114 地方特考三等 環境檢驗類科 水質檢驗 考古題詳解

核心觀念

本題考查以品管實驗評估水質分析方法的準確度。準確度是測定結果接近真值的程度，常以標準品或已知濃度查核樣品的分析結果，檢視系統性偏差。

常用的實驗是添加標準品回收率試驗：在水樣中加入已知量的待測物標準品，再依完整分析程序測定，確認方法能否回收已知添加量。

解題方法

取同一水樣分成未添加與添加標準品兩份，兩份都依相同的前處理及分析步驟測定。扣除未添加水樣原有的待測物後，計算添加量的回收率：

其中，各濃度應以相同單位表示；若加標前後體積不同，須先校正稀釋或體積變化。

回收率的可接受範圍應優先依該檢測方法或品管規定判定。若方法未訂定，一般可用 80%～120% 作為準確度的參考範圍。結果落在範圍內，表示方法的準確度符合該判定準則；

核心觀念

河川污染指數（River Pollution Index, RPI）是將河川四項水質檢測結果分別換算成污染點數，再取算術平均，用來概括表示河川的污染程度。RPI 越高，代表整體污染程度越嚴重；指數範圍為 1 至 10。

計算項目為：

• 溶氧量（DO，mg/L）：水中可供水生生物利用的溶解氧。DO 越低，通常表示水體供氧不足或耗氧污染較嚴重。
• 生化需氧量（BOD₅，mg/L）：微生物分解水中可分解有機物所消耗的氧量。BOD₅ 越高，表示可分解有機污染物越多，耗氧負荷越大。
• 懸浮固體（SS，mg/L）：水中懸浮的固體物質。SS 越高，表示懸浮粒子越多，可能降低水體透明度、影響水生生物，並在沉積後改變河床環境。
• 氨氮（NH₃-N，mg/L）：以氮計的氨及銨相關含氮物質。氨氮升高常表示生活污水、畜牧廢水或含氮有機物分解等污染影響；濃度過高也可能對水生生物造成毒性。

解題方法

先依各項檢測值對照污染級別，分別給予點數，再將四項點數加總除以 4：

其中 $S_i$ 為第 $i$ 項水質項目的污染點數。各項的污染級別與點數如下：

核心觀念

重鉻酸鉀迴流法是以已知過量的重鉻酸鉀氧化水樣中可被氧化的物質，再用硫酸亞鐵銨滴定反應後剩餘的重鉻酸鉀。由重鉻酸鉀消耗量換算成氧當量，即為化學需氧量（COD）。

重鉻酸根在酸性條件下被還原成三價鉻，其半反應為：

每莫耳重鉻酸根接受 6 莫耳電子，相當於消耗 1.5 莫耳氧氣，因此可依重鉻酸鉀消耗量換算為氧氣當量。

解題方法與藥劑作用

1. 重鉻酸鉀：氧化劑 重鉻酸鉀提供重鉻酸根，在強酸及加熱迴流條件下氧化水樣中的有機物及其他可被氧化物質。加入量須過量，確保水樣中的可氧化物質能充分反應；未反應的部分留待後續滴定。

2. 硫酸亞鐵銨：還原滴定劑 硫酸亞鐵銨中的亞鐵離子 $\mathrm{Fe^{2+}}$ 會將剩餘重鉻酸根還原成 $\mathrm{Cr^{3+}}$，自身則氧化成 $\mathrm{Fe^{3+}}$：

以硫酸亞鐵銨滴定殘餘重鉻酸鉀，可間接求出水樣消耗的重鉻酸鉀量。

3. 大量硫酸：提供強酸性反應介質 重鉻酸根的氧化能力與反應進行程度受酸度影響。

核心觀念

MLSS（混合液懸浮固體）是活性污泥混合液中，經濾紙截留並在 $103\sim105^\circ\mathrm{C}$ 烘乾後的懸浮固體總量，包含有機性與無機性固體。MLVSS（混合液揮發性懸浮固體）則是同一批懸浮固體經高溫灼燒後，因灼燒而減少的質量，通常用來估算混合液中的有機性固體及微生物量。

本題核心是重量分析中的「乾燥測懸浮固體、灼燒測揮發性固體」：先量得 MLSS，再將乾燥後的濾紙與殘渣灼燒，依灼燒前後質量差求 MLVSS。MLVSS 是有機物含量的操作性指標，並非純粹的活微生物質量。

解題方法

檢測步驟

1. 濾紙預處理與稱重 取玻璃纖維濾紙，以去離子水洗滌，烘乾至恆重，置於乾燥器冷卻後稱重，記為 $W_0$。

2. 過濾定量混合液樣品 將均勻混合的活性污泥樣品量取一定體積 $V$，以真空抽氣通過已知重量的濾紙。以少量去離子水洗滌濾紙上的殘渣，去除可溶性物質。

3. 烘乾測定 MLSS 將濾紙及殘渣在 $103\sim105^\circ\mathrm{C}$ 烘乾至恆重，置於乾燥器冷卻後稱重，記為 $W_1$。懸浮固體質量為 $W_1-W_0$。

4. 灼燒測定 MLVSS 將烘乾後的濾紙及殘渣移入已知重量的坩堝，在約 $550^\circ\mathrm{C}$ 灼燒至恆重；冷卻後稱重，記錄灼燒後殘留固體質量（扣除坩堝及濾紙空白後）。灼燒前後的質量差，即為揮發性懸浮固體質量。

計算公式

若以 mg 稱量、樣品體積以 mL 計：