政院国家科学委员会专题研究计画成果报告.pdf

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1、行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告台灣溫泉水之氧化還原電位研究(2/2)研究成果報告(完整版)計畫類別：個別型計畫編號：NSC95-2116-M-041-001-執行期間：95年08月01日至96年07月31日執行單位：嘉南藥理科技大學環境工程與科學系(所)計畫主持人：陳文福計畫參與人員：大學生-兼任助理：鄭偉志處理方式：本計畫可公開查詢中華民國96年08月03日台灣溫泉水之氧化還原電位研究陳文福嘉南藥理科技大學觀光事業管理系助理教授摘要雖然台灣的溫泉研究，已超過一百年的歷史，對於各地溫泉（超過100處）的地層、產狀、水溫、水質等，都已有基本認識，但是對於溫泉水的氧化還

2、原電位（redoxpotential）及離子對（redoxcouples）還是相當缺乏瞭解，在相關的論文及報告中也都沒有提及，例如硫化氫及銨離子的濃度大都沒有化驗。本研究的主要目的，在於實地量測溫泉源頭之溫泉水的氧化還原電位，並分析溫泉中常見的氧化還原離子，例如銨離子/硝酸鹽離子，硫酸根/硫化氫離子，探討台灣地區溫泉水的氧化還原狀態。本研究採樣的溫泉源頭由北到南有天籟、名流、天祥、未來城、錦屏、虎山、四季、惠來、麒麟峰、泰雅、寶來等共11個溫泉源頭，分屬8個溫泉區，其中5個為自然湧出，6個為鑽井。若以地質分區計，有3個在大屯火山區，3個西部麓山帶，4個在雪山山脈，1個在中央山

3、脈板岩區。研究結果顯示：現地的氧化還原電位（ORP）量測值都小於0mV，顯示溫泉水可能偏向還原狀態，最高值為「天祥」（台北行義路）-23mV，最低值為「虎山」（苗栗泰安）-277mV。研究之溫泉水中普遍含有硫化氫及銨離子，顯示溫泉在源頭區時以還原狀態為主，硫化氫濃度以火山區溫泉最高，濃度都超過5mg/L，源頭中冒出的火山氣體更供應源源不絕的硫化氫。本研究之11個溫泉中有9個含有大於1mg/L的銨離子，以位於沉積岩區的溫泉其銨濃度最高、達54.8mg/L，該溫泉產於井深1500m的深井中。推測銨離子及硫化氫的來源為深部地層，往上湧出時才受到淺部地下水或地面氧氣的氧化，形成硝酸根

4、及硫酸根，還未受氧化的溫泉水應皆為還原狀態，可據以推算其中的微量金屬的價態（例如砷），並可推測湧出後溫泉水被氧化後的改變。關鍵詞：氧化還原、溫泉、台灣、地球化學1THEOXIDANT-REDUCEDPOTENTIALOFHOTSPRINGSINTAIWANWen-fuChenDepartmentofTourismManagement,Chia-NanUniversityABSTRACTRedoxpotentialisoneofthemostimportantparameterforwaterchemistry,whichrepresentstheinteractionofox

5、idizableandreduciblespeciesinwater,rock,sedimentsandbiota.ThepurposeofthisstudyistoexploretheredoxenvironmentofhotspringsinTaiwanbymeasuringORP(oxidation-reductionpotential)inthefieldanddetermines-+concentrationsofcommonlyfoundredoxcouplesinhotsprings,i.e.NO3/NH4,--2HS/SO4.Theresultswillass

6、istinthephysicalandchemicalinterpretationofhotsprings,i.e.traceelementspeciation.Atotalof11hotspringslocatedat8areasweresurveyed,fromnorthtosouthareTien-Lai,Elite,Tian-Hsyang,FutureTown,Jin-Ping,Hu-Shan,FourSeason,BaliNatureSPA,KylinPeak,Atayal,andBaolai.ThevaluesofORPmeasuredarealllessthan

7、0mVandsuggestthehotspringswerereduced.ThehighestvalueofORPis-23mVinTian-Hsyangandthelowestvalueis–277mVinHu-Shan.Highconcentrationsofsulfideandammoniumarethedominatedredoxspeciesinthehotsprings.ThehotspringsofTien-Lai,EliteandTian-Hsyangcontainhighconcen