一、動機與目的
彰化縣線西鄉番雅溝長期受上游和美鎮以及線西當地工廠排放廢水汙染，尤其是電鍍工廠的重金屬汙染物排放，而下游出海口為塭仔漁港，漁民以近海捕魚為主，少數會在出海口圈撈溝中水產，我們查到資料顯示線西當地有利用該溝渠進行灌溉，不過多數都缺少溝內汙染物濃度的分析結果，因此我們希望能透過此次的採樣分析，結合家戶問卷調查，來探討番雅溝重金屬汙染的情形與範圍，以及線西居民受汙染影響的嚴重程度。
我們事前調查發現，部分居民不會去飲用自來水，而會選擇去加水站買水，所以我們也想對當地的飲用水習慣、水質作分析。
二、工作內容
（一）家戶水質調查
1. 採樣目的
以半結構式問卷訪問家戶的的飲用水習慣，採集其飲用水樣本，進一步分析其大腸桿菌群、氨氮濃度、酸鹼值、以及自來水餘氯。
2. 採樣策略
針對線西鄉八個村，依隨機的方式，進行家戶飲用水的採樣，除塭仔和溝內各採 4個家戶外，其餘六個村均採 8個家戶。 預計約有56*2.5=140個樣本，每個樣本約 500 ml，使用滅菌過的採樣袋進行採樣，採樣前打開水龍頭讓水流一下再採。
(1)採樣的項目為飲用水，可能來源包括自來水、地下水、加水站的水，另外還會採經處
理(例如煮沸、過濾、逆滲透)過後的飲用水，原則上先採處理完流出的水，如果無法直
接取得處理後的飲用水，則採儲水容器內的水來量測，加水站的水則是每個出水口都
採，並編號個個樣本。
(2)記錄採樣的時間、地點、當天氣溫，並配合飲用水的問卷調查。
(3)自來水需測量餘氯、大腸桿菌群、酸鹼值。 地下水需測量大腸桿菌群、氨氮濃度、酸鹼值。
加水站的水需測量大腸桿菌群、酸鹼值。 經處理過後的水須測量大腸桿菌群、酸鹼值。
3. 樣本保存
因為用於微生物實驗的樣本保存條件較嚴苛，依照環檢所＜環境樣品採集及保存作業指
引＞表六＜生物樣品保存規定＞，將收集的水樣裝在無菌袋，並冷藏於 4℃環境中，樣
本最長保存期限為24小時。
4.實驗
(1)大腸桿菌群
✓ 參考環檢所 NIEA E202.55B ＜水中大腸桿菌群檢測方法－濾膜法＞，配合現有實驗器材做出修改。
✓ 方法概要
本方法係用濾膜檢測水中好氧或兼性厭氧、革蘭氏染色陰性、不產芽孢之大腸桿菌群
（Coliform group）細菌。
✓ 自來水、經處理過的水作原倍稀釋，二重複，每次 100 ml
✓ 加水站的水看情況做稀釋，RO水、紫外線消毒做原倍稀釋，二重複，山泉水做 10倍稀釋，二重複。
✓ 地下水做做10倍稀釋，二重複。
✓ 每天預計有16個家戶，每 4個家戶樣本做一次 BLANK。
✓ 使用CHROMagar TM ECC培養基，藍色為大腸桿菌，紫色是大腸桿菌群，總大腸菌是藍色
加紫色，雜菌是黃色及其他非藍或紫的顏色。培養基保存於攝氏 4度的環境下，避免長
菌。
✓ 實驗步驟
(i)清出一個桌面，桌上盡量不能有雜物，桌上噴滿 75%酒精以消毒，消毒完後擺上抽氣裝置
等實驗器材。
(ii)從冰箱取抽培養基，靜置待其回復常溫。
(iii)用酒精消毒濾杯，再以 RO水潤洗濾杯及抽氣區域，接著用滅過菌的鑷子(以酒精燈燒
過)將濾紙放上，蓋上濾杯，依不同稀釋濃度倒入水樣及稀釋用的 RO，打開抽氣裝置抽氣。
(iv)抽氣完取下濾杯，同樣以滅菌的鑷子將濾紙平放在培養基上(不能有氣泡，需平貼在培養
基上)，倒置於紙箱中，避免讓其照射光線，培養 30 小時以後計數。
＊ 環檢所公布的方法中，培養時間為 24 小時，但是因為現場無培養箱，故置於室溫下(約
32~33℃)培養30小時。
(2)氨氮
實驗項目：地下水，每個樣本需要 5 ml
✓ 實驗步驟
(i)在實驗一開始先將分光光度計暖機，因為機器運轉大約 2小時會自動關機，所以若實驗過程超過兩個小時會重新打一次檢量線。
(ii)配置檢量線
標準品氮濃度=1000 ppm*14/18=777.78 ppm
使用容量瓶體積 100 ml、50 ml
(i)稀釋標準品 777.78 ppm * 1.29 ml = 10ppm *100ml
(ii)檢量線選擇 0、0.3、0.5、0.7、1.0、1.5、2.0 ppm，標示濃度於容量瓶
| 濃度 (ppm) | 體積 (ml) | 濃度 (ppm) | 體積 (ml) |
|---|---|---|---|
| 0.3 | 50 | 10 | 1.5 |
| 0.5 | 50 | 10 | 2.5 |
| 0.7 | 100 | 10 | 7 |
| 1.0 | 100 | 10 | 10 |
| 1.5 | 100 | 10 | 15 |
| 2.0 | 100 | 10 | 20 |
| 共需 56 ml |
(i)將濃度標示在玻璃試管中，並將配置的溶液加 5 ml 到試管，按照kit的步驟加入試劑。
(ii)待顏色變化，測量其吸光值，需先用 RO水進行校正，將溶液分裝到拋棄式的 cuvette
中，用拭鏡紙擦拭管壁。
(iii)放入測量。將吸光值和對應濃度作圖得到一條檢量線。
(iv)按同樣步驟測量樣本中吸光值，帶入檢量線推算其氨氮的濃度。
(3)餘氯
實驗項目：自來水
✓ 實驗步驟
(i)餘氯現場測量，採樣前先打開水龍頭讓水流一段時間再採。
(ii)將水裝入玻璃試管中，再加入測餘氯的試劑。
(iii)待其變色(約3分鐘)，利用比色法找出餘氯濃度的範圍。
(4)pH 值
實驗項目：飲用水
✓ 實驗步驟
(i)pH 計先以pH=4.0和pH=7.0 兩瓶校正液按說明書進行校正。
(ii)將水樣帶回實驗室，利用直讀式儀器測量，記錄讀值和溫度。
（二）番雅溝水中重金屬調查
1. 採樣目的
了解線西鄉境內與部分和美鎮番雅溝、線西鄉各村地下水之重金屬汙染情形。
2. 背景調查
(1)番雅溝與線西地理環境
番雅溝位於鹿港和線西的交界，主要和線西鄉的塭仔村及溝內村相連，番雅溝是一條排水
溝，線西鄉自民國 70年開始即實施灌排分流，不過根據當地人的說法，可能仍有極少數居民偷偷使用番雅溝排水來灌溉，此外，番 雅溝的出海口即塭仔漁港，部分居民在番雅溝靠近出海口的地方從事養殖或捕撈的活動，而塭仔港大部分的漁獲則是從近海地區捕獲來的，只是彰化與台中海域正好是黑潮支流與大陸沿岸流匯集的區域，汙染物容易滯留，故沿岸的幾個排水溝對近海漁業應該存在一定的影響。
(2)線西鄉地下水使用情形
彰化的地下水為濁水溪沖積扇地下水系，這個區域的地下水資源非常豐富，永續性出水量約為 每年14 ～15億噸。 自來水公司第十一區管理處統計，線西鄉自來水普及率長期偏低，民國九十七年為百分五十五，到民國一百零一年為百分之六十三，民國一零四年的自來水普及率則提升為八成以上，自來水普及率在第十一區管理處供水的彰化縣各鄉鎮市之中，為倒數第一名，經查訪發現，住戶不願申裝原因為供水管線不夠普及、供水量不穩定及申裝外線負擔費用過重。 雖然加裝了自來水管線，但有部分居民選擇採買加水站/車的水作為飲用水，極少數的人將地下水當作飲用水來源，地下水在線西多被拿來清洗、灌溉。然而，負責提供彰化市、和美鎮、線西鄉、伸港鄉等地區自來水的彰化給水廠第三淨水場，以地下水為原水水源。
(3)線西鄉及上游和美鎮產業
(i)紡織業、織帶產業
(ii)塑膠加工
(iii)電鍍業
(iv)五金工廠
表一、重金屬及工業類別
| 污染物 | 工業類別 |
|---|---|
| 汞(Hg) | 鹼氯工廠(水銀電槽)、紙業、農藥、塑膠工廠、溫度計、纖維、農藥 |
| 鉻(Cr) | 電鍍、鞣革、染料、化學工業、鋁極、冷卻水防蝕 |
| 鋅(Zn) | 電鍍、橡膠黏膠絲、農業殺蟲劑、煉鋅、煉銅業 |
| 鉛(Pb) | 電池製造、塗料、鉛礦、汽油、油漆 |
| 鎘(Cd) | 煉鋅、鋅礦、電鍍、礦石、塑膠 |
資料來源：江漢全，「水質分析」。
(4)番雅溝採樣策略
由和美鎮愛國橋開始向下游採集 10個點，採樣點如圖中所示 :
✓ 採樣步驟
(1)至採樣點橋中央放下採樣器具
(2)以該採樣點水潤洗一次
(3)再放下採樣器具撈起水樣倒入三角瓶
(4)滴入兩滴超純硝酸保存水樣
✓ 採樣地點：彰化縣番雅溝
✓ 採樣時間：6/28(日)下午2點到 5點
✓ 採樣氣溫：32~34℃
✓ 檢測目標：鉛、鎘、汞、鉻、鎳、鋅
三、成果分析與討論
(一)名詞解釋對照與水質標準
| 中文名詞 | 英文名詞 | 定義(或說明) |
|---|---|---|
| 包裝水 | Packaged water | 指包裝礦泉水、包裝蒸餾水、包裝純水或其他以密閉不可復原方式包裝之飲用水。 |
| 盛裝水 | Containerized water | 指車載水、桶裝水、加水站供水或其他以非屬於密閉不可復原方式包裝之飲用水。 |
| 自來水 | Tap water | 指依自來水法以水管及其他設施導引供應合於衛生之公共給水。 1.直接供水：指採樣點位於水錶之前或未經家戶水池、水塔之自來水。 2.間接供水：指採樣點為經家戶蓄水池、水塔後之自來水。 |
| 飲用水 | Drinking water | 指供人飲用之水，其種類如下： 一、自來水：指依自來水法以水管及其他設施導引供應合於衛生之公共給水。 二、社區自設公共給水設備供應之水。 三、經連續供水固定設備處理後供應之水。 四、其他經中央主管機關指定之水。 |
(二)家戶地下水分析
1. 重金屬
彰化地區地下水屬於濁水溪沖積扇，自來水廠抽取地下水當作水源，且這次調查中的樣本其 中一戶使用地下水做為飲用水水源，所以以《飲用水水源水質標準》和《地下水污染管制標準》中的重金屬標準值來比較，結果均符合標準。
我們進一步查詢供給線西鄉自來水的彰化縣第三淨水廠 101 年度的水質抽查，該水廠之水源 是地下水，一般淨水程序無法去除重金屬（原水與清水之重金屬濃度差異不大），而且場址位 於線西及和美的上游，所以將此資料作為比較參考。
彰化第三淨水廠第一季原水、清水中的重金屬檢測結果多為 ND (低於偵測極限)，銅和鋅的濃度則均為 0.02 mg/L(20 µg/L)，和線西鄉的平均濃度相比，可以發現，我們實驗的樣 本有六家地下水(26%)的濃度大於淨水廠清水之濃度，鋅的濃度雖然變異較大，平均濃度卻是 水廠清水中濃度的 10 倍，總計有十戶地下水的鋅濃度高於水場，而總鉻、鎳、鉛這三種金屬，雖然水廠因儀器限制而未檢出，但跟它們偵測極限相比可知此次採樣的樣本平均濃度仍 是高於在原水、清水中的濃度。無論從平均值或是各個家戶地下水中的濃度來看，測得的鎘 濃度皆低於水廠儀器的 MDL，故無法比較濃度高低。 上述比較結果顯示線西鄉樣本中總鉻、鎳、鋅、鉛的平均濃度比水廠清水、源水略高， 銅則有六戶偏高，針對其原因作以下推論：鋅與鉛的濃度較高可能和地下水水管的材質有關，儘管在民國六零年代，自來水場考慮檢康因素而停用鍍鋅鋼管與鉛管，逐步汰換為鑄鐵管、不鏽鋼管以及 PB 管，仍有少部分老舊住宅使用含鉛或鋅的管材，另外國內使用的水龍頭 24 (銅鉛合金、銅合鋅)含鉛量多在 3%~7%(青銅材質，價格便宜，但鍍鋅合金表面若脫落，可能 造成鉛溶出)，將近是歐美標準地 30 倍，需考慮這些水管含的重金屬是否會被地下水中的細 菌腐蝕溶出。 鎳的部分，淨水廠提供的資料只能告訴我們清水中濃度小於偵測極限，故再參考表八， 環保署在線西國小地下水質監測資料，2015 年各季的鎳的監測結果分別為 0.005、0.012、 0.009(mg/L)，選擇七月份的數值作為比較基準(和我們的採樣時間相近)，發現與我們樣本的 平均值差距不大，所以推測樣本濃度高於淨水場的原因為附近地下水本身鎳濃度較水場取水 處高，至於造成此現象的因素需再作深入探討。
2. 氨氮
含氮有機物主要來自動物的排泄物及動植物屍體分解的產物，分解時先形成胺基酸，再依序 轉換為氨氮、亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮，穩定性逐漸升高，當水中出現氨氮時可以表示該水體受汙染的時間較短，而氨氮本身是水體是否受到人為汙染的重要指標，未經處理之畜牧廢水 及家庭汙水是水中氨氮的主要來源。健康危害部分，氨氮對人體僅具有低毒性，但會產生味覺上的困擾，然而氨氮被排入水體時，會導致水中溶氧下降與優養化的問題，在於環境保護 方面十分重要。 由於我們此次主要的研究對象為飲用水，所以只採了一戶把地下水當作飲用水使用的家戶，地點為頂犁村，氨氮分析的結果如下：
檢量線配置濃度與吸光值| 濃度(ppm) | 吸光值 |
|---|---|
| 0 | 0.154 |
| 0.3 | 0.316 |
| 0.6 | 0.419 |
| 1 | 0.718 |
| 1.5 | 1.094 |
| 2 | 1.289 |
| 2.5 | 1.722 |
樣本測得的吸光值為 1.465，回推濃度為 2.114 ppm，但因標準品使用的是 NH4，故需調 整推估氨氮濃度，校正後的濃度為 1.644 ppm，大於飲用水水源水質標準的 0.1 ppm，不適合 飲用。 如同前面所述的，氨氮本身並不為對人體造成嚴重的危害，但在水中經轉換為亞硝酸鹽 後即具有致癌性，該用戶在飲用前，還做了煮沸、RO 逆滲透兩種處理，逆滲透可以降低氨氮在水中的含量，前提是要定期更換濾心。 雖然在有經過後續處理的情況下，將這樣的地下水作為飲用水的健康問題不大，但若近一步對照第二類地下水水質(飲用水水源水質保護區以外之地下水)的標準 0.25ppm，會發現從環境的層面來看，附近的地下水體可能受到汙染，檢視線西鄉的產業，有數個村在從事養殖雞仔、鴨等的工作，地下水中氨氮偏高和這些畜牧業排放的廢水有沒有關聯，需要做進一步的調查。
(三) 家戶飲用水中大腸桿菌分析
大腸桿菌群為飲用水水質的微生物重要指標，大腸桿菌在水中無法直接繁殖，普遍存在於 溫血動物的糞便當中，當水中大腸桿菌群超標時，代表該水體在短時間內可能受到人或動物之糞便性汙染，雖然並非所有的大腸桿菌都是致病菌，但因為他與其致病菌同樣來自溫血動 物，且在水中的生存時間較長，故它的出現隱含水中可能存在其他致病力較高之微生物，自來水事業處通常透過加氯消毒來去除水中的大腸桿菌，而且其效果佳，所以正常來說，當水 管中水的餘氯量足夠的話，大腸桿菌的數量應該也會符合標準，我們此次的研究以濾膜法來 測定大腸桿菌群的數量，還測量了自來水中的餘氯量。另外，我們選擇了特殊的培養基，幫助我們進一步分辨大腸桿菌群當中大腸桿菌，因為有部分研究認為大腸桿菌比大腸桿菌群更適合用來當作水質指標，想比較兩種標準做出來的結果的差異。 除了大腸桿菌群的實驗外，我們還針對了家戶用水習慣做了問卷調查，問卷內容如前，這個調查結果將協助我們分析當飲用水中大腸桿菌群被檢測出超標時，其原因為自來水廠出水問題、加水站水質問題又或是居民儲水用水習慣所導致，問卷分析的結果如下:
有 50.8%的家戶都使用加水站或加水車地水作為飲用水水源，超過自來水的 38.9%，所以即使近年線西鄉的自來水管線分布已經超過 7 成，但是民眾對於自來水的喜好與信任程度仍然偏低，而加水站或加水車的水主要為(埔里)山泉水，還有 RO 逆滲透、麥飯石活水以及地下水。另外我們調查這些使用加水站/車的民眾儲水習慣，發現部分家戶(11/30*100%=36.7%)會為了方便而一次性大量的購買水，儲存天數往往大於 7 天，有 2 戶甚至高達 21 天，儲存容器包含有蓋塑膠容器、不鏽鋼容器等。
大腸桿菌群分析結果
我們將飲用水分為，飲用水水源(未經處理)以及處理過後的飲用水兩種，未經處理過飲用水依據飲用水水質標準，將大腸桿菌群 >6 CFU/100mL 定為超標，而經煮沸或是淨水器處 理過後的水，理論上不應含有大腸桿菌，故 > 1 CFU/100Ml 定為超標。其分析結果如下:
在 124 個水樣中，70 個是經過處理的，54 個是未經處理的生水，從大腸桿菌群的結果來 看，共有 23 個水樣超過標準值(其中 13 個水樣為生水)，不合格率為 18.5%，而值得注意的是，在 23 個超標地樣本裡，高達 69.6%的水源是加水站或加水車，而唯一一戶使用地下水作為飲用水水源的也是超過標準。雖然飲用水源為加水站/車的水樣超標的比率較高，但直接測量線西主要兩個加水站出水口的水的大腸桿菌群結果卻是合格，故這些超標應該為用戶本身儲水用水習慣所致，可以從衛教方面來改善這樣的現象。生水中只有一個水源為自來水，這 可能是因為我們排水的時間不夠長，採集到的仍為管線中滯留水的部分，餘氯量幾乎為零，微生物因而滋生。 所幸大部分的飲用水在處理過後雖不符合我們自己所定義的標準，但都符合政府所訂的 飲用水水質標準，除了德興村一戶與頂犁村的兩戶在是煮沸(過濾)後仍然超標(>6 CFU/100mL)，其餘的皆是生水，至於煮沸後還是大腸桿菌超標又或是生水合格但處理後超標 的水樣，比對在問卷中的用水習慣，發現德興村的該用戶無論是生水或經煮沸的水，存放於容器的時間大約為 2 天，飲水機清洗的頻率也很高，故認為可能是容器有遭到汙染所致。 大腸桿菌作為我們另一個水質標準，其結果和利用大腸桿菌群顯示的不同，共有六個水樣超標，以大腸桿菌群為指標的話，這六個超標的水樣同樣也是陽性。另一個有趣的現象 為，共有 49 個樣本的培養基(在一倍稀釋下)上都觀察的到雜菌的出現，其中包含很多未培養 出大腸桿菌(群)的水樣，而且觀察到的這些雜菌，和大腸桿菌群間似乎有競爭關係，也就是大腸桿菌數量較多的培養基，能看到的雜菌較少，反之，雜菌較多。至於這些雜菌出現的原因，我們先排除實驗過程汙染又或是試劑水汙染這兩種因素，因為每批次所作的空白樣本的 大腸桿菌群或是雜菌的數量均為零，且由於總菌落數並非我們這次探討目標，實驗所得到的 結果無法直接去和法規值作比較，只能推測這些水樣可能有微生物汙染的情形。
(4) 番雅溝重金屬分析
我們分析番雅溝下到中上游共十點的水樣，採樣目的及策略如前述，重金屬分析的結果 列於第九頁，分析的儀器為 ICP-MS，對照《地面水體分類及水質標準》，發現測量的六項金屬，除了銅以外均符合標準，銅超標的地點集中在番雅溝的下游。 銅自然存在於岩石、土壤等環境中，許多合金中也以銅的存在，我們可以利用銅和其合 金製造電線、薄金屬板、輸送管等。在水中發現的銅，絕大部分會與微粒緊密結合，這種狀 態下的銅並不會危害人體健康，根據行政院環保署提供的資料，河、湖中的銅平均濃度為 4 ppb，地下水的濃度則又比河川的更低。銅存在於食物當中，一個每天平均會攝入 1mg 的 銅，適度的攝取銅可幫助維持身體健康，喝入銅濃度過高的水，會導致嘔吐、頭痛、肝腎損害。番雅溝雖然不作為飲用水水源又或是灌溉水源，但其下游連接出海口的地方有在養殖牡蠣，近海區域則有居民從事捕撈，不過就如前面所述，適當濃度的銅對生物體是無害的，而且，在國內外，銅鹽(主要是硫酸銅)被廣泛用來防至魚病，消除水中有害的藻類，所加入的濃度依照水的酸鹼值分，範圍大約落在 0.5~1.5 ppm(不過因為接近對生物體有害濃度，通常 不會一次加入)。比對這些資料，我們得到的番雅溝水體中的重金屬濃度，對人體又或是生物體的影響不大。
四、採樣實驗結果之總結與建議
這是我們第一次到彰化縣線西鄉進行服務調查，對於當地的環境議題、產業與居民用水
習慣的了解還有很多不足，由於缺乏經驗，在實驗與採樣的設計上有一些缺失，我們將針對這些缺失與不足進行討論。
在大腸桿菌群實驗方面，因為設備上的限制，運送水樣過程中沒有保持在低溫狀態下，回到實驗室立刻實驗，中間時間間隔約 2小時，可能造成微生物的孳生。由於沒有培養箱，所以放在室溫下培養(當時氣溫約 32~33 度)，培養時間調整成大於標準方法的 24小時。 地下水與番雅溝重金屬分析部分，同樣也因為設備不足，無法存放於低溫狀態，只有加硝酸保存，而且水中的重金屬濃度變異較大，會受到排水以及天氣的影響，另外採樣的深度也是一重要因素，我們採樣當天早上下了一場大雨，汙染物的濃度可能因此被稀釋，而且採的都只是表層水，無法代表整條水體的平均濃度，後續若要進行相同的研究，應該調整採樣策略。
底泥比水更能反映河川長期累積的汙染，汙染物的濃度變異也較小，相對的，其採樣方
法較為困難，分析成本很高。
整體而言，這次環推組得到的結果比較像是一種現象觀察，還需要調查收集很多相關的
實驗數據、資料來解釋這些結果，並且設法給予相關建議或進行更深入嚴謹的實驗。