跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(54.225.48.56) 您好!臺灣時間:2022/01/19 22:37
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:洪慧鈞
論文名稱:水庫優養化評估指標與優養化水體三鹵甲烷生成潛勢之探討
指導教授:陳秀卿陳秀卿引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:環境工程學系
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:水庫優養化多變量統計分析三鹵甲烷生成潛勢
相關次數:
  • 被引用被引用:31
  • 點閱點閱:1804
  • 評分評分:
  • 下載下載:462
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:2
本研究目的為運用適合台灣地區之優養化指標,以期適切地判定水庫水體優養化情況,並進行消毒副產物(DBPs)之三鹵甲烷生成潛勢試驗(THMFP)的探討,以期能提供水源用水庫水體安全性的重要資訊。
研究中採集台灣地區不同水庫水進行實驗,採用優養指數(EI)以及物化指標中常用之卡爾森優養指標(CTSI)作為水體優養化的判定依據,其中EI指數是利用藻類指標以及水質參數(包括總磷、懸浮固體、比導電度、亞硝酸鹽氮,葉綠素a及水溫)所誘導得到的指數。三鹵甲烷生成潛勢試驗中係以液相-液相萃取法配合氣相層析/電子捕捉偵測器(GC/ECD)分析三鹵甲烷(THMs)。
實驗結果顯示,在台灣地區五個水庫中,以澄清湖水庫優養化情形最為嚴重,其THMFP亦為最高,表示優養化程度愈嚴重,在水質狀況不佳的情形下,愈易生成三鹵甲烷。所有水庫中之三鹵甲烷生成物種以氯仿(CHCl3)為主,且UV254吸光度與THMFP間呈現良好之線性關係,為水中有機物良好的替代指標。研究中亦發現,和CTSI相較,EI指標更能顯示水庫水質的季節性變化,且EI與THMFP具有較佳之相關性。本研究並就行政院環保署公告之88年度至89年度台灣地區十三座主要水庫水質監測資料,探討各水庫之優養化變化情形。其中,在區域性變化方面,北部與中部水庫之EI較高,較無優養的情況,南部水庫之EI值偏低,有優養化的情形發生;在季節性變化方面,由於受水溫變化趨勢的影響,各水庫冬季之EI值較春夏兩季為高,水質狀況較佳,而在水溫較高的南部水庫,其優養化的情形較為明顯;在EI值方面,德基水庫之EI最高,無優養的現象,而鳳山水庫之EI最低,優養化現象最為顯著。
目錄
摘要 I
目錄 II
圖目錄 V
表目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 3
1.3 研究目的 4
1.4 研究內容 5
第二章 文獻回顧 6
2.1 台灣水庫優養化現況 6
2.1.1 優養化成因 8
2.1.2 優養化影響 9
2.2 優養化評估指標 10
2.2.1 生物指標 12
2.2.2 物化指標 13
2.2.2.1 卡爾森TSI指標 14
2.2.2.2 優養指數 15
2.3 消毒副產物 18
2.4 三鹵甲烷與三鹵甲烷生成潛勢 19
2.4.1 定義 20
2.4.2 反應機制 21
2.4.3 危害性 21
2.4.4 現行之相關法規標準 23
2.4.5 生成因素 24
第三章 實驗設備與方法 31
3.1 實驗內容與流程 31
3.2 採樣 33
3.3 分析項目與方法 36
3.3.1 總磷 37
3.3.2 透明度 38
3.3.3 葉綠素a 38
3.3.4 亞硝酸鹽 39
3.3.5 懸浮固體 40
3.3.6 比導電度與pH值 40
3.3.7 UV254吸光度 41
3.3.8 三鹵甲烷與三鹵甲烷生成潛勢 41
3.3.9 品質保證與品質管制(QA/QC) 48
第四章 結果與討論 51
4.1 合成水樣試驗 51
4.1.1 水中有機物的UV254吸光度 52
4.1.2 三鹵甲烷生成試驗 53
4.2 真實水樣校園湖水之試驗 54
4.3 真實水樣水庫水之試驗 55
4.3.1 基本水質分析 55
4.3.2 三鹵甲烷生成試驗 58
4.3.3 優養化評估指標與三鹵甲烷生成潛勢之探討 63
4.4 水庫優養化評估指標變化趨勢之比較 68
4.4.1 優養指數之區域性探討 72
4.4.2 優養指數之季節性探討 74
4.4.3 優養指數之各因子得分情形探討 77
第五章 結論與建議 82
5.1 結論 82
5.2 建議 84
參考文獻 85
附錄
圖目錄
圖2-1 三鹵甲烷(THMs)之化學結構式……………………………….20
圖3-1 本研究之實驗總架構…………………………………………..32
圖3-2 三鹵甲烷生成潛勢之實驗步驟……………………………......44
圖3-3 液相-液相萃取配合氣相層析儀法測定三鹵甲烷…………….45
圖3-4 三鹵甲烷各物種之檢量線..........................................................50
圖4-1 三種有機物濃度與UV254吸光度之關係……………………52
圖4-2 三種有機物之UV254吸光度與三鹵甲烷生成潛勢之關係....53
圖4-3 各水庫水樣中THMFP與UV254吸光度之相關性分析 58
圖4-4 各水庫水之三鹵甲烷生成情形…………………………….....59
圖4-5 各水庫水加氯後之三鹵甲烷物種百分比分佈……………….60
圖4-6 各水庫之卡爾森指標(CTSI)與優養指數(EI)…………………63
圖4-7 各水庫水卡爾森指標(CTSI)與優養指數(EI)之相關性….........64
圖4-8 各水庫水之卡爾森優養指標與三鹵甲烷生成潛勢的比較…..65
圖4-9 各水庫水之優養指數與三鹵甲烷生成潛勢的比較…………..66
圖4-10各水庫之卡爾森優養指標與三鹵甲烷生成潛勢之相關性….67
圖4-11各水庫之優養指數與三鹵甲烷生成潛勢之相關性…………..67
圖4-12 88與89年度十三座水庫之卡爾森優養指標變化趨勢:(a)北部水庫(b)中部水庫(c)南部水庫.......................................……69
圖4-13 88與89年度十三座水庫之優養指數變化趨勢:(a)北部水庫(b)中部水庫(c)南部水庫…………..................................................70
圖4-14 台灣地區十三座水庫於88與89年度優養指數之平均值......72
圖4-15 十三座水庫之水溫隨時間變化的趨勢 ........75
圖4-16 十三座水庫之溫度變化情形 ..75
圖4-17 88年度各水庫優養指數與共同因子1之關係 78
圖4-18 88年度各水庫優養指數與共同因子3之關係 78
圖4-19 89年度各水庫優養指數與共同因子1之關係……………...78
圖4-20 89年度各水庫優養指數與共同因子3之關係 78
圖4-21 水庫優養指數較高之分佈情形………………………………80
圖4-22 水庫優養指數較中等之分佈情形……………………………80
圖4-23 水庫優養指數較低之分佈情形……………………………....80
圖4-24 88年度與89年度間各水庫EI之平均值分佈情形………....81
圖4-25 88年度與89年度間各水庫CTSI之平均值分佈情形……...81
表目錄
表2-1 83∼89年度水庫優養程度(依CTSI判定) 7
表2-2 各優養指標及水質變項相對於藻類優養指標之相關性......…17
表2-3 國內外飲用水水質三鹵甲烷標準 .24
表2-4 影響三鹵甲烷生成因子.............................................................24
表3-1 採樣地點與相關資料 33
表3-2 採樣準備工作與保存方法 36
表3-3 水質分析項目及方法 36
表3-4 總磷試驗所需藥品與儀器設備 37
表3-5 葉綠素a試驗所需藥品與儀器設備 38
表3-6 亞硝酸鹽試驗所需藥品與儀器設備 39
表3-7 懸浮固體試驗所需藥品與儀器設備 40
表3-8 三鹵甲烷試驗所需藥品與儀器設備 46
表3-9 分析三鹵甲烷時GC/ECD之分析條件 47
表3-10 三鹵甲烷之檢量線相關資料...................................................49
表4-1 合成水樣之三種有機物基本性質 52
表4-2 校園湖水分析結果 54
表4-3 各水庫水之基本水質分析資料 56
表4-4 各水庫水加氯後之三鹵甲烷物種分析結果 60
表4-5 相關文獻與本研究之三鹵甲烷總整理.....................................61
表4-6 各水庫之卡爾森指標、優養指數與三鹵甲烷生成潛勢 65
表4-7 88與89年度十三座水庫之卡爾森優養指標..............................71
表4-8 88與89年度十三座水庫之優養指數..........................................71
表4-9 十三座水庫之水溫資料 76
Bock, M. T., Miller, B. S. and Bowman, A. W., Assessment of Eutrophication in the Firth of Clyde:Analysis of Coastal Water Data from 1982 to 1996, Mar. Pollut. Bull., 38, 222-231, 1999.
Bull, R. J., Health Effect of Drinking Water Disinfectants and Disinfection By-Products, Env. Sci. Tech., 16, 554-561, 1982.
Carlson, R. E., A Trophic State Index for Lakes, Limnol. Oceanogr. 22, 361-369, 1977.
Ceballos, B. S. O., König, De A. and Oliverira, J. F. De, Dam Reservoir Eutrophication:A Simplified Technique For a Fast Diagnosis of Environmental Degradation, Wat. Res., 32, 3477-3483, 1998.
Chang, E. E., Chiang, P. C., Ko, Y. W., Lan, W. H., Characteristics of Organic Precursors and their Relationship with Disinfection By-products, Chemosphere, 44, 1231-1236, 2001.
Clesceri L. S., A. E. Greenberg, and A. D. Eaton, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition, AWWA WEF, ISBN 0-87553-235-1, 1998.
Croue, J. P., Debroux, J. F., Aiken, G., Leenheer, J. A. and Amy, G. L. Natural organic matter: structural characteristics and reactive properties. In: Formation and Control of Disinfection By-Products in Drinking Water, P. C. Singer (ed.), American Water Works Assn., Denver, CO, 1999.
Fawell, J., Risk Assessment Case Study-Chloroform and Related Substances, Food Chem.Toxicol., 38, S91-S95, 2000.
FuKushima, H. T., Aizawa, T. and Tasumoto, M., Evaluation of Trihalomethane Precursor Produced During The Life Stage of Algae, Japan J. Wat. Pollut, Res. 6, 175-182, 1983.
Galapate, R. P., Kazuaki, A., Ito, K., Mukai, T., Shoto, E. and Okada, M., Origin of Trihalomethane (THM) Precursors in Kurose River, Hiroshima, Japan, Wat. Sci. Tech., 35, 15-20, 1997.
Gibbons, J., Laha, S., Water purification system:A Comparative Analysis Based on the Occurrence of Disinfection By-products, Environ. Pollut., 106, 425-428, 1999.
Golfinopoulos, S. K., The Occurrence of Trihalomethanes in the Drinking Water in Greece, Chemosphere, 41, 1761-1767, 2000.
Graham, N. J. D., Wardlaw, V. E., Perry, R. and Jiang, J. Q., The Significance of Algae as Trihalomethane Precursors, Wat. Sci. Tech., 37, 83-89, 1998.
Harrington, G. W., Bruchet, A., Rybacki, D. and Singer, P. C., Characterization of Natural Organic Matter And Its Reactivity With Chlorine, In : Water Disinfection and Natural Organic Matter : Characterization and Control, R. A. Minear and G. L. Amy (eds), ACS Cymposium Series 649, Amer. Chem. Soc., Washington, D. C., 138-158, 1996.
Hsu, C. H., Jeng, W. L., Chien, R. M., and Han, B. C., Estimation of Potential Lifetime Cancer Risks for Trihalomethanes from Consuming Chlorinated Drinking Water in Taiwan, Environ. Res., Section A85, 77-82, 2001.
http://www.twdep.gov.tw/www/d30/river/res.htm
Ichihashi, K., Teranishi, K. and Ichimura, A., Brominated Trihalomethane Formation in Halogenation of Humic Acid in Coexistence of Hypochlorite and Hypobromite, Wat. Res., 33, 477-483, 1999.
Jacangelo, J. G., DeMarco, J., Owen, D. M., and Randtke, S. J., Selected Processes for Removing NOM : An Overview, J. AWWA, 87, 64-77, 1995.
Jolley, R. L. and Suffet, I. H., Concentration Techniques for Isolating Organic Constituents in Environmental Water Samples, Organic Pollution in Water.I. H., Suffet and M., Malaiyandi, Eds, America, 1987.
Judd, S. J. and Jeffrey, J.A., Trihalomethane Formation During Swimming Pool Water Disinfection Using Hypobromous and Hypochlorous Acids, Wat. Res., 29, 1203-1206, 1995.
Krasner, Stuart W., Croue, J. P., Buffle, J., and Perdue, E. M., Three Approaches for Characterizing NOM, J. AWWA, 66-79, 1996.
Leaf, S. S. and Chatterjee, R., Developing a Strategy on Eutrophication, Wat. Sci. Tech., 39, 307-314, 1999.
Marhaba, T. F. and Van, D., The Variation of Mass and Disinfection By-product Formation Potential of Dissolved Organic Matter Fractions along a Convention Surface Water Treatment Plant, J. Hazard. Mater., A74, 133-147, 2000.
Miller, R. R., Organic Carbon and THM Formation Potential in Kansas Grownd Waters. J. AWWA, 82, 49-62, 1990.
Perona, E., Bonilla, I., Mateo, P., Spatial and Temporal Changes in Water Quality in a Spanish River, Sci. Total Environ., 241, 75-90, 1999.
Pomes, M. L., Green, W. R., Thurman, E. M., Orem, W. H. and Lerch, H. E., DBP Formation Potential of Aquatic Humic Substances, Journal AWWA, 91, 103-115, March 1999.
Pourmoghaddas, H. and Stevens, A. A., Relationship between Trihalomethanes and Haloacetic Acids with Total Organic Halogen during Chlorination, Wat. Res., 29, 2059-2062, 1995.
Rathbun, R. E., Speciation of Trihalomethane Mixtures for the Mississippi, Missouri, and Ohio Rivers, Sci. Total Environ., 180, 125-135, 1996.
Reckhow, D. A. and Singer, P. C., Chlorination By-products In Drinking Waters : From Formation Potentials To Finished Water Concentrations, Journ. Amer. Wat. Works Assn., 82, 173-180, 1990.
Reckhow, D. A., Singer, P. C. and Malcolm, R. L., Chlorination of Humic Materials : Byproduct Formation And Chemical Interpretations, Env. Sci. Technol., 24, 1655-1664, 1990.
Reisenhofer, E., Picciotto, A. and Li, D., A Factor Analysis Approach to the Study of the Eutrophication of a Shallow, Temperate Lake (San Daniele, North Eastern Italy), Anal. Chim. Acta., 306, 99-106, 1995.
Rodriguez, M. J. and Serodes, J., Spatial and Temporal Evolution of Trihalomethanes in Three Water Distribution System, Wat. Res.,35, 1572-1586, 2001.
Rook, J. J., Formation of Haloforms During Chlornation of Natural Waters, Water Treatment Exam., 23, 234-242, 1974.
Simpson, K. L., and Hayes, K. P., Drinking Water Disinfection By-products: an Australian Perspective, Wat. Res.,32, 1522-1528, 1998.
Singer, P. C., Humic Substances as Precursors for Potentially Harmful Disinfection By-products, Wat. Sci. Tech., 40, 25-30, 1999.
Smith, V. H., Tilman, G. D. and Nekola, J. C., Eutrophication : Impacts of Excess Nutrient Inputs on Freshwater, Marine, and Terrestrial Ecosystems, Environ. Pollut. 100, 179-196, 1999.
Strain, P. M. and Yeats, P. A., The Relationships between Chemical Measures and Potential Predictors of the Eutrophication Status of Inlets, Mar. Pollut. Bull., 38, 1163-1170, 1999.
Stuart, M. E., Gooddy, D. C., Kinniburgh, D. G. and Klinck, B. A., Trihalomethane Formation Potential:A Tool for Detecting Non-specific Organic Groundwater Contamination, Urban Water, 3, 197-208, 2001.
Theiss, J. C., Stoner, C. D. and shimkin, M. D., Test of Carcinogenicity of organic contaminants of United State Drinking Water by Pulmonary Tumor Response in Strain a Mice, Cancer Research, 37, 2717-2720, 1980.
Trussell, R. R. and Posner A. M., Gel Chromatography of Humic Acid, J. Soil Sci., 22, 237-317, 1978.
Wachter, J. K. and Andelman, J. B., Organhalide Formatic on Chlorination of Algal Extracellular Products, Environ. Sci. Tech., 18, 811-817, 1984.
Whitmore, T. J., Florida Diatom Assemblages as Indicators of Trophic State and pH, Limnol. Oceanogr., 34, 882-895, 1989.
Windholz, M., Budavari, S., Blumetti, R. F., Otterbein, E. S., THE MERCK INDEX 10th EDITION, 大學圖書出版社,1985. 7.
Yu, J. C. and Cheng, L., Speciation and Distribution of Trihalomethanes in the Drinking Water of Hong Kong, Environ. Int., 25, 605-611, 1999.
中華民國自來水協會,生物濾膜法處理原水之研究(第二年),2001. 9.
中華民國自來水協會,薄膜處理在自來水淨水工程上之應用(第二年),2001. 9.
水中陰離子檢測方法-離子層析法,環署檢字第02011號(NIEA W417.50T),民國84年2月9日。
水中葉綠素a檢測方法-丙酮萃取法,環署檢字第59203號(NIEA E507.01B),民國85年10月23日。
水中磷檢測方法-分光光度計/維生素丙法,環署檢字第84439號(NIEA E220.50C),民國87年9月10日。
水質檢測方法總則-保存篇,環署檢字第64263號(NIEA W102.50A),民國86年11月22日。
水體透明度測定方法,環署檢字第0037650號(NIEA E220.50C),民國91年3月31日。
王正雄等,自來水三鹵甲烷含量之調查研究,自來水會刊第二十卷第四期,3-16,2001.
台灣省自來水公司,臭氧、過氧化氫、氯胺等替代消毒劑消毒效能及消毒副產物產生之研究,自來水會刊第二十卷第三期,54-58,2001.
石濤,環境化學,鼎茂圖書出版有限公司,1999. 2。
石濤,環境微生物,鼎茂圖書出版有限公司,1999. 2。
行政院環保署,八十七年度水庫水質監測報告,1999。
行政院環保署,八十八年度台灣地區主要水庫水質監測計劃,2000。
行政院環保署,八十六年度水庫水質監測報告,1998。
行政院環境保護署,中華民國台灣地區環境保護統計年報,民國九十年,2001。
行政院環境保護署,水庫監測與集水區污染防治規劃-台灣地區水庫水質評析與水質管理規劃期末報告,1999. 8。
行政院環境保護署,淡水河系河川水質監測計畫-河川水質監測報告,2001. 7。
吳家興,台灣地區水庫水源特性分佈及消毒副產物生成潛能之探討,東海大環境科學系碩士論文,2000。
張禎祐,以二氧化氯為替代消毒劑之副產物生成與控制研究,中興大學環境工程學研究所博士論文,2000. 8。
張鎮南,李福順,辛汎峰,大甲溪流域溶解性有機物分佈及生成消毒副產物特性之探討,自來水會刊第十七卷第二期,49-64,1998。
張鎮南,馬英石,台灣飲用水源加氯生成消毒副產物之研究,自來水會刊第十六卷第三期,7-33,1997。
張鎮南,許文龍,原水中腐植酸成分生成消毒副產物特性之探討,東海學報38卷,175-196,1997. 7。
陳美惠,以微波消化法加速進行水樣中總磷之分析研究,中興大學環境工程學系碩士論文,2001. 7。
曾四恭,劉志仁,優養化水源消毒副產物之研究,自來水會刊第十六卷第三期, 35-46,1997。
飲用水水質採樣方法-自來水系統採樣,環署檢字第65350號(NIEA W101.51A),民國87年12月24日。
經濟部水資源局,德基水庫集水區第四期整體治理計畫第四年(九十年度)水質監測與管理,2001. 12。
詹智全,國內水庫優養化評估因子及藻類指標間之相關性分析研究,中興大學環境工程學系碩士論文,2001. 7。
樓基中,蔣本基,飲用水腐植酸氯化反應生成機制之研究,中國環境工程學刊,第一卷,第二期,57-64,1991。
謝啟男,水體污染防治與水庫優養化處理,自來水會刊雜誌第四十六期,17-39,1993。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top