112 公務人員升官等薦任 環境檢驗 水質檢驗與廢棄物檢驗 考古題詳解
第 一 題25 分
某一實驗室分析人員欲檢測水中總氮濃度,利用離子層析法測得樣品中硝酸鹽濃度為 ,亞硝酸鹽濃度為 ;再利用靛酚比色法測得樣品中氨氮濃度為 ,以及利用水中凱氏氮檢測方法測得樣品中總凱氏氮濃度為 。
請計算水中總氮及有機氮之濃度。
原子量:;;。
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核心觀念
總氮以氮元素的質量濃度表示,包含硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮及總凱氏氮:
總凱氏氮包含氨氮與有機氮,因此:
題目給的硝酸鹽、亞硝酸鹽濃度是以離子質量表示;計算總氮前須換算為以氮計的濃度。氨氮與總凱氏氮則已是以氮計的濃度。
解題方法
硝酸根離子 的分子量為:
因此硝酸鹽氮濃度為:
亞硝酸根離子 的分子量為:
因此亞硝酸鹽氮濃度為:
將各含氮項目換算至以氮計後相加:
第 二 題25 分
定容器皿為分析實驗室重要的定容器材。為確保定容器皿體積的正確性,檢驗室應使用 A 級定容器皿,且訂定校正程序及校正週期。請詳述:
(一) 定容器皿之校正時機及校正比例?(15 分)
(二) 列舉 2 類屬於 To Contain(TC)的定容器皿。此類定容器皿校正前是否需乾燥?(5 分)
(三) 列舉 2 類屬於 To Deliver(TD)的定容器皿。此類定容器皿校正前是否需乾燥?(5 分)
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核心觀念
本題依據環境檢驗室的《環境檢驗器皿清洗及校正指引》(NIEA-PA106),考查定容器皿的校正時機、抽校比例,以及兩種校正用途:
- To Contain(TC,含容式):校正器皿內所含的液體體積,例如量瓶、量筒。
- To Deliver(TD,移出式):校正器皿移出的液體體積,例如移液管、滴定管。
校正前器皿都須清洗乾淨;TC 須乾燥,TD 則不必乾燥。依指引,水的質量以重量法測定,再換算為 時的體積。
解題方法:先整理校正時機與比例
依指引表一,校正時機及比例如下:
| 校正時機 | 校正比例 |
|---|---|
| 新購入 A 級定容器皿 | 抽校,比例由檢驗室自行訂定;附有校正證明者得免抽校 |
| 新購入 B 級定容器皿 | 全數校正 |
| 定容器皿可能產生體積變化時 | 預期會產生變化的器皿全數校正 |
| A 級定容器皿每年定期校正 | 由檢驗室自行訂定,至少校正 10%;若有不符合規定,則全數校正 |
| B 級定容器皿每年定期校正 | 全數校正 |
| 滴定管每年定期校正 | 全數校正 |
(一)定容器皿之校正時機及校正比例
第 三 題25 分
請說明再生粒料環境用途溶出程序(NIEA R222.11C)之方法概要及適用範圍,並說明自採樣到萃取,樣品中汞、其他金屬、六價鉻、氟鹽之保存期限各為幾日?
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核心觀念
本題考查 NIEA R222.11C《再生粒料環境用途溶出程序》的方法目的、適用樣品、溶出操作原理,以及表列的「自採樣到萃取」保存期限。方法用來評估再生粒料在環境用途情境下,待測物由固體粒料溶出的情形;檢測所得為萃取液中的溶出濃度,不是粒料中待測物的總含量。
本題法規時點以命題當年(民國 112 年)為準。R222.11C 依《廢棄物清理法》第 75 條訂定,自民國 112 年 3 月 15 日生效。
方法概要與適用範圍
方法概要
先依方法規定採集粒料樣品,充分混合後以四分法縮分並密封保存。萃取前以標準篩測定樣品最大粒徑;若最大粒徑超過 53 mm,須先破碎,再依粒徑選取規定的最小樣品量。
將樣品薄層平鋪於萃取容器底部,加入樣品量 10 倍的萃取液。萃取液以試劑水調整至 pH 5.8~6.3;容器置於攪拌裝置,以約 200 rpm 攪拌 6 小時。萃取後依方法規定處理萃取液,再檢測各待測物,以判定粒料的溶出特性。
因此,作答時要抓住三個核心數值:萃取液 pH 5.8~6.3、液固比 10:1、攪拌約 200 rpm 持續 6 小時。
適用範圍
第 四 題25 分
請說明一般廢棄物(垃圾)分析,下列各項成分所需檢測的項目。每小題 5 分,共 25 分。
(一) 可燃物(濕基)
(二) 不燃物(濕基)
(三) 三成分
(四) 元素分析(乾基)
(五) 發熱量
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核心觀念
本題考垃圾性質分析的三個層次:
- 物理組成:將垃圾按外觀與材質分類,計算各類在原始垃圾中的重量百分比;本題(一)、(二)指定為濕基。
- 化學組成:測定垃圾的水分、灰分、可燃分,以及元素含量。
- 發熱量:測定或換算垃圾燃燒可釋出的熱量,並註明採用濕基或乾基,以及高位或低位發熱量。
濕基以未乾燥的原始垃圾重量為基準;乾基則以去除水分後的重量為基準。物理組成各分類的重量百分比合計應為 ;三成分(水分、灰分、可燃分)合計亦為 。
解題方法
依題目所列項目辨別分析類型,再分別列出物理分類、化學成分或熱值種類。尤其須注意:物理組成的「可燃物/不燃物」是按材料分類;三成分的「可燃分/灰分/水分」則是化學分析結果,不可混為一談。
(一)可燃物(濕基)
作濕基物理組成分類,記錄下列類別的重量及其占原始垃圾總重量的百分比:
- 紙類
- 纖維布類
- 木竹、稻草、落葉類
- 廚餘類
- 塑膠類
- 皮革、橡膠類
- 其他可燃物,含 以下雜物
各類濕基重量百分比可表示為:
可燃物合計為以上各類百分比之和。
(二)不燃物(濕基)
同樣作濕基物理組成分類,記錄:
- 鐵金屬類
- 非鐵金屬類
- 玻璃類
- 其他不燃物,如陶瓷、砂土塊
各類重量百分比以原始垃圾總濕重為分母。不燃物合計加上可燃物合計,應為 ;若未合計為 ,應檢查是否有分類遺漏或秤量紀錄錯誤。
(三)三成分
三成分為水分、灰分、可燃分,通常以垃圾樣品進行化學分析:
- 水分:以乾燥前後重量差測定,一般廢棄物垃圾水分測定方法為 NIEA R213.21C。
- 灰分:樣品經高溫灰化後,以殘留灰分重量計算。
- 可燃分:由灰化前乾燥樣品重量扣除灰分重量求得。
若以原始樣品重量 、乾燥後重量 、灰化後灰分重量 表示,則: