摘要 非離子型界面活性劑常被使用於乳化劑或清潔劑中，其分解產物如壬基苯酚、辛基苯酚在水環境中具毒性及持久性，經傳統污水處理廠也無法完全去除，若進入動物體將會干擾內分泌系統之正常作用而影響健康。

1. 以人工濕地處理廢水中內分泌干擾物質之研究 摘要 非離子型界面活性劑常被使用於乳化劑或清潔劑中，其分解產物如壬基苯酚、辛基苯酚在水環境中具毒性及持久性，經傳統污水處理廠也無法完全去除，若進入動物體將會干擾內分泌系統之正常作用而影響健康。

2. 故本研究旨在探討人工濕地系統對水體中內分泌干擾物質如壬基苯酚雙乙氧基醇 、壬基苯酚單乙氧基醇 、壬基苯酚 、及辛基苯酚、之去除效率。本研究於台北縣大漢溪沿岸已完工的打鳥埤人工濕地、新海一期人工濕地及新海二期人工濕地共18個樣站進行現況調查，樣品先以固相萃取法進行前處理，並利用高效能液相層析儀配合螢光偵測器進行定量與定性分析。

3. 前言 烷基苯酚聚乙氧基醇類化合物為使用最廣的非離子型界面活性劑，親水端由1-40個聚乙氧基醇組成，疏水端則是由烷基苯酚所構成，特殊的結構可使APEOs溶於水中，並輕易將髒污表面的油漬和污漬移除，因此在許多應用及產品上扮演重要的角色，舉凡清潔劑、乳化劑、衣物柔軟精、塗料、黏著劑、殺蟲劑中皆添加這類化合物當作原料，亦常見於塑膠製品塑化劑及防止脆裂之抗氧化劑中。

4. 由於APEOs之代謝產物具親脂性，且於環境中難被分解，因此具生物累積性，以及易被生物體吸收。其中又以壬基苯酚對水中生物的急毒性極強，若人體經皮膚吸收、食入或吸入而暴露於此化合物，也將影響內分泌之作用，尤以新生兒或胎兒易感族群最為嚴重。由於APEOs之代謝產物具親脂性，且於環境中難被分解，因此具生物累積性，以及易被生物體吸收。其中又以壬基苯酚對水中生物的急毒性極強，若人體經皮膚吸收、食入或吸入而暴露於此化合物，也將影響內分泌之作用，尤以新生兒或胎兒易感族群最為嚴重。

5. 在國內，人工濕地之發展已有數十年的歷史，為一種省能源及低成本之廢水處理生態技術，近年來人工濕地系統仍著重在探討水中污染物質的去除成效，濕地處理水體通常包括各種生活污水、工業或農、林、畜牧業等廢水。在國內，人工濕地之發展已有數十年的歷史，為一種省能源及低成本之廢水處理生態技術，近年來人工濕地系統仍著重在探討水中污染物質的去除成效，濕地處理水體通常包括各種生活污水、工業或農、林、畜牧業等廢水。

6. 對於處理廢污水中懸浮固體物、氨氮及生化需氧量等一般水質項目皆可達符合放流水標準之效能。但我國法規尚未明定排放限値的某些污染物質，像外因性內分泌干擾物質(係稱環境荷爾蒙)，卻甚少在人工濕地的領域中被探究。對於處理廢污水中懸浮固體物、氨氮及生化需氧量等一般水質項目皆可達符合放流水標準之效能。但我國法規尚未明定排放限値的某些污染物質，像外因性內分泌干擾物質(係稱環境荷爾蒙)，卻甚少在人工濕地的領域中被探究。

7. 採樣點選擇 選定大漢溪沿岸打鳥埤人工濕地、新海一期人工濕地和新海二期人工濕地共設置18個樣站進行現況調查。打鳥埤人工濕地位於北緯24度58分51.2秒、東經121度26分03.3秒，每日淨水量約為11,000 CMD，全區配置包括沉澱池(DN1)、開放水域(DN2)、同時分流至密植區I四個水池中(DN3-1、DN3-2、DN3-3、DN3-4)、密植區I四個水池匯流至密植區II(DN4)及生態池(DN5)共8個樣站；新海一期人工濕地位於北緯25度01分57.4秒、東經121度27分23.3秒，每日淨水量約2,200 CMD，全區配置包括沉澱池(HS1-1)、密植區I (HS1-2)、開放水域(HS1-3)、密植區II(HS1-4)及生態池(HS1-5)共5個樣站

8. 新海二期人工濕地位於北緯25度01分42.9秒、東經121度27分12.3秒，初估每日可處理的污水量約3,000~4,000 CMD，全區配置包括沉澱池(HS2-1)、密植區I (HS2-2)、開放水域(HS2-3)、密植區II (HS2-4)及生態池(HS2-5)共5個樣站。採樣時程由2008年11月至2009年12月，規劃一季一次，共計6次，採集的樣品為靠近濕地系統內各處理單元出水口附近，廢水來源主要以生活污水為主。採集之水樣以聚乙烯瓶盛裝，現場即刻監測溫度、導電度、pH、鹽度、溶氧、飽和溶氧百分比等基本水體資料，之後加入適量硫酸保存於4℃環境中，並儘快進行前處理。

9. 樣品萃取與分析 1.水樣以孔徑1um濾紙粗濾後再經0.45um濾紙細濾 。 2.以10 mL二氯甲烷/甲醇(1/1，V/V) 通過PE 管 (5 mL甲醇通過SPE管 ，10 mL去離子水通過SPE管 )。 3. 3L水樣(pH=3)以流速4ml/min通過SPE管 (400 L甲醇通過SPE 管 ) 4.以7 mL二氯甲烷/甲醇(1/1，V/V) 冲提SPE管 (40 ℃環境下氮氣吹拂至近乾 ) 5.以2 mL去離子水/乙腈 (1/1，V/V)回溶 (以HPLC-螢光偵測器分析 )

10. 烷基苯酚化合物於打鳥埤人工濕地之濃度分佈 沉澱池以NP1EO的帄均檢品濃度最高，其餘各池水皆以NP2EO的帄均濃度為最高，顯示該人工濕地系統中，長鏈烷基苯酚化合物的降解作用大多停留在NP2EO的階段，因此係以NP2EO為主要的排放特徵。觀察密植區I，該區的廢水是由開放水域(DN2)同時分流至密植區I四個水池中(DN3-1、DN3-2、DN3-3、DN3-4)，發現DN3-1和DN3-3測站中烷基酚類的濃度明顯高於DN3-2和ND3-4測站，比較各池水的植物覆蓋度，DN3-1和DN3-3的植物覆蓋度介於16%~29%，而DN3-2和ND3-4則介於35%~49%。觀察新海二期烷基苯酚濃度變化，當植物覆蓋度介於30%~40%的時候，污染物濃度則有下降的趨勢發生。由文獻中指出，當廢水流經種植馬蹄蓮(Zantedeschia aethiopica)的人工濕地植栽區，NP去除率為54.1±7.0%，NP1-3EO去除率為98.7±0.9% (Belmont and Metcalfe, 2003)。亦有研究指出，濕地系統中的挺水植物區對於NP11EO有明顯的去除效用(劉操，2007)，顯示經過濕地植物的處理之後，可降低水中烷基苯酚化合物的濃度。因此，推論打鳥埤人工濕地的密植區I中的植物在適度生長條件下，確實可有效發揮其吸附及降解的作用。

11. 觀察NP2EO、NP1EO及OP在六次採樣的帄均濃度，均呈現出相似的變化趨勢，經過開放水域和生態池之後則其濃度皆略有下降。觀察二池池水，發現植種大多以沉水性和維管束植物為主，因此當污水進入處理單元當中，由於表面水層不受植物的阻擋，污染物質可有效藉由懸浮固體物的吸附作用而沉降於底泥中。觀察NP2EO、NP1EO及OP在六次採樣的帄均濃度，均呈現出相似的變化趨勢，經過開放水域和生態池之後則其濃度皆略有下降。觀察二池池水，發現植種大多以沉水性和維管束植物為主，因此當污水進入處理單元當中，由於表面水層不受植物的阻擋，污染物質可有效藉由懸浮固體物的吸附作用而沉降於底泥中。

12. 整體而言，就六次採樣數據得知，打鳥埤人工濕地進流水之NP2EO、NP1EO及OP帄均濃度分別介於198.5~3,443.4、177.6~3,794.4及<1.0 ~5,581.9 ng/L，而放流水之NP2EO、NP1EO及OP濃度則分別介於75.5~2,695.8、250.8~1,633.6及<1.0~2,453.8 ng/L。經過該人工濕地系統處理過後的水體中，NP2EO、NP1EO及OP的去除率分別為55.5%、66.8%及68.0%，而在NP的部分，無論是進流水或放流水中皆未檢出。人工濕地系統各測站所測得之烷基苯酚化合物濃度如表1所示。

13. 烷基苯酚化合物於新海一期人工濕地之濃度分佈 沉澱池和密植區I係以NP2EO的帄均檢測濃度最高，而在開放水域和密植區II則是以OP的帄均濃度最高，顯示濕地系統的前段，係以NP2EO為主要的排放特徵，在進流水經過生物降解作用，於該人工濕地後段則轉以OP為主要的排放特徵。觀察由沉澱池至密植區I，發現NP2EO、NP1EO和OP經過濕地前段。

14. 處理單元之後，濃度皆有明顯下降的趨勢。Belment等人(2006) 利用模槽探討人工濕地的處理潛能，結果發現經沉澱池與穩定塘的處理即呈現出良好的去除效果，其去除率可達75% (Belment et al., 2006)。由於新海一期人工濕地是採取任其自然發展，以放任式讓生態系自我管理，水體與底泥間的擾動受人為干擾亦較少，也因此在該人工濕地的前段即可有效的發揮其吸附作用，而使烷基苯酚化合物容易藉著懸浮固體物的沉降，而達到淨化水質的目的。另一方面，由密植區II至生態池，發現有該類化合物濃度攀升的現象，與文獻相比較，劉操等人(2007)研究北京官廳水庫上游人工濕地發現，當冬季來臨時，植物進物枯萎期，於挺水植物塘檢測出NPEOs的濃度高出夏季(植物茂盛)二倍之多(劉操，2007)；因此推估新海橋一期人工濕地也有可能與人為除草頻率過低，因而導致植物在過度繁衍下，又大量死亡，落葉效應進而造成有機物濃度又再度釋出而污染水體。而NP的檢出率極低，僅在2008年11月及2009年6月測得濕地水體中有NP的存在，因此濃度變化趨勢不明顯。

15. 烷基苯酚化合物於新海二期人工濕地之濃度分佈 發現各池池水皆以NP2EO的帄均濃度為最高，顯示該人工濕地系統中，長鏈烷基苯酚化合物的降解作用大多停留在NP2EO的階段，因此係以NP2EO為主要排放特徵。短鏈烷基苯酚聚乙氧基醇類若要進一步經由生物降解成烷基苯酚，必頇在厭氧環境下發生反應(Giger et al., 1984)。由於新海二期為表面流式人工濕地系統，水體多呈現好氧狀態，因此較不利於降解反應的發生。

16. 風險評估 本研究中在風險評估上所使用的方法是根據美國環保署的生態風險評估架構，利用環境實測濃度(Measured Environmental Concentration, MEC)與污染物對生物造成預期無效應濃度(Predicted No Effect Concentration, PNEC)之比值，建立風險商數(Risk Quotient, RQ)。當RQ＜1 視為可接受風險，RQ＞1.0 代表不可接受風險，藉以確認化合物是否具有潛在風險。

17. 場址屬於淡水型濕地，因此選定在淡水環境中的兩種對於APEOs具敏感性的水生生物進行風險評估，以Cladoceran(Daphnia magna)之物種進行對NP2EO、NP1EO和OP的風險評估，其LC50分別為148、148和270g/L (Maki et al., 1998)，而以Amphipod (Hyalella azteca)之物種進行對NP之風險評估，其LC50為20.7 g/L (Brooke, 1993)，並且設定外推因數為1000 (Fenner et al., 2002)。由物種的LC50 除以外推因數(Extrapolation Factor, EF)，即表示生物的預期無效應濃度。另外，將針對實測濃度小於方法偵測極限之數據，皆以二分之一MDL值估算其風險商數。

18. 商數值可探討水中各污染物相對的潛在危害，其值愈大，風險相對就愈大。大漢溪沿岸的三座人工濕地中，以打鳥埤的商數值最高，此一結果顯示此將含對水中生物造成潛在的風險性。打鳥埤人工濕地的進流水係取自大安圳的上游，多為土城市所排放出的生活污水，表示該市的居民使用清潔用品中普遍含有烷基苯酚類界面活性劑。另一方面，該人工濕地場址又鄰近土城工業區，因此推測亦有可能有不明的工業廢水流入，因而導致該人工濕地中的濃度較高，有關此點在未來仍需進一步調查分析及驗證。商數值可探討水中各污染物相對的潛在危害，其值愈大，風險相對就愈大。大漢溪沿岸的三座人工濕地中，以打鳥埤的商數值最高，此一結果顯示此將含對水中生物造成潛在的風險性。打鳥埤人工濕地的進流水係取自大安圳的上游，多為土城市所排放出的生活污水，表示該市的居民使用清潔用品中普遍含有烷基苯酚類界面活性劑。另一方面，該人工濕地場址又鄰近土城工業區，因此推測亦有可能有不明的工業廢水流入，因而導致該人工濕地中的濃度較高，有關此點在未來仍需進一步調查分析及驗證。

19. 結論 本研究為瞭解人工濕地處理系統對於內分泌干擾物質流佈之特性及削減能力，選定位於台北縣大漢溪沿岸的人工濕地群，進行廢水中壬基苯酚雙乙氧基醇、壬基苯酚單乙氧基醇、壬基苯酚及辛基苯酚之調查及樣品採樣與分析，就該類污染物質於不同處理單元之排放特徵，來探討運用人工濕地系統對其之去除效能。另外，本研究還利用風險商數來計算濕地系統測站水體內分泌干擾物質可能造成環境危害影響之風險。

20. 參考文獻 • 1. 王正雄、張小萍、黃壬瑰、李宜樺、王世冠、洪文宗、陳珮珊，“環境荷爾蒙-壬基苯酚殘留調查及其對雄鯉魚生理效應之研究”，台灣公共衛生雜誌；20（3）：202-215 (2001)。 • 2. 劉操、王子健、許宜帄、黃炳彬、丁躍元，“北方人工濕地系統對內分泌干擾物質的去除效果”，環境化學，第1期 (2007)。 • 3. 薛美莉，“探討影響新海人工濕地氮削減的因子”，第一屆台灣生態系研討會，第270-208頁 (2010)。 • 4. Ahel, M., Scully, F. E., Jr., Hoigne', J., Giger, W. "Photochemical degradation of nonylphenol and nonylphenol polyethoxylates in natural waters." Chemosphere, Vol. 28, pp. 1361-1368 (1994). • 5. Brooke, L. T. “Acute and chronic toxicity of nonylphenol to ten species of aquatic organisms. Report to the W.S. " Environmental Protection Agency, Duluth, MN (contract no. 68-C1-0034). Lake Superior Research Institute, University of Wisconsin-Superior, Superior, Wis (1993). • 6. Belmont, M. A., Ikonomou, M., Metcalfe, C. D. "Presence of Nonylphenol Ethoxylate surfactants in a watershed in central Mexico and removal from domestic sewage in a treatment wetland." Environmental Toxicology and Chemistry, Vol. 25, pp. 29-35 (2006). • 7. Belmont, M. A., Metcalfe, C. D. "Feasibility of using ornamental plants (Zantedeschia aethiopica) in subsurface flow treatment wetlands to remove nitrogen, chemical oxygen demand and nonylphenol ethoxylate surfactants-a laboratory-scale study." Ecological Engineering, Vol. 21, pp. 233-247 (2003). • 8. Ce´spedes, R., Lacorte, S., Raldu´a, D., Ginebreda, A., Barcelo´, D., Pin˜a, B.