土壤鉛污染之生態風險探討 - 以土壤生物蟋蟀為指標 土壤鉛污染之生態風險探討 - 以土壤生物蟋蟀為指標 指導教授：程淑芬 博士 組員：尹新勝 (9825001) 羅皓睿 (9825045) 賴琦穎 (9825075) 李京昇 (9825087) 中　華　民　國　100 年　12 月　8 日

大綱 一、研究緣起 二、研究目的 三、文獻回顧 四、研究架構 五、材料與方法 六、初步結果 七、未來規劃

研究緣起(1/2) 土壤是許多動植物賴以維生的根源，目前土壤污 染管制標準的訂定皆以維護人類健康風險為目標 所訂定。 生態風險評估(Ecological risk assessment；ERA) 之概念近年來在國外已受到相當重視，土壤污染 對土壤生態風險影響概念也逐漸受到國內的重視， 未來也可能做為國內土壤污染管制的重要考量。

研究緣起(2/2) 在台中市烏日區一處受鉛污染之農田進行現地 土壤翻鋤作業時，發現蟋蟀的蹤影。 翻鋤含鉛污染土壤的過程中，發現土壤含鉛量 較高的區塊，幾乎沒有看到蟋蟀出現；但在含 鉛量較低的區塊，隨著鋤頭的翻耕頻頻有蟋蟀 的出沒，於是產生研究動機。

研究目的 本研究探討土壤鉛污染對蟋蟀生態風險之影響， 研究內容包括分析： 土壤中鉛之全量 鉛在土壤中之鍵結型態 蟋蟀在鉛污染土壤中之生長情形 透過統計分析，了解土壤鉛含量及鍵結型態對蟋蟀生長及體內含鉛量之影響。

文獻回顧(1/4) 土壤鉛污染在美國超級基金污染場址中數量位居第二高，污染來源包括金屬冶煉及採礦過程，另外爐渣廢棄物、廢電池回收、肥料、農藥、汽機車排氣及生活污水污泥等也都是造成土壤鉛污染的主要來源。 (Israr and Sah, 2008)

文獻回顧(2/4) Tessier (1979) 將土壤中重金屬依其鍵結型態分為五種： 可交換態：以離子交換的形式被吸附。 碳酸鹽態：以鍵結的方式與沈澱的碳酸鹽類結合，易受pH值的變化而影響。 鐵錳氧化態：與鐵錳氧化物結合在一起，會在低還原電位下被還原萃取出。 有機態：鍵結於有機質，在氧化環境下，使有機物質氧化釋出金屬。 殘留態：存在於土壤晶格結構中的穩定型態，在自然環境下不容易被釋放出來。

文獻回顧(3/4) 重金屬在土壤中之行為會隨時間及土壤的性質而改變，以化學分析方法來評估土壤重金屬污染對生物的風險，確實不客觀。 (Lukkari et al., 2004) 唯有生物指標可以評估生物對重金屬曝露量及毒性效應。 (Lanno et al., 2004)

文獻回顧(4/4) Hopkin (1993)指出生物指標應需具備以下之特性： 在土壤生態系中具有重要的功能。 廣泛的分布於土壤生態系中。 敏感度適中，不能在污染物濃度極低的情況下就死亡。 受污染物影響下會產生毒性反應(response)，且此反應易於評估。 在不同的環境條件下，對污染物的反應仍具有再現性。

研究架構 土壤鉛污染之生態風險探討 土壤特性分析 蟋蟀養殖試驗 有機質 土壤質地分析 鉛全量分析 鉛鍵結型態分析 酸鹼值 254-1地號 260 ppm 254-1地號 336地號 10000 830 蟋蟀質體內鉛含量濃度 2000 4200 7500 酸鹼值

材料與方法(1/5) 土壤來源： 烏日同安段254-1農地污染場址 烏日同安段336農地污染場址 蟋蟀來源： 市售商店

材料與方法(2/5) 土壤特性分析 基本特性 分析方法 酸鹼值 電極法(NIEA S410.62C) 有機質 高溫燒失法 質地分析 濕式篩選及重力沉降法(土壤分析手冊) 全量分析 王水消化法(NIEA S321.63B) 鍵結型態分析 Tessier 序列萃取法&歐盟標準物質局(BCR)

材料與方法(3/5) b.恆溫水域槽 a.離心機 d.迴流裝置 c.pH計

材料與方法(4/5) 蟋蟀養殖及分析方法 項目 內容 飼養箱規格 60 cm × 45 cm × 25.5 cm (長，寬，高) 飼養數量 蟋蟀養殖及分析方法　　 項目 內容 飼養箱規格 60 cm × 45 cm × 25.5 cm (長，寬，高) 飼養數量 20隻/箱 飼養土樣 不同含鉛濃度的現地土壤 食物來源 飼養箱種植＆市售蔬果 採樣間隔 樣品自然死亡後 分析方法 王水消化法(NIEA S321.63B)

材料與方法(5/5) 螺絲 網子 土壤 排水孔 小石頭

研究結果 土壤基本特性 地區 濃度(mg kg-1) 質地 pH 有機質(%) 烏日254-1地號 260 坋質壤土 6.42 0.67 2000 5.87 0.84 4200 6.72 0.69 7500 7.03 1.18 烏日336地號 830 壤土 5.92 0.85 10000 4.61 1.31

土壤中鉛鍵結型態分佈情形

土壤中鉛鍵結型態分佈情形

蟋蟀生長情形 254-1地號 土壤鉛濃度260 ppm 養殖天數 (day) 死亡數 (隻) 蟋蟀質量 (g) 蟋蟀體內鉛含量 (mg kg-1) 6 1 0.052 ND 7 0.068 31 0.138 78.61 254-1地號 土壤鉛濃度2000 ppm 養殖天數 (day) 死亡數 (隻) 蟋蟀質量 (g) 蟋蟀體內鉛含量 (mg kg-1) 21 1 0.083 107.23 22 0.068 61.67 29 0.053 362.26 31 60.00

蟋蟀生長情形 254-1地號 土壤鉛濃度4200 ppm 養殖天數 (day) 死亡數 (隻) 蟋蟀質量 (g) 蟋蟀體內鉛含量 (mg kg-1) 13 1 0.006 ND 15 0.022 213.64 27 0.067 441.04 31 210.45 254-1地號 土壤鉛濃度7500 ppm 養殖天數 (day) 死亡數 (隻) 蟋蟀質量 (g) 蟋蟀體內鉛含量 (mg kg-1) 13 1 0.044 4738.64 21 0.053 184.91 22 0.054 201.85 26 0.052 180.77

蟋蟀生長情形 336地號 土壤鉛濃度830 ppm 養殖天數 (day) 死亡數 (隻) 蟋蟀質量 (g) 蟋蟀體內鉛含量 (mg kg-1) 17 1 0.06 171.67 31 0.82 17.17 336地號 土壤鉛濃度10000 ppm 養殖天數 (day) 死亡數 (隻) 蟋蟀質量 (g) 蟋蟀體內鉛含量 (mg kg-1) 5 1 0.028 4177.30 16 0.049 932.65 21 0.048 337.50 22 0.019 7863.15 31 0.061 1368.85

不同土壤中蟋蟀鉛含量

初步結論 生物體間存在相當大的差異性，因目前之蟋蟀樣 本數量還不夠多，還無法看出顯著對應關係，待 後續有更多樣品數據後再進行統計分析，以了解 其影響趨勢。 研究結果仍可看出土壤濃度較高時，蟋蟀體內可 累積的鉛最高濃度也會有較高的現象，相對的當 土壤鉛濃度較低時，蟋蟀體內所累積的最高鉛濃 度也有較低情形。

未來規劃 1 閱讀文獻 2 基本性質分析 3 土壤型態分析 4 期中報告 5 蟋蟀養殖與分析 6 期末報告 月份工作項目 2011 2012 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 1 閱讀文獻 2 基本性質分析 3 土壤型態分析 4 期中報告 5 蟋蟀養殖與分析 6 期末報告

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