海洋科技季刊
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『海洋污染、海洋資源專輯』
目  錄 封面
「海洋污染、海洋資源」專輯序言
從BP漏油事件看甲烷水合物開發
水下科技在英國石油公司深水地平線漏油事件所扮演的角色
海洋資料在墨西哥灣漏油事件所扮演的角色
航運對海洋產生的噪音污染
水下噪音對鯨豚類之影響與對策
浚泥海洋棄置對海域沉積物品質影響
海洋環境資訊與污染擴散自動化監測系統
海洋環境污染對軟木軟柳珊瑚之衝擊
台灣龜山島海域熱泉湧出的天然污染物對浮游生物所產生之衝擊
浮游生物在污染環境中的行為研究
海洋及水下科技季刊九十九年度第二十卷第三期封面

「海洋污染、海洋資源」 專輯序言
(第二十卷第三期-序言)
摘要

 本期海洋及水下科技季刊訂為「海洋污染、海洋資源」專刊。19世紀的工業革命開創了現代社會,使得現今世界得以發展出日新月異的科技、工程,但也隨之對地球環境造成了極大的創傷,當人類意識到這一點,開始訂定各種環保規範,卻又因過於嚴格的法令使得經濟一蹶不振。數十年來,經濟、工程科技進步與環境的拉扯依舊存在。今年四月在美國墨西哥灣經濟海域,英國BP公司的鑽油平台發生爆炸,意外後490萬桶的原油漏入海洋中,對周圍的海洋環境造成即時、也勢必會造成長期的巨大傷害。針對這BP公司的漏油事件,本專刊從十篇文章、四個面相(海洋環境污染、水下科技、海洋生態、新興能源),讓讀者們能從多方面了解。

 黃成鶊及陳琪芳教授的「從BP漏油事件看甲烷水合物開發」一文,對英國BP公司鑽油平台漏油事件本身之歷程,及防堵漏油的過程,收集各方新聞報導集結報告,讓讀者可以快速了解事件的來龍去脈,並簡介新興的海洋能源甲烷水合物,並透過這次的BP公司的漏油事件,反思海洋能源開發的遠景及其風險。邱瑞焜先生等人在「水下科技在英國石油公司深水地平線漏油事件所扮演的角色」一文中,對在BP公司的漏油事件發生時,各方為了防堵漏油,在搶救過程中所使用的各項水下科技,做了詳實的介紹,將能增進讀者對本事件及水下科技的了解。劉紹勇先生等人的「海洋資料在墨西哥灣漏油事件所扮演的角色」中,整理介紹了海洋資料及網路地理資訊系統,在BP公司的漏油事件中所扮演的角色,並期許臺灣各界對未來的潛在海洋污染危機,能有應變處理的能力。不論在陸地或海洋中,噪音都是一個無形的強力污染源,湛翔智博士等人「航運對海洋產生的噪音污染」一文中,使用商船自動辨識系統(AIS),分析高雄港水域之噪音污染情形。吳誌豪先生等人在「水下噪音對鯨豚類之影響與對策」中,為讀者介紹美國在水下噪音與海岸工程施工過程之相關規範,供國內參考借鏡。 陳秋妏及董正釱教授之「浚泥海洋棄置對海域沉積物品質影響」乙文,主要以現場採樣調查方式進行海洋棄置區內及外沉積物物化性質分析,調查項目包括重金屬、有機質及粒徑分佈等,藉以評估浚泥海洋棄置對棄置區海域沉積物品質的影響。 另張國棟主任及邱啟敏先生等人提出「海洋環境資訊與污染擴散自動化監測系統」,以一套能提供整體海洋環境資訊的自動化監測系統,已實際應用在高雄二港口外港進行即時觀測作業,提供政府機關或相關單位參考,可有效的處理油污染事件並減緩對海洋環境衝擊。

  海洋資源與海洋污染息息相關,尤其近一世紀來海洋污染層出不窮,對海洋資源之危害有愈趨嚴重之趨勢,人為活動對於鄰近陸地的海洋交界地帶所造成的衝擊往往是最直接也最劇烈的,生長在沿岸區域的珊瑚礁生態系在過去以來遭受人為活動破壞的報導總是引起矚目,曾立鈞博士在「海洋環境污染對軟木軟柳珊瑚之衝擊」文章中回顧了過去國內學界以這種軟珊瑚進行各種人為污染研究的發現,讓珍貴的珊瑚其脆弱性得以瞭解,也喚醒對於珊瑚礁生態系保育的迫切感與重要性。譚漢詩博士在「台灣龜山島海域熱泉湧出的天然污染物對浮游生物所產生之衝擊」文中指出有證據顯示,浮游生物在不同時空尺度上的死亡與滅絕,常起因於浮游生物本身的化學排放物,或自然死亡因素,以及人為的污染。文中即以龜山島淺海熱泉為例,瞭解熱泉噴口流出物造成浮游動物的死亡、群聚與族群變化之情形。從台灣龜山島海域熱泉湧出的天然污染物對浮游生物所產生之衝擊的初步研究顯示:熱泉噴口流出天然污染物可造成浮游動物大規模的死亡。譚漢詩博士在「浮游生物在污染環境中的行為研究」一文中探討用於監測浮游生物受污染物干擾的行為之生物檢測法(BBAs),已受到相當廣泛的重視。行為生物檢測提供這樣的測試系統,可以對任何物理或化學污染物或環境危害因子的效應進行評估與判斷。這對任何關於物質對生物的毒性效應的陳述與環境健康管理來說都是必須的。

本專輯從海洋資源與污染的角度來探討海洋生物資源受海洋污染源的影響已日趨嚴重,未來如何降低海洋污染源對海洋生物資源的危害值得我們重視。 

作者:陳琪芳/國立臺灣大學 工程科學及海洋工程學系所 教授

   黃將修/國立台灣海洋大學 海洋生物研究所 教授

   林啟燦/國立高雄海洋科技大學工程學院 院長   


從BP漏油事件看甲烷水合物開發
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要

 2010年四月英國BP公司在美國墨西哥灣經濟海域所放置的深水地平線號鑽油平台發生爆炸,意外後490萬桶的原油漏入海洋中,造成美國歷史上最嚴重的漏油意外,對周圍的海洋生物無疑是一場浩劫。臺灣四面環海,近年來多項海洋能源開發如甲烷水合物及黑潮發電等逐漸受到各方重視,BP公司的漏油事件提醒了我們開發能源可能會產生的問題。本文首先針對深水地平線號鑽油平台漏油事件本身之歷程及防堵漏油的過程,收集各方新聞報導集結報告;接下來簡介新興的海洋能源甲烷水合物,並透過這次BP公司的漏油事件,反思海洋能源開發的遠景及其風險,提供讀者對海洋能源發展初步的了解及思考方向。


作者:黃成鶊/國立臺灣大學 工程科學及海洋工程學系 碩士

   陳琪芳/國立臺灣大學 工程科學及海洋工程學系 教授


水下科技在英國石油公司深水地平線漏油事件所扮演的角色
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要

 2010年英國石油公司在墨西哥灣的深水地平線鑽油平台發生了漏油事件,從四月底開始漏油到八月初完全止漏,共經歷了大約九十天,這期間估計有超過兩億加侖的原油外洩到墨西哥灣中。事件發生的主因在於井口的防噴裝置故障,在鑽油平台沉沒後無法自動關閉,英國石油公司於是利用水面的大小船艦及多艘水下無人遙控載具進行搶救,在嘗試過很多種方法,最後終於成功止漏。本文的目的在於介紹搶救過程中所用的水下科技,以增加大家對此事件的瞭解。

關鍵詞:深水地平線漏油、無人遙控載具、油井防噴裝置


作者:邱瑞焜、賴國榮、詹智丞/ 任職於國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心


海洋資料在墨西哥灣漏油事件所扮演的角色
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要
  墨西哥灣內的英國石油鑽油平台在4月20號發生爆炸,造成11名工人死亡,鑽油平台沉入海中,海底油井洩漏,發生前所未見的汙染。從四月底開始漏油到八月初完全止漏,估計約有4.9百萬桶原油外洩。英國石油公司以及美國政府嘗試應用各種水下科技止漏,並採取緊急應變措施以減緩油污對海岸生態以及經濟活動的衝擊。本文旨在介紹緊急應變措施中重要的基礎—資料的收集與資訊整合,整理此事件中海洋資料及網路地理資訊系統扮演決策支援的角色作為,供國內相關領域之專家學者參考。

 台灣附近海域同樣也存在著鑽油平台原油洩漏污染近海的隱患,一旦發生,我們是否能即時掌握油污相關的海洋資訊,迅速做出有效的防救災決策?本文建議應建立更具機動性的海洋資料調查與收集能力,以及建立跨單位資料整合機制,以便災難發生後能更有效地進行危機處理與支援決策。

關鍵詞:深水地平線漏油、海洋資料、網路地理資訊系統


作者:劉紹勇、詹智丞、賴國榮/ 任職於國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心


航運對海洋產生的噪音污染
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要

 船舶航運是海洋噪音的來源之一,主要是由機械運轉及螺槳轉動產生10-500 Hz的高位準之水下噪音。由於商船公司建造的貨櫃船噸數不斷地提高,更大的引擎與螺槳將產生更高的噪音能量,使得海洋中的水下噪音污染日益嚴重。本研究以高雄港為例,運用商船自動辨識系統(AIS)的資料分析船舶動態資訊,由船舶密度來分析商船在高雄港附近水域,產生的水下噪音污染之情況。船舶噪音越大時,可傳遞到越遠的水域,此計算可由水下音傳模式求得;透過數值模擬的結果可發現,在重要航道的附近水域,高船舶密度將產生巨大的噪音污染,嚴重的話,可能會破壞海洋動物(如鯨豚)的生存環境。對於全球正在關注海洋保育議題之時刻,應努力尋找在經濟發展與生態維護的關鍵平衡點,以善盡一分環保心力。


作者:湛翔智/國立台灣大學工程科學及海洋工程學系所 博士後研究員

   魏瑞昌/國立中山大學海下科技暨應用海洋物理研究所 助理教授

   許修瑋/國立中山大學海下科技暨應用海洋物理研究所 碩士班研究生

   吳政峰/國立中山大學海下科技暨應用海洋物理研究所 碩士班研究生


水下噪音對鯨豚類之影響與對策
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要

 聲音在水中具有良好的傳遞特性,因此聲學方法成為海洋探測與軍事戰略的重要工具;另一方面,由於聲波在水中良好的傳遞特性,也使得水下噪音的影響範圍相當廣泛。然而在海運、海岸工程與海洋探測日益興盛的今日,水下噪音所產生的問題漸漸浮現,而鯨豚類利用聲音作為定位與溝通之主要工具,因此水下噪音對於鯨豚類的影響成為相當重要的課題。另一方面,由於國內並無水下噪音之相關法規,因此將介紹美國在水下噪音與海岸工程施工過程之相關規範。


作者:吳誌豪/國立台灣大學工程科學及海洋工程系 博士生

   林子皓/國立台灣大學生態學與演化生物學研究所 博士生

   周蓮香/國立台灣大學生命科學系 教授

   陳琪芳/國立台灣大學工程科學及海洋工程系 教授


浚泥海洋棄置對海域沉積物品質影響
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要

 高雄港為維持適當水深以利船舶進出航行,須定期挖除港區沉積的底泥,而自2003至2009年港區每年約產生30萬乾方浚泥,且以海洋棄置方式進行最終處置。本研究主要以現場採樣調查方式進行海洋棄置區內(9測站)及外(2測站)沉積物物化性質分析,監測期間為2009年,調查項目包括重金屬(汞、鉛、鎘、鉻、銅、鋅及鎳)、有機質及粒徑分佈等,藉以評估浚泥海洋棄置對棄置區海域沉積物品質的影響。研究結果顯示,棄置區沉積物顆粒組成變化相對高於棄置區外參考點,此應為棄置浚泥特性不同所產生之差異,亦顯示浚泥主要沉積於棄置區內。棄置區沉積物重金屬含量分佈顯示,汞及鎳較無明顯差異;鉛以輪拋區(34 mg/kg)略高於其他測站(10−21 mg/kg),鉻以輪拋區(35−54 mg/kg)略高於參考點(15及22 mg/kg);銅及鋅以輪拋區(銅25−62 mg/kg及鋅126−198 mg/kg)相對高於其他測站(銅8−18 mg/kg及鋅59−111 mg/kg),此顯示棄置區沉積物重金屬(鉛、鎘、鉻、銅及鋅)濃度受浚泥影響相對略高於參考點。而進一步以富集因子(enrichment factor, EF)評估顯示,棄置區相對於參考點沉積物之銅及鉻(EF>3)有輕微富集,而由沉積物品質準則(sediment quality guidelines, SQGs)及平均影響商數(mean ERM quotient, m-ERM-q)評估顯示,棄置區沉積物對生物產生影響之機率及等級亦有些微提高(7%)。研究結果亦顯示,四個輪拋區僅一區有重金屬略升的情況,此應與高雄港浚泥採輪拋方式進行棄置,使棄置區有足夠時間平衡浚泥棄置之影響。

 

關鍵字:浚泥、海洋棄置、重金屬

作者:陳秋妏/國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系 副教授

   陳志峰/國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系 博士後研究

   董正釱/國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系 教授

↑回目錄

 

海洋環境資訊與污染擴散自動化監測系統
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要

  政府在民國九十一年十一月十三日公佈了「海域環境監測及監測站設置辦法」,以建立實際執行海洋環境保護工作的法令依據,期盼能落實海洋環境保育政策,以保護我們賴以永續發展與利用的海洋環境。一套能提供整體海洋環境資訊的自動化監測系統,已實際應用在高雄二港口外港進行即時觀測作業,此系統包括執行現場監測的Client端及接收並監控資訊的Server端兩大部份,在高雄港二港口外港的Client端,除了提供風速、風向、氣壓、氣溫等氣象基本資料,全球衛星定位座標,更加強了整體性的海洋環境因子監測能力,包括導電度、水溫、鹽度、螢光度、潮位、波浪及海流剖面等資訊。位於國立高雄海洋科技大學海岸水與環境中心內之Server端,可接收Client端各項資料、監控資料狀況、重新設定與傳送參數,以及各項資料的分析與處理。此系統提供之即時海洋環境資訊,可作為科學研究、國土利用、海岸工程規劃、軍事演習、以及海上污染物擴散之緊急應變參考。

 另外,近年來海洋油污染事件時有所聞,由2010年4月22日發生墨西哥灣漏油事件省思,海上溢油處理需有多種方法搭配,才能面對未來多變的溢油事故。本系統利用挪威MIROS公司發展的雷達偵測油污、波浪、海流(Oil Spill Detection,以下簡稱OSD)系統,擷取雷達偵測影像進行影像分析後,可得出海面上油污影響範圍與數量、波浪、平均及區域海流等資料,並能進一步預測短期的油污漂移速度與方向。OSD偵測之油污、波浪、與海流資料,亦能作為OILMAP溢油擴散模擬軟體的輸入參數,預測較長時期的油污擴散情況,提供政府機關或相關單位進行緊急應變參考,以有效的處理油污染事件並減緩油污對海洋環境造成的衝擊。

關鍵字:海洋環境資訊自動化監測系統,Client,Server, OSD,污染擴


作者:張國棟/國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系副教授兼系主任

   邱啟敏/國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系助理研究員

   夏瑞宏/國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系研究助理

   謝佳紘/國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系研究助理

   李淑惠/國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系研究助理

   曾俊傑/國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系研究生

海洋環境污染對軟木軟柳珊瑚之衝擊
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要

  海洋環境的污染是目前人類生存環境所需要面對的重要課題。海洋除了提供休閒、遊憩之功能外,也提供了人類所需的食物與調節氣候的功能。然而由於人為活動的影響,海洋承受了所有來自於陸地開發、建設以及各種固態、液態、氣態廢棄物的輸入,這些各式各樣的污染源,直接或間接的衝擊了近岸與大洋生態環境,也逐漸成為了環境保育人士極為關注的課題。珊瑚礁生態系是世界上生產力最高的生態系之一,除了豐富的生物多樣性,珊瑚礁生長所形成的空間提供了多元的生存棲地與生物的繁養殖場所,讓珊瑚礁區成了近岸生物資源的寶庫。然而這些生長於陸地與大洋生態系交界區的珍貴生物,卻往往是最直接受到人為干擾而受傷的生態系。如何保護珊瑚礁生態系與保育珊瑚,不管是直接的野外研究,或是透過實驗室內的觀察、數據模式的建立及推演,在今日成了海洋生物界研究的熱點。由於珊瑚對於生長環境的要求相當嚴苛,水質、水溫與光線等各種影響珊瑚或其體內共生藻生長的因子都會干擾其健康,任何不利珊瑚生長的環境條件皆可能導致造礁珊瑚之白化、組織受傷或死亡。但由於造礁珊瑚在實驗室環境中培養的研究不容易完成,因此,尋找容易於實驗室環境中培養的珊瑚種類,便成為珊瑚研究的另一個重要方向。本文回顧了過去的許多研究後發現,軟木軟柳珊瑚 (Subergorgia suberosa) 是一種很適合於實驗室環境中進行研究的種類。過去利用這種珊瑚所進行的各種污染研究結果也相當豐富,本文整理了過去相關研究的成果,顯示軟木軟柳珊瑚適合應用於實驗室內的海洋污染相關主題之研究。本研究結果顯示不同的海洋環境污染對軟木軟柳珊瑚(Subergorgia suberosa)的確造成了不同程度的直接或間接之衝擊。

 

關鍵詞:軟木軟柳珊瑚,珊瑚蟲,環境污染,重金屬,熱污染,沉積物與懸浮物,活力,黏液層

作者:曾立鈞/國立台灣海洋大學 海洋生物研究所

   Isani Chan/國立台灣海洋大學 海洋生物研究所

   彭紹宏/國立中山大學 海洋地質及化學研究所

   黃將修*/國立台灣海洋大學 海洋生物研究(通訊作者)       

台灣龜山島海域熱泉湧出的天然污染物對浮游生物所產生之衝擊
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要

 有證據顯示,浮游生物在不同時空尺度上的死亡與滅絕,常起因於浮游生物本身的化學排放物,或自然死亡因素(如:老化、競爭、捕食、疾病),以及人為的污染。大量死亡不僅是環境生物學關注的課題,也可能對漁業與環境帶來巨大衝擊。從地質上的大滅絕到有害藻華(HABs)的定期發生,大量死亡的現象有許多相似處,而且在全球各處愈來愈常見。許多大量死亡現象或許因其發生的情況隨機與不規律,而躲過我們的注意力。這也是為何浮游生物大量死亡的現象至今仍很少被關注的原因之一,其中常常被忽略的包括海洋底層的熱泉噴口(HVs)擴散範圍可能超過 1.5%海底所產生的局部浮游生物大量死亡的效應。我們研究了台灣東北海域(西太平洋)龜山島淺海熱泉噴口處浮游動物的多樣性、豐富度和分佈模式,這些淺海熱泉噴口提供了以往只能於深海中完成的生理生態研究絕佳機會,同時提供了熱泉噴口流出物造成浮游動物的死亡、群聚與族群變化之情形。終生浮游生物直接受噴口噴出物影響,一般而言都遭受死亡的命運,我們因而為浮游生物在噴口上的大量死亡找到證據。

 

關鍵詞:浮游生物、大量死亡、自然污染、熱泉噴口

作者:Hans-Uwe Dahms(譚漢詩)/ Environmental Laboratory, Green Life Science

   Department, Sangmyung University, 7 Hongij-dong, Jongno-gu, Seoul 110-

   743, Korea

   黃將修(Jiang-Shiou Hwang)*/國立台灣海洋大學 海洋生物研究所(通訊作者)

浮游生物在污染環境中的行為研究
(第二十卷第三期-海洋污染、海洋資源)
摘要

 用於監測浮游生物受污染物干擾的行為之生物檢測法(BBAs),已受到相當廣泛的重視。由於污染物在極低濃度下對生物體也可能造成很大的影響,以簡單、具成本效益與可再生的方式來測量亞致命效應的短期生物檢測,是必需的。行為生物檢測提供這樣的測試系統,可以對任何物理(輻射、流體力學和奈米粒子)或化學(農藥、重金屬和有機或無機酸)污染物或環境危害因子的效應進行評估與判斷。這對任何關於物質對生物的毒性效應的陳述與環境健康管理來說都是必須的。行為之生物檢測可以個別利用或合併使用如下的行為模式:例如,運動、攝食、求偶、交配和清理行為等等。行為之生物檢測的優點包括他們對低濃度污染物之敏感度,他們可能可以在低於門檻值下,由行為上顯示出測試生物體之健康度。由於生物體依其敏感度的門檻值差異,在行為表現上有很大的不同,測試生物體的選擇與生物檢測的型態變得相當重要。

 

關鍵詞:污染、行為、檢測、監測、毒理學、壓力反應

作者:Hans-Uwe Dahms(譚漢詩)/ Environmental Laboratory,  Green Life Science

         Department, Sangmyung University, 7  Hongij-dong, Jongno-gu, Seoul 110-

         743, Korea

   吳政翰(Cheng-Han Wu)/國立台灣海洋大學 海洋生物研究所

   黃將修(Jiang-Shiou Hwang)2*/ 通訊作者: Jshwang@mail.ntou.edu.tw

 

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