水質組研究方向

研究主軸為自來水用戶水表積垢生成原因研究、水蚤、斑馬魚胚胎的生態毒性與小鼠健康風險評估，各項研究內容及重要成果概述如下：

主題一：台灣自來水用戶水表積垢生成
 

為釐清台灣自來水用戶水表積垢成因，本研究團隊篩選北部地區用戶水表的採樣後進行積垢組成與水表設置段水質分析；另同時也針對黃銅水表本體進行脫鋅腐蝕試驗，分析各廠牌水表自身的脫鋅腐蝕的潛勢。並將用戶用水習慣與水表裝設位置列入積垢成因的影響因子進行全面性的分析與評估。目前的試驗結果顯示水表內部積垢源自於自身的脫鋅產物，積垢中的鋅含量的比例約為50%；用戶水表的品質為影響積垢嚴重程度的重要因素，而水質的不同也可能會加速或延緩水表積垢的生成。此外，為了進一步掌握全台用戶水表的積垢情形，研究團隊進行全台各地區水表採樣與水質分析；另也在實驗室架設模擬管線，進行特定水質項目的調控，最終能找出主要影響因素，並提出改善意見。本議題主要承接於台灣自來水公司的委任計畫，分別為一年期(2017年)與兩年期(2019-2021年)，研究成果也發表至Environmental Science Water Research & Technology (2021)。

主題二：生物毒性與生態風險評估

<水蚤>

大水蚤(Daphnia magna)為行政院環檢所公告的生物毒性檢測的無脊椎生物代表物種，應用於高科技製程與放流廢水的生態毒性評估，觀察終點為死亡率(48小時)。環保署於2010 年12 月15 日針對高科技製程廢水的生物毒性進行管制，放流廢水的生物急毒性(acute toxicity units, TUa)不得超過1.43，預計2012 年1 月1 日開始實施。研究團隊長期協助廠商進行放流廢水的生物毒性檢測，找出製程與放流廢水的主要毒性來源，並提出相應的改善建議。此外，水蚤也可以應用於新興污染物的毒性分析，如奈米顆粒、塑膠微粒等，以水蚤型態變異、生長抑制與生殖抑制(21天慢毒性試驗)等指標，作為評估污染物對水環境的生態衝擊與危害。

<斑馬魚胚胎>

斑馬魚(Danio rerio)胚胎為行政院環檢所公告的生物毒性檢測(草案)的無脊椎生物代表物種。斑馬魚的基因有87%和人體相同，胚胎外觀透明，易使用顯微鏡觀察其形體變化情形並可在小空間進行大量的樣本暴露，此外亦具有高度的敏感性，可避免多數生物測定在無效應濃度(no observed effect concentration, NOEC)下所遺漏的訊息。研究團隊進行含氮的半導體製程廢水與出流水的毒性分析，探討其對斑馬魚胚胎死亡率、胚胎發育情形及致畸胎(teratogenicity)等影響，結果顯示製程廢水及出流水雖然對斑馬魚胚胎造成的死亡率不高，但是卻會造成胚胎發育異常及累積孵化率降低，幼魚的心跳速率也會受到抑制，並同時伴隨脊椎彎曲、心包膜及卵黃囊腫大等畸型發育情形發生。此外，本團隊也致力於奈米材料的生物毒性評估，在不同水質條件下(如pH值、離子強度的改變及有機物添加的影響等)自行合成奈米碳材－富勒烯(fullerene, nC₆₀)，分析不同性質的nC₆₀對斑馬魚胚胎造成的致畸胎效應；另應用斑馬魚成魚來進行毒性及生物累積性的評估，探討在有奈米顆粒存在的情況下，對新興的有機污染物進入魚體的途徑及毒性的影響，並探討有機污染物累積在魚體器官及轉移的情形，用以評估這些新興污染物在有奈米顆粒存在下對環境水體的危害風險。研究團隊在2017-2019年執行科技部的「奈米顆粒對水體中的環境污染物毒性影響之研究」。

主題三：自來水飲用健康風險評估
 

研究團隊選用小鼠做為試驗物種，比較飲用過濾前後的自來水對於小鼠的生理機能之影響，試驗期間同步餵食高油脂飼料，暴露終點為臨床症狀、肝臟組織切片及肝功能指數等(30天)。研究結果顯示，飲用未過濾自來水小鼠會有外觀和體重變化及活動力、呼吸和心跳速率異常等現象，以提出高低油飲食習慣的人的淨水器選擇建議。同時評估自來水中殘餘鋁對於小鼠的毒性風險，肝功能會因為鋁的累積量增加導致有下降的趨勢，研究成果未來可以應用於淨水處理程序修改或混凝劑添加及自來水中殘餘鋁含量規範依據。 團隊現正執行科技部的三年期計畫-「自來水硬度及濁度與生物健康效應關聯性研究」(2019-2022)。