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高山水偵探

塔塔加步道/玉管處提供

 

生命之水

陡峻的高山,影響了水體的形態,臺灣的湖泊多為看天池,下雨時便積水成池,反之則乾涸見底。而湖泊會吸引許多生物聚集,只要仔細觀察湖邊的草叢、淤泥,便能發現許多動物活動後留下的痕跡。不只野生動物在池邊活動,在山林裡長天數縱走的登山客,也仰賴這些水源過活。

在歐洲的研究中發現,東歐山區湖泊底泥中持久性有機污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs)含量相當於美國工業區湖泊(五大湖區)底泥含量;而位於已開發區的中西歐部分山區湖泊底泥其含量亦與工業區與都會區之河流或港口底泥之含量相近;在高山湖泊魚類與兩棲類體內POPs含量隨著海拔的增加而增長。顯示POPs已入侵到高山區各環境介質中,且威脅其生態環境的健康與生存。面對殃及全球的持久性有機污染物,臺灣的研究多著重於人類活動頻繁的平地或是海洋,但是對於高山地區的情況卻還沒有太多關注與了解。

但玉山國家公園洞燭機先,在2012年即與東華大學柯風溪老師研究團隊攜手追蹤持久性有機污染物(POPs),研究團隊對南橫與塔塔加地區展開初探,在海拔3,000公尺左右的區域內採集水體、底泥的樣本進行分析,企圖釐清臺灣高海拔山區的水體是否已受到污染,偵測其含量與推論污染的來源。

跳躍的蚱蜢

POPs指的是具有長時間殘留於環境中、不易被分解的含碳化合物,此類物質有許多亦被稱為環境荷爾蒙,具有干擾生物體賀爾蒙正常運作的毒物。但它是如何如鬼魅般逃逸至高山,擴散污染面的?

由於持久性有機污染物不易被分解,又具有半揮發的特性,氣溫稍高就能以氣態吸付於空氣中的懸浮顆粒上,風一吹便往遠處飄散,然後再隨著雨水沉降回地面,或是冷凝結在高山上、高緯度地區,如此反覆發生,就好像蚱蜢跳躍般移動,稱為蚱蜢效應(Grasshopper Effect),若是遇到季風,便能跟著大氣環流路線產生遠距離的擴散,成為全球性的污染,例如曾在北極發現來自歐洲的污染物。因此或許臺灣所排放的污染物正污染著其他國家,相同的也可能正遭受來自其他地方之污染。

提著沉重的採水桶拾階而上,慢慢靠近天池/柯風溪提供

  • upper:塔塔加步道/玉管處提供
  • lower:提著沉重的採水桶拾階而上,慢慢靠近天池/柯風溪提供


採水、採底泥分工合作/柯風溪提供
南橫天池/簡敏男攝

不可不知的POPs

POPs當中最著名的或許就是DDT(二氯二苯基三氯乙烷)。早在1874年,DDT在奧地利的一個實驗室裡被創造出來,當時還沒有人意識到這個化學合成物質對人類,甚至對整個地球帶來多巨大的影響。人們藉由噴灑DDT殺除傳染斑疹傷寒的蝨子,阻止了傷寒大流行的爆發,成為抑致傳染病的萬靈丹。而發掘DDT新功能的瑞士化學家也因此成為1948年的諾貝爾獎得主。在光榮桂冠的陰影下,花了近20年的時間,才有人意識到DDT不僅殺死了病媒蚊,也近乎永久地成為地球的遺毒。

DDT這類化合物,難以被分解,因此能長時間的存留下來;又具有親脂性,能儲存、累積在動物的脂肪以及富含脂肪的器官裡,例如肝臟、睪丸等。長時間累積後,對溫血動物的毒性便展現出來。生物個體不斷從環境吸收難以被代謝的化學物質,隨著時間一點一滴的累積在身體裡,最後在生物體裡的濃度反而比外在環境還高,形成生物累積(Bioaccumulation),例如美國加州的清湖,7年內共施放了3次DDT做「蚊蚋防治」,雖然水域中DDT濃度只有0.02ppm,但生活在其中的浮游動物體內卻能累積到5ppm。另從食物鏈的角度來看,難以被分解的DDT會累進至下一個消費者體內,當小魚吃了浮游動物,同時也吃進了浮游動物體內的DDT,而且小魚依然無法有效代謝,如此累積下去,便從食物鏈底端向上吞噬到食物鏈頂端,產生生物放大(Biomagnification)的現象,最後竟在清湖的鵜鵠屍體上檢測出高達1,600ppm的DDT。高濃度DDT會造成溫血動物死亡,低濃時則足以導致肝細胞壞死、干擾賀爾蒙正常分泌等症狀。

影響環境如此深遠的議題,卻直到2001年才由聯合國帶領各國正式簽署《斯德哥爾摩公約》,並於2004年正式生效,當時公約中列出與DDT具有同樣特性的物質,並合稱為「持久性有機污染物」,要求締約國對持久性有機污染物的生產、流通、使用和進出口監督管理,經過10年努力,至今有17種化合物完全禁止生產和使用,6種化合物的生產和使用需要受到嚴格控管,即使如此,被污染的環境至今仍未從遺毒中解脫。

了解天池無聲的話語

研究團隊有監測海洋環境的豐富經驗,為了瞭解持久性有機污染物在海域之外的動態,平日乘風破浪地奔馳在屏東海域上轉向高山攀登,在南橫天池與塔塔加的鹿林山鞍部、麟趾山登山口蒐集水體樣本,雖然採樣地點離開車可及之處不遠,但是從海平面跳到高海拔的生理調適,只能如人飲水;在蒐集過程中仍然需要克服山區說變就變的天候,研究團隊還曾遇到颱風造成道路中斷延誤採樣的事件;即使在良好狀況之下,實驗器材、水體樣本都是沈重的負擔。藉由化學指紋的鑑定,研究團隊能從污染物類似指紋的獨特組成成分比例,或指標性成份,判斷污染物可能從何而來;為了確保研究品質,驗證的工作從儀器校正、回收率檢驗、樣本對照同樣戰戰兢兢,不論山上還是山下都不輕鬆。結果發現樣區內的污染為不完全燃燒、農藥、石油工業下的產物,而來源則包括有從遠處高空氣流傳遞來的,也有可能來自當地的污染。

研究團隊對天池及塔塔加的高山沈積物及湖水,進行了共39種持久性有機污染物分析,其中有機氯農藥(Organochlorine Pesticides,簡稱 OCPs)的含量在兩個地區中並沒有明顯的差異。但在多環芳香烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,簡稱PAHs,多為燃燒不完全的產物)的分析中則顯示,天池底泥中的含量高於塔塔加地區水體。但幸虧各種污染物質含量明顯低於世界其他已進行相關研究的地區,亦低於對生物生態構成威脅之標準程度,短期內無立即性危害之虞。而研究團隊更表示,本計畫尚未能夠進行生物樣品分析,因此對於持久性有機污染物在玉山國家公園區內生物累積情形仍屬未知。而環境研究是永無止境的,未知之數與未定之天,正是激起求知與研究欲望的動力來源。

身為地球的一份子

研究團隊的結果證實了臺灣高海拔山區水體有持久性有機污染物的存在,打破大眾的刻板印象,其實看似人煙罕至的山區,也已遭受污染。檢驗出來的污染值雖然未達危害標準,也比其他國家的案例輕微,登山客在使用山區水源時也不會因此產生立即毒害。只是臺灣的山林已經沒有想像中的純淨,但也無須過度驚慌或沮喪,持久性有機污染物已經是無所不在的成份,面對全球化的污染,我們需要持續的監測,並且擴大空間範圍和時間深度,同時擴及生態層面。

目前研究團隊還不知道高山水體中的生物對於污染物的反應,是否有生物累積的現象發生?高階消費者如黃魚鴞等,是否有生物放大的現象發生?又是否隨著時間累積而污染加劇?研究團隊的初探結果不是句點,反而衍生出更多待需回答的問題。

在研究調查期間,研究團隊曾目擊宗教團體在天池進行焚燒的儀式。對於乘氣流飄散而來的污染物,或許有賴區域性或全球性的汙染防治,但對於近在咫尺的污染,或許可以更有效的進行改善與管制。玉山國家公園對於遊客行為教育向來不遺餘力,但對於美好環境的維護,比起被動接受勸導與取締,每個到訪國家公園的民眾更應主動負起身為地球公民的責任,管理自身行為才是對於這個敏感而脆弱的生態展現最大的慈悲。未來世界的模樣,要從今日累積起,而我們累積的是人造污染物還是自然資產,需要每個地球公民來決定。

離子交換樹脂管柱/柯風溪提供過濾濾盤/柯風溪提供
  • upper left:採水、採底泥分工合作/柯風溪提供
  • upper right:南橫天池/簡敏男攝
  • lower left:離子交換樹脂管柱/柯風溪提供
  • lower right:過濾濾盤/柯風溪提供