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本計畫為四年期計畫，目的在評估新興污染物於公共給水系統 (包括飲用水) 中可能潛在對人體健康的風險，並依輕重緩急評析其優先次序，階段性納入監測項目。整體計畫目的為：(1) 健全新興污染物監測分析資訊；(2) 評估處理程序對新興污染物削減能力；(3) 檢視淨水場對新興污染物控制能力與最佳化；(4)評估配水系統中消毒副產物健康風險及管制策略；(5) 公共給水系統中新興污染物相關管制策略規劃；以及(6) 建立國際合作機制。 一、 計畫前三年度(98~100年)工作執行成果彙整如下： (一) 建置新興污染物監測分析資訊與公共給水系統中新興污染物相關管制策略規劃方面，包括： 1. 98與99年共完成包括WHO、美國、歐盟、澳洲等國家，相關管制標準或管制機制，以及公共給水系統新興污染物管制制度。此外，亦彙整新興污染物於地表水與地下水中之監測需求及歐盟環境基準值設置之相關內容，俾利於建置國內背景資料庫之規範。 2. 99年彙整新興污染物於監測、處理與控制等方面之分工事項，以及所屬之權責單位或執行單位。就水利署而言，主要工作為建立背景資料庫、提升淨水場操作效率、以及加強集水區監控與保護等。 3. 100年度已完成「自來水法」與「飲用水管理條例」差異之比較，以及水質水量保護區開發行為相關法令之彙集工作。另並彙整我國公共給水系統新興污染物之管制策略建議。此外，在管制策略方面，延續前二年度之成果，分別就管制架構、管制名單、監測頻率等，提出建議。管制名單方面，針對我國建議之名單包含共50項目，逐年進行調查、監測、以及評估等工作，以確保自來水之安全無虞。 (二) 檢視淨水場對新興污染物控制能力與最佳化方面，包括： 1. 98年度共抽驗國內10座淨水場原水、沉澱、快濾、清水中25個檢驗項目，建立3000筆水質資料；99年度共抽驗國內15座淨水場並建立2200筆水質資料；100年度共抽驗國內10座淨水場原水、沉澱、快濾、清水，建立800筆水質資料。結果顯示，各場清水之總三鹵甲烷均符合現行法規標準，在大多數清水之HAA濃度均可控制於相當濃度之下；而環境荷爾蒙方面，多數水樣可檢測出少量雙酚A，而壬基酚則廣泛存在於各單元中，部分淨水場原水中發現微囊藻毒。99年度採樣分析結果，所有淨水場BTEX、NDMA均未檢出。 2. 淨水場最佳化方面，實際採樣發現現有傳統處理程序對壬基酚及雙酚A之控制能力有限。針對藻毒部份，結果顯示各淨水場中的處理單元，對於藻毒有相當良好之去除效率。 3. 98、99與100年已完成壬基酚及雙酚A之健康風險評估。結果顯示，由於濃度甚低，在HQ (< 1)與cancer risk (< 10-6)暫無健康疑慮。 4. 100年度，已完成淨水場高級程序操作指引，包括各單元處理機制、以及各類型污染物適用單元彙整，以及活性碳(包括顆粒狀與粉末狀)吸附、薄膜過濾(含逆滲透)、以及高級氧化(以臭氧為主)等高級處理單元。 5. 在配水系統中新興污染物流佈與安全評估方面，已完成含氮消毒附產物生成動力實驗，以及板新淨水場配水主要管線管網圖層。並完成一次配水系統採樣分析，及其健康風險評估。 (三) 評估處理程序對新興污染物削減能力方面，包括： 1. 實驗室單元操作結果顯示，傳統單元對雙酚A以及辛基酚去除NP之關鍵在於混凝膠羽有效吸附NP，但效果相當不穩定；另一方面加氯處理對於移除壬基酚之效率可以達到60~90%。 2. 薄膜對壬基酚與雙酚A結果顯示，兩種NF薄膜在弱酸條件下，對NP有較佳的去除效果，推測為吸附機制提供；由於薄膜表面吸附能力有限，其去除效果乃隨時間遞減 3. 臭氧對微囊藻毒結果顯示，臭氧劑量增加對三種藻體破壞皆呈現增加的現象，細胞數的增加會影響臭氧對細胞的破壞力，同時亦會影響臭氧對代謝物的去除力。 4. 現地DNA萃取技術方面，已完成方法建立，並於石門水庫、新山水庫兩地進行現地運用，以求得操作參數及最佳化實驗條件。並就已開發之技術提出國內專利申請，名稱為「採樣現場樣品中致病性細菌暨藻類快速破壞細胞膜(壁)技術」。 (四) 建立國際合作機制方面，於98、99年度訂定交流議題為新興污染物檢測分析技術、新興污染物淨水處理技術、新興污染物風險資訊、新興污染物背景資訊分享、雙邊合作發展機制及雙邊技術參訪與交流等。 1. 100年度完成第七屆永續水環境國際研討會(7th International Conference on Sustainable Water Environment)，以及「AUSTRALIAN TAIWAN STRATEGIC WORKSHOP ON SUSTAINABLE WATER ENVIRONMENT」兩次國際研討會。 2. 合作伙伴關係方面，100年度已與韓國首爾大學教授Prof. Hyunook Kim簽訂合作進行韓國環保部河川水質遙控監測技術；另與澳洲Australian Rivers Institute, Griffith University以及University of New South Wales簽訂合作協議。 二、 101年度工作執行成果 本(101)年度為計畫執行第四年，主要係承前三(98、99與100)年度計畫結果，進一步主要工作項目為：(1) 檢視淨水場及其水質水量保護區對新興污染物控制重要性；(2) 評估並整合處理程序對新興污染物削減能力與最佳化；(3) 整合公共給水系統中新興污染物(含消毒副產物)濃度與健康風險資訊；(4) 建立國際合作機制並促進研究成果交流。本報告執行成果包括： (一) 檢視淨水場及其水質水量保護區對新興污染物控制重要性 藉由本計畫四年全台淨水場原水及清水之採樣規劃，彙整各類污染物總檢出率，以了解目標污染物分布情況。此外，工作重點之二為針對目前新興污染物中較為重視的環境荷爾蒙(雙酚A、壬基酚及辛基酚)及微囊藻毒進行統計分析，藉由製做盒型圖具體描述全台16座淨水場之目標污染物濃度變化，也可比較在不同組別中同一變項的分布差異。最後，工作重點之三為將上述污染物進行空間地理及時間分布，藉此檢視目標污染物於地理及季節之濃度變化趨勢。 (二) 評估並整合處理程序對新興污染物削減能力與最佳化 1. 將以環境荷爾蒙為目標污染物進行實驗室單元操作實驗，找出最適合的去除方法，提供淨水場對新興污染物控制最佳化操作策略。 2. 利用小型淨水模場模擬淨水場實際操作條件，進行新興污染物於淨水場去除效率之實驗，此舉可幫助文獻資料及全台採樣分析結果的不足，更可以完整了解傳統淨水程序中各淨水單元的去除效果。本研究於實驗室淨水廠處理模擬實驗中，除了以上述環境荷爾蒙作為目標污染物之外，額外新增卡巴氮平及咖啡因作為額外添加的目標污染物。卡巴氮平及咖啡因為目前逐漸受到重視的藥物及個人護理品PPCPs (Pharmaceuticals and Personal Care Products)，此類新興污染物現今已被許多學者廣泛研究。 3. 利用反應曲面找出目標污染物最佳的去除率，本計畫採用傳統處理中最重要的三個因子進行實驗設計，三因子分別為pH值、混凝劑濃度及初始水質濁度，選定之目標污染物為消毒副產物中的HANs及環境荷爾蒙中的卡巴氮平及咖啡因，所得最佳之去除率可供淨水場對目標污染物控制最佳化操作策略作為參考依據；另一方面，為研擬淨水場淨水處理單元對於環境衝擊之評估研究，為利用生命週期評估作為研究方法，在得知其對於環境衝擊之影響後，未來將針對最佳化操作與環境污染負荷中進行探討，期望能做到效能與環保兼顧之平衡點。 (三) 整合公共給水系統中新興污染物(含消毒副產物)濃度與健康風險資訊 利用現今台灣自來水管線中所存在之生物膜和利用生物膜反應器(CDC biofilm reactor)共同進行定量分析，且同時觀察反應器中生物膜之生成情況，最後將自來水管線中所取得之生物膜與反應器所生成之生物膜個別加入固定次氯酸鈉濃度之水溶液中，觀察其HANs之變化量且加以比較，其結果未來可作為預測HANs消毒副產物之參考依據。而本項工作重點之二在於預測管線中所含氯的濃度及管線中點與點間的濃度變化，預期成果將得到配水系統安全及健康風險之最佳管制策略。 (四) 建立國際合作機制並促進研究成果交流 本章內容針對建立國際合作機制並促進研究成果交流，包括規劃國內淨水場未來研究方向及國際自來水科技發展趨勢及需求及舉辦國際研討會。國際發展趨勢方面，本研究收集國際三個重要自來水相關研究組織研發主軸，說明其研究重點及趨勢。而在國內部分，依環保署針對水源中潛在污染物質監測之結果，並參考美國EPA 待列管污染物候選清單（CCLs）篩選流程，建議將下列物質列入待列管污染物優先觀察之清單，並建議針對自來水事業單位對此類物質之處理效能進行評估。且於101年8月29號舉辦2012年「公共給水新興污染物監測、處理與評估國際研討會(2012 International Workshop on the Monitoring, Treatment, and Assessment for Contaminant of Emerging Concern)」，舉辦此國際研討會之主要目的，乃為增進國內對於公共給水中，新興污染物監測、處理與評估之瞭解，加強國內相關領域專業人員之互動，因此就就流域管理及新興污染物監控處理等議題，預定於2012年召開一場國際研討會，以「公共給水新興污染物監測、處理與評估」為主題，邀請國內外產、官、學、研進行相關學術之交流，分享相關之實務經驗，期盼透過國外執行經驗分享，增進國內對於公共給水系統中新興污染物管理之技術。 包括計畫前三年建議事項執行情形，整合計畫四年成果，提出四年精簡報告，以期推廣本計畫之研究成果。

This project is a four-year plan aimed at the assessment of “contaminant of emerging concern (CEC)” in public water supply systems (including drinking water), and of the potential risk to human health, by which to set up the priority of the monitoring program. The overall objectives are: (1) to establish the information for monitoring and analysis of CEC; (2) to evaluate the capabilities of treatment process for the reduction of CEC; (3) to review and optimize the water treatment plant for the control of CEC; (4) to evaluate the disinfection by-products and the corresponding health risks in water distribution system and the control strategies; (5) to plan the strategic management for public water supply system in the control of CEC; and (6) to establish mechanisms for international cooperation. The major achievements of the last two years included: 1. Revision of the monitoring and management information for CEC: This project has added the monitoring requirement for data collection in surface water and groundwater of building the domestic background database. 2. Review and optimization for the water treatment plant in the control of CEC: This project has completed five runs of sampling and analysis, and established 2200 data of water quality. 3. Evaluation of the water treatment plant for the reduction of CEC: This project has completed the evaluation of traditional units (including coagulation-sedimentation, rapid filtration, and chlorination) and two NF membranes for the reduction of nonylphenol and bisphenol-A, and the evaluation of ozonation for the reduction of microcystin. 4. Establishment of the mechanisms for international cooperation: This project has proposed the agenda, including the theme and invitees of the international workshop. In addition, this project is keeping in touch with international accredited scholar and organization for the cooperation objects, issues and patterns. This year (2011) is the third year of project execution. The major items of work were: (1) to establish the control strategy planning for CEC control in public water supply system; (2) to review the CEC background information in the public water supply system; (3) to assess the CEC in the water distribution system; and (4) to establish international cooperation and exchanges. The major achievements of this year were: 1. Control strategy planning for CEC control in public water supply system This project has completed the comparison between the “Water Act” and the “Drinking Water Regulation” mainly in water management (water conservation, water quality), water utilities operations, facilities management in which pesticides, persistent organic pollutants, high-tech industry waste water the Drinking Water Regulation standards is more stringent in management. 2. Review of the CEC background information in the public water supply system on pollutants, control and optimization This project has completed twice for water treatment plant and once for distribution system sampling, including analysis, and health risk assessment. The historical sampling data (OP, NP and BPA) were analyzed according to the raw water characteristics. Water treatment plant operation guidelines has been completed for activated carbon (including granular and powder) adsorption, membrane filtration (including reverse osmosis), and advanced oxidation. 3. Assessment of CEC in the water distribution system This project has completed the kinetic study of the nitrogen-containing disinfection by-products. On the other hand, This project has also completed water distribution s GIS system for Ban-shin Water Treatment Plant. The DNA extraction technology has been established and named “sampling site samples of pathogenic bacteria cum algae quickly destroy the cell membrane (wall) technology” for patent application. 4. International cooperation and exchanges This project has held two international conferences, namely “7th International Conference on Sustainable Water Environment”, and “Australian Taiwan Strategic Workshop on Sustainable Water Environment”.Our research group has made a partnership with Prof. Hyunook Kim of Seoul National University, and for a cooperation in river water quality remote monitoring technology with South Korea’s Ministry of Environmental Protection.