114 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

核心觀念

本題考水樣採集後的分樣原則、容器潔淨要求及保存條件。同一樣品若檢測項目所需保存方式不同，就應分裝，避免保存劑或保存處理影響其他項目。

鋅、銅屬一般金屬，可共用一瓶水樣；硝酸鹽與生化需氧量（BOD）則須各自分瓶。依《環境樣品採集及保存作業指引》（NIEA-PA102）水質樣品保存表，三者保存要求如下。

解題方法

先按保存方式將檢測項目分組：

1. 鋅、銅：添加硝酸至 $pH<2$，使金屬保持在水樣中，避免沉澱或吸附於容器。
2. 硝酸鹽：暗處、$4^\circ\mathrm{C}$ 冷藏；不得酸化保存，以免影響硝酸鹽—亞硝酸鹽—氨的平衡。
3. BOD：暗處、$4^\circ\mathrm{C}$ 冷藏；不加酸，避免抑制微生物活動而影響需氧量測定。

金屬樣品經酸化後不能再用於硝酸鹽或 BOD；硝酸鹽與 BOD 雖都冷藏，但屬不同檢測樣品，分瓶可避免交互影響並符合分樣保存規範。因此最少採取三瓶樣品。

分項作答

（一）最少樣品數及檢測項目

最少須採取 3 個樣品：

（二）各樣品容器

核心觀念

碘定量法以水中溶氧氧化氫氧化亞錳，生成高價錳氧化物；酸化後，高價錳氧化物將碘離子氧化成碘，再以硫代硫酸鈉滴定。正常測定時，一莫耳氧氣相當於四莫耳硫代硫酸根。

本題兩小題分別考查碘量法中氧化還原干擾造成的偏差方向，以及硫代硫酸鈉溶液的標定物質與反應計量關係。

解題方法

（一）氧化物質的干擾與偏差方向

特定氧化物質會在測定過程中將碘離子氧化成碘分子。這些碘並非由水樣溶氧所產生，卻同樣會被硫代硫酸鈉滴定，因此增加滴定消耗量，使計算出的溶氧量高於實際值，形成正偏差。

可用半反應表示：

氧化物質接受電子，使上述反應往生成碘的方向進行。可用游離氯作示意：

生成的碘再與硫代硫酸根反應：

因此，額外生成的碘會額外消耗硫代硫酸鈉，造成溶氧測值偏高。

（二）一級標準品與標定反應

依 NIEA W422.53B，硫代硫酸鈉滴定溶液以碘酸氫鉀標準溶液標定；碘酸氫鉀為一級標準品。方法使用碘酸氫鉀標準溶液，加入過量碘化鉀並酸化，使碘酸氫根定量釋出碘，再以待標定的硫代硫酸鈉溶液滴定。

釋出碘的反應：

硫代硫酸鈉滴定碘的反應：

核心觀念

本題考查事業廢棄物檢測中的空白樣品分析。空白樣品不含待測物，依不同流程安排分析，用來辨別污染是來自採樣現場、運送過程、採樣設備，還是實驗室分析過程。作答以「事業廢棄物檢測方法總則」所列空白樣品類型及其用途為準；涉及品管規範時，以命題當年（民國 114 年）法規為準。

解題方法

先依空白樣品經過的流程排列，再說明每種空白樣品所監控的污染來源：

核心觀念

NIEA R205.01C 以烘乾前後的重量差計算水分，再將烘乾樣品於高溫爐中灰化，以灰化後殘餘重量計算灰分。可燃分不直接測定，而是由總重量扣除水分與灰分求得。

令 $W_1$ 為烘乾前樣品重、$W_2$ 為 $105\pm5^\circ\mathrm{C}$ 烘乾後樣品重、$W_3$ 為 $800\pm50^\circ\mathrm{C}$ 灰化後樣品重，計算式為：

（一）測定方法概要

將粉碎至粒徑 $1\ \mathrm{mm}$ 以下的廢棄物樣品稱重，置於已稱重的坩堝中，以 $105\pm5^\circ\mathrm{C}$ 烘乾 2 小時，冷卻後稱重；重複乾燥與稱重，直到前後兩次重量差小於 $0.005\ \mathrm{g}$，據以計算水分。

接著將烘乾後的樣品與坩堝置於 $800\pm50^\circ\mathrm{C}$ 高溫爐中加熱燃燒 3 小時，冷卻後稱重。灰化後的殘餘重量用來計算灰分；可燃分則以 $100\%$ 扣除水分與灰分求得。

（二）水分

題目中的重量均已扣除坩堝重量，代入水分公式：

核心觀念

重鉻酸鉀迴流法測定 COD 時，水樣中的氯離子會在強酸條件下造成正干擾，使測得 COD 偏高。三種方法的選擇主要看兩項：樣品的水質種類與氯離子濃度，以及COD 濃度範圍。

一般原理是加入過量重鉻酸鉀氧化水中可氧化物質，再以硫酸亞鐵銨滴定剩餘的重鉻酸鉀；重鉻酸鉀消耗量換算為氧當量，即為 COD。氯離子較高時，須採用能去除鹵離子干擾的方法。

解題方法

依序判斷：

1. 是否為海水，且 COD 是否在 W514 適用範圍內。
2. 氯離子是否達 $2{,}000\ \mathrm{mg/L}$，以判斷是否適用 W516。
3. 若氯離子低於 $2{,}000\ \mathrm{mg/L}$，且樣品種類符合一般水樣範圍，使用 W515。

（一）三種方法適用樣品種類

1. NIEA W514：海水中化學需氧量檢測方法

適用於 COD 濃度 $20\ \mathrm{mg/L}$ 以下的海水樣品。海水含有高濃度鹽分，需採取適合海水基質的處理方式；此方法的適用 COD 範圍限於低濃度樣品。

2. NIEA W516：含高濃度鹵離子水中化學需氧量檢測方法

適用於：

• 海水；以及
• 氯離子濃度 $\geq 2{,}000\ \mathrm{mg/L}$ 的飲用水水源、地面水體、地下水體、放流水及廢（污）水。

方法先以濃硫酸處理水樣，使氯離子形成氯化氫，再由氫氧化鈣吸收，並配合硫酸汞等試劑去除干擾。若鹵離子濃度超過方法規定，須適當稀釋；若 COD 大於 $160\ \mathrm{mg/L}$，也須稀釋至小於 $160\ \mathrm{mg/L}$。

3. NIEA W515：水中化學需氧量檢測方法

適用於 氯離子濃度小於 $2{,}000\ \mathrm{mg/L}$ 的飲用水水源、地面水體、地下水體、放流水及廢（污）水。