioassay method:（1）Zebrafish embryo toxicity detection method;（2）Bacterial fluorescence acute toxicity detection method;（3）Apocyclops royi invertebrates marine acute toxicity detection method;（4）Method for detecting acute toxicity of freshwater and seawater in medaka. Subsequent reference poison tests and real industrial drain water tests showed good biotoxicity detection reactions.
Study on the method for the identification of industrial discharge water toxicity: We have established a procedure for the identification of industrial discharge water toxicity in Taiwan. Indicates the potential for identification and assessment of the cause of water toxicity. The results confirmed that chemical analysis and biological toxicity analysis of water samples, two-way evaluation of the feasibility of identifying poisons, can improve and make up for Taiwan's industrial wastewater toxicity identification methods and biological detection methods, and control the river discharge water monitoring mechanism.
Environmental fate study of released water（potential poisons）: The toxicity assessment procedure is combined with the Effect-Directed Analysis method, and the zebrafish embryo toxicity test method is used as a supplement to effectively identify and evaluate potential poisons in water bodies and sediments.
Final recommendations:（1）Careful selection of biological toxicity test test organisms, sensitivity must be different.（2）Research and development combined with toxicity identification evaluation process and effect-oriented analysis method to identify industrial wastewater biological toxicity and poison.（3）Automation and intelligent biotoxic methods, including acute toxicity and chronic toxicity, to continuously improve method performance and data quality.（4）Research and development of biochemical and cell-based high-throughput fast screening test methods and related core technologies.（5）Research and development of toxicology technology and the establishment of related software equipment, towards the goal of predicting and preventing toxicology.

誌謝 i
中文摘要 ii
Abstract iv
目錄 vi
表目錄 xi
圖目錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 動機 3
1.3 目的 4
1.4 論文研究主題與架構方法 5
1.5 參考文獻 7
第二章 工業園區廠商放流水(潛在性化學物質)評估 8
2.1 前言 8
2.1.1 工業區廢水背景類型 8
2.1.2 汚水處理廠處理技術 9
2.1.3 工業區放流水處理標準 11
2.2 研究方法 12
2.2.1 放流水含重金屬污染物與生物毒性之關聯性評估 12
2.2.2 放流水含有機污染物與生物毒性之關聯性評估 14
2.2.3 放流水含氧化物、高濁度及高酸鹼物質污染物與生物毒性之關聯性評估16
2.2.4 放流水化學物質混合效應評估 20
2.3 結果與討論 24
2.3.1 重金屬污染物與生物毒性關聯性評估結果 24
2.3.2 有機污染物與生物毒性關聯性評估結果 26
2.3.3 含氧化物、高濁度及高酸鹼物質污染物與生物毒性關聯性評估結果 28
2.3.4 放流水化學物質混合效應分析 36
2.4 結論 43
2.4.1 重金屬污染物與生物毒性評估結論 43
2.4.2 有機污染物與生物毒性評估結論 43
2.4.3 含氧化物、高濁度及高酸鹼物質污染物與生物毒性評估結論 43
2.4.4 放流水化學物質混合效應結論 43
2.5 參考文獻 44
第三章 放流水生物毒性檢測方法建立研究 52
3.1 前言 52
3.1.1 生物急毒性的緣起 52
3.1.2 生物急毒性使用類型 52
3.1.3 台灣生物急毒性方法種類及未來挑戰 55
3.2 研究方法 57
3.2.1 斑馬魚胚胎毒性檢測方法應用評估 57
3.2.2 Microtox®毒性檢測方法應用評估 68
3.2.3 短角異劍水蚤應用於海水毒性檢測方法評估 72
3.2.4 日本青鱂魚應用於淡、海水毒性檢測方法評估 76
3.3 結果與討論 81
3.3.1 斑馬魚胚胎毒性檢測方法試驗結果 81
3.3.2 Microtox®毒性檢測方法試驗結果 89
3.3.3 短角異劍水蚤毒性檢測方法試驗結果 98
3.3.4 日本青鱂魚應用於淡、海水毒性檢測方法試驗結果 101
3.4 結論 107
3.4.1 斑馬魚胚胎毒性檢測方法建立結論 107
3.4.2 Microtox®毒性檢測方法建立結論 108
3.4.3 短角異劍水蚤應用於海水毒性檢測方法建立結論 108
3.4.4 日本青鱂魚應用於淡、海水毒性檢測方法建立 108
3.5 參考文獻 109
第四章 毒性鑑定(TIE)評估方法建立研究 116
4.1 前言 116
4.1.1 毒性減量（TRE）評估的緣起 116
4.1.2 毒性鑑定（TIE）方法的緣起 116
4.1.3 毒性鑑定（TIE）方法可去除污染物質類型 117
4.2 研究方法 118
4.2.1 適用範圍規劃 118
4.2.2 材料與設備需求 118
4.2.3 採樣與保存依據 118
4.2.4 水生生物毒性測試 119
4.2.5 第一階段毒性特性規劃 121
4.2.6 第二階段毒性鑑定規劃 125
4.2.7 化學分析 131
4.2.8 第三階段毒性確認規劃 134
4.2.9 品質管制 134
4.3 應用結果與討論 135
4.3.1 毒性鑑定評估方法應用於積體電路代工檢測 135
4.3.2 毒性鑑定評估方法應用於背光模組元件檢測 141
4.3.3 毒性鑑定評估方法應用於晶元代工A廠檢測 142
4.3.4 毒性鑑定評估方法應用於記憶體晶片製造元件檢測 148
4.3.5 毒性鑑定評估方法應用於電腦週邊及磁片製造檢測 152
4.3.6 毒性鑑定評估方法應用於晶元代工B廠檢測 155
4.3.7 毒性鑑定評估方法應用於具鹽度河川水體毒性因子檢測 159
4.4 結論 164
4.4.1 積體電路代工毒性鑑定結論 164
4.4.2 背光模組元件毒性鑑定結論 164
4.4.3 晶元代工A廠毒性鑑定結論 164
4.4.4 記憶體晶片製造元件毒性鑑定結論 165
4.4.5 電腦週邊及磁片製造毒性鑑定結論 165
4.4.6 晶元代工B廠毒性鑑定結論 165
4.4.7 應用於具鹽度河川水體毒性因子鑑定結論 166
4.5 參考文獻 167
第五章 污水處理廠放流水(潛在性毒物)的環境宿命 169
5.1 前言 169
5.1.1 沉積物與污染物之關聯性 169
5.1.2 沉積物毒性試驗評估重要性 169
5.1.3 模式生物用於沉積物毒性試驗評估方法回顧 170
5.2 研究方法 172
5.2.1 效應導向分析(Effect-Directed Analysis)方法應用 172
5.2.2 效應導向分析(EDA)方法與毒性鑑定(TIE)併用研究 173
5.2.3 斑馬魚胚胎作為沉積物生物毒性試驗模式生物 175
5.3 結果與討論 175
5.3.1 效應導向分析方法與毒性鑑定程序結合應用結果 175
5.3.2 斑馬魚胚胎對沉積物分餾液毒性試驗結果 186
5.3.3 沉積物樣品分析結果 187
5.4 結論 188
5.4.1 效應導向分析方法與毒性鑑定程序結合應用結論 188
5.4.2 斑馬魚胚胎對沉積物分餾液毒性試驗結論 189
5.4.3 沉積物樣品分析結論 189
5.5 參考文獻 190
第六章 總 結 194
6.1 結論 194
6.2 建議 195