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研究生:張錫塒
研究生(外文):Chang, Hsi-Shih
論文名稱:水蚤移動方式在水環境教育之應用
論文名稱(外文):Applying the Swimming Behaviour of the Water Flea Daphnia Magna on Water Environmental Education
指導教授:張育傑張育傑引用關係
指導教授(外文):Chang, Yu-Jie
口試日期:2020-06-17
學位類別:碩士
校院名稱:臺北市立大學
系所名稱:地球環境暨生物資源學系環境教育碩士在職專班
學門:自然科學學門
學類:其他自然科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:水蚤移動軌跡水資源環境教育
外文關鍵詞:Daphnia magnamovement trajectorieswater resourcesenvironmental education
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本研究旨在運用生物監測的方式,可以使一般民眾更能感受人類行為對水體產生的衝擊,會造成何種不良影響。而環境保護署針對地面水體、地下水體、放流水、廢水、污水及環境用藥進行生物急毒性檢測,以計算24小時或48小時之生物半致死濃度(lethal concentration 50%,LC50)是一個技術成熟的檢驗方法。本研究希望藉由評估不同水質條件下水蚤移動軌跡變化,是否具備足夠的鑑別度,足以使河川巡守隊員或是民眾能比較容易認識水質可能發生的狀況。一般民眾也可以透過活動或是參訪時能夠用水蚤(Daphnia Magna)移動軌跡變化的實驗過程及結果,更容易的認識水質狀況並且達到水資源環境教育的學習目標。而選擇生物檢測法之一的水蚤靜水式法之優勢為:生物急毒性檢測方法中以水蚤靜水式法最為有效率、最容易取得、環境傷害最低、飼養過程對環境生態影響小、實驗過程對環境敏感度高、個體小容易攜帶、對毒性敏感度高、繁殖速度快、飼養成本較低、飼養空間較小、世代生命週期短,比較不會因齡期的差別對實驗結果造成影響。
本研究透過調配不同化學物質濃度與不同鹽度之水體混合並搭配物體運動軌跡軟體試驗,藉以瞭解水蚤在不同鹽度條件下,水蚤移動的速度大小、加速度大小、動量大小、動量角度、旋轉角度、角速度、角加速度等運動參數,經以時間序列對數據進行分析,發現鹽濃度與速度、加速度、動量及角加速度具有顯著之相關性,而透過水蚤速度機率分佈更可以做為判斷鹽度高低指標。透過本實驗瞭解水蚤接觸不同水質之活動軌跡之關係,未來將持續進行更多水質條件之試驗,期望建立軌跡與水質狀況之關係,藉以評估未來河川或濕地發展水資源環境教育活動結合水蚤之可能性。
The purpose of this study is to make the general public more aware of the impact which human behaviors have on water bodies, and the type of adverse effects that they could lead to, by applying the biological monitoring methods. The Environmental Protection Agency has conducted acute toxicity tests on surface water bodies, ground water bodies, effluent, wastewater, sewage and environmental agents. The lethal concentration 50 % (LC50), which is a well-established test method, of the test organisms has been calculated for 24 hours or 48 hours. By observing changes in the trajectories of swimming movements of Daphnia magna (D. magna) in different water conditions, this study aims to evaluate whether there is sufficient discrimination which would enable members of the river patrol or the general public to recognize the potential water quality more easily. The general public can also understand the water quality more easily, achieve the learning goals of environmental education on water from the experiments as well as the results of the movement trajectory changes of D. magna during activities or visits. The advantages of the D. magna hydrostatic test method, which is one of the biological detection methods, are as follows: It is the most efficient among the bio-acute toxicity detection methods, the easiest to obtain, the least harmful to the environment, and the reproducing process has little impact on the environment and ecology. Moreover, it is highly sensitive to the environment during the experiments. The small individuals are easy to carry. They are highly sensitive to toxicity, fast to reproduce which cost relatively less. The space needed for the reproduction is small and the generation life cycle is shorter, indicating that the results are less likely to be affected by the differences in age.
In order to understand the speed, acceleration, momentum and angle of momentum of water fleas under different salinity conditions, this study mixes various chemical substances and water with different salinity, and conducts experiments using a motion tracking software. The motion parameters such as rotation angle, angular velocity, and angular acceleration are analyzed based on the time series. It has been found that the salt concentration has a significant correlation with the speed, acceleration, momentum, and angular acceleration, and the probability distribution of D. magna velocity can be used as an indicator for salinity. Through this experiment, we understand the relationships between the movement trajectories of D. magna when exposed to different water quality. In the future, we will continue to conduct experiments on other water quality conditions. We hope to further establish the relationship between the movement trajectories of water fleas and water quality conditions. This shall enable us to evaluate the possibility of applying studies on water fleas to the future development of environmental education on water resources for rivers or wetlands.
中文摘要 I
ABSTRACT III
目次 V
圖目次 VII
表目次 IX
第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的 2
第三節 名詞釋義 3
第四節 研究範圍與限制 3
第二章 文獻探討 5
第一節 臺灣水資源現況 7
第二節 以自然為本的解決方案(NBS) 9
第三節 水質評估方法 10
第四節 水環境教育 17
第五節 水質結合環境教育方式 20
第三章 研究方法與材料 31
第一節 研究流程 31
第二節 試藥與材料 32
第三節 試驗水蚤準備 34
第四節 水樣配製 36
第五節 水蚤軌跡試驗 37
第四章 研究結果與分析 39
第一節 研究結果 39
第二節 研究結果分析 47
第三節 實驗在水環境教育之應用 51
第五章 結論與建議 53
第一節 研究結論 53
第二節 研究建議 53
參考文獻 55
附錄 61
參考文獻
一、 中文部分
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二、英文部分
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臺北市政府衛生局(2018)。雙北通力合作全力動員加速清理淡水河死亡魚群【文字資料】。取自
https://health.gov.taipei/News_Content.aspx?n=4F01EBDF8F61F315&sms=72544237BBE4C5F6&s=B63CC77D3F55C081
臺北市政府環境保護局(2018)。市府團隊攜手動員確保職安全力清除河川死魚【文字資料】。取自https://www.dep.gov.taipei/News_Content.aspx?n=CB6D5C560DE4D2DD&s=28A0BAC45E8E7A72
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