臺灣博碩士論文加值系統

第一部份：
微波在環境上的應用非常廣泛，如微波消化法，以微波代替加熱板固態樣品前處理，快速消化後立即分析樣品之金屬成份。微波加熱主要優點在於試劑量少、時間短、操作方便。本研究為使用密閉式家用微波爐(Closed Vessel)及開放式聚焦微波爐(Open Focus)，以無汞添加方式微波消化後，偵測廢水中化學需氧量為實驗組，行政院環保署新公告水質檢驗方法“水中化學需氧量檢測方法-密閉迴流滴定法(密閉式電熱板加熱消化法)”，為對照組。密閉式家用微波爐由適當微波條件對品管樣品回收率達98.3﹪，標準偏差為1.8﹪；開放式聚焦微波爐經適當微波條件後回收率可達98.7﹪，標準偏差為1.2﹪。以三種方法進行不同事業別、不同稀釋比之真實水樣COD量測並比較，密閉式家用微波爐加熱消化法與密閉式電熱板加熱消化法(測定化學需氧量之比值為0.7956；R2 =0.9458)；開放式聚焦微波爐加熱消化法與密閉式電熱板加熱消化法(測定化學需氧量之比值比值為0.7464；R2 =0.9362)；開放式聚焦微波爐加熱消化法與密閉式家用微波爐加熱消化法(測定化學需氧量之比值比值為0.9360；R2=0.9795)。結果顯示：無汞添加微波加熱方式替代傳統電熱爐加熱方式是可行的，兩種微波方法偵測值差異不大。
第二部份：
台灣地區地處亞熱帶地區，氣候溫暖(20-37℃)且高相對溼度(65﹪-90﹪)，大氣中污染物常隨雨、霧降落至地面，酸雨及酸霧造成環境衝擊與傷害。藉酸沈降人工監測站之監測資料，可了解該地區空氣品質及管制污染源排放之成效。
本研究是探討酸雨自動監測儀(Acid Rain Monitor;AR-10N;KIMOTO)，監測降雨之物理特性包括降雨溫度、降雨強度、降雨量、降雨延時、降雨電導度、降雨濁度；監測降雨之化學特性包括降雨酸鹼度、降雨硫酸根濃度(SO42-)、降雨硝酸根濃度(NO3-)。並做相互間比較，求得該場降雨之特性。
利用連續式酸沈降採樣裝置(Rain And Dustfalls Sampler；US-400；小笠原)，降雨採總量收集及初始批次收集，收集後以實驗室儀器(pH Meter、E.C. Meter、UV)分析，分析結果再與酸雨自動監測儀監測資料做平行比對，評估酸雨自動監測儀監測降雨之效能。
結果顯示：酸雨自動監測儀分析雨水中pH、電導度、溫度有良好的效果；酸雨自動監測儀分析雨水中濁度、硫酸根、硝酸根效果較差，原因可能是氣泡干擾、現場環境因素不易控制、利用UV方法量測變異性較大及儀器本身問題需改進。
探討雨水中陰陽離子是以離子層析儀(I.C.Simadzu)分析，分離管柱採用單管柱系統，物種經析離後再以電導度偵測器量測，偵測雨水離子成份有很好效果。分析中壢地區之初始降雨，結果顯示雨水酸化情況非常明顯，其中離子成份分析又以硫酸根(SO42-)、硝酸根(NO3-)為主要致酸成份，降雨酸鹼度範圍為pH 4~7，硫酸根與硝酸根之濃度比值約1∼5。

Ⅰ. Determination of the Chemical Oxgen Demand in the Wastewater Using Microwave Energy — The Comparison Between the Closed Method And the Open Focus Reflux Method.
In environmental analytic chemistry microwave-assisted methods for sample preparation have been increased rapidly in recent years .The closed vessel method and open focus reflux method were used for the determination of chemical oxygen demand (COD) in the digestion-oxidation step which was by using microwave energy.
The goals of this study are to develop the mercury-free microwave assisted,digestion for COD determination and to compare between the open focus microwave and the closed vessel sample preparation methods.
The optimized conditions for the closed vessel method are： sample, 5ml； sulfuric acid(0.55﹪Ag+), 7ml；0.0705M silver nitrate,1ml； 0.0417M potassium dichromate, 2ml； power(using domestic microwave oven): 512 W, reaction time: 5mins. The optimized conditions for the open focus reflux method are： sample, 5ml； sulfuric acid(0.55﹪Ag+), 7ml；0.0705M silver nitrate,1ml； 0.0417M potassium dichromate, 2ml； power(using open focus microwave oven): 300W, reaction time: 5mins. The average recovery of the closed vessel method for quality control samples were 98.3﹪and S. D. 1.8﹪.The average recovery of the open focus reflux method for quality control samples was 98.7﹪and S. D. 1.2﹪The ratio between COD values, determined by the open focus method and the closed vessel methods is 0.9360. The results show that both methods are comparable.
Ⅱ. Determination the Efficiency of Detection Chemical and Physical Components for the Rainwater in Chung-Li Area by Acid rain Automatic Monitoring.
The aims of this study are to characterize the rainfalls by physical and chemical parameter Chung-Li area and to compare the data from acid rain monitor with the results obtained in the laboratory.
The physical and chemical parameters included temperature, rainfalls intensity, electrical conductivity, turbidity, pH value cation concentration (Na+,K+,NH4+,Ca2+,Mg2+) and anion concentration( Cl-,NO3-,SO42-).The results showed that the pH values, temperature, rainfalls intensity and electrical conductivity were very good as compared with that from the lab. However, the sulfate and nitrate by acid rain monitor, s spectrophotometer were poor probably because of bubbles and contamination in the line .
Ion chromatography with conductivity detector has been used to determine cations and anions separately. The nitric acid solution(0.5mM) was used with cation-exchange column (MCI GEL SCK01) having low cation exchange capacities. The dilute 3mM Vanillin Acid and 2.8mM N-Methydiethanolamine(pH6.2) have been the main eluent species used for anions.
The result shows the range of ratios (SO42 /NO3-)was 1~5 and the range of pH values were 4~7 for the rainwater in Chung-Li area.

目 錄
第一部份：微波消化偵測廢水中化學需氧量之研究-開放式聚焦法與密閉式之比較
謝誌Ⅰ
中文摘要Ⅱ
英文摘要Ⅳ
目錄Ⅵ
表目錄Ⅸ
圖目錄VI
第一章 緒論1
1.1 前言1
1.2 研究緣起2
1.3 研究內容及目的2
第二章 文獻回顧4
2.1 化學需氧量4
2.1.1 化學需氧量定義4
2.1.2 化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)及總有機碳
(TOC)的相關聯性4
2.1.3 檢測物質化學需氧量的限制6
2.1.4 銀、汞及鉻的毒性7
2.1.5 化學需氧量的催化劑8
2.2 化學需氧量之干擾10
2.3 化學需氧量之測定方法14
2.3.1 重鉻酸鉀法14
2.3.2 高錳酸鉀法17
2.4 微波加熱法17
2.4.1 微波原理17
2.4.2 微波簡介18
2.5 田口氏直交表法20
第三章 實驗材料、設備與方法25
3.1 實驗藥品與試劑25
3.1.1 化學需氧量標準溶液25
3.1.2 化學需氧量測定試劑26
3.1.3 氯鹽測定試劑27
3.2 密閉式滴定法28
3.3 開放式聚焦微波加熱消化法31
3.4 密閉式家用微波爐微波加熱消化法34
3.5 傳統重鉻酸鉀迴流法39
3.6 化學需氧量計算方法、干擾與品質管制41
3.7 氯鹽測定流程43
3.8 田口式正交法尋求實驗最佳條件44
第四章 結果與討論46
4.1 利用微波消化水樣檢測化學需氧量46
4.1.1 微波加熱消化KHP人工水樣檢測COD46
4.1.2 微波條件的決定47
4.1.3 微波加熱消化APG盲樣量測COD51
4.1.4 密閉式與開放式器壁損失及散逸損失的比較53
4.2 氯鹽對化學需氧量測定的干擾效應55
4.2.1 銀離子、汞離子對氯鹽干擾抑制55
4.2.2 微波加熱法的氯鹽干擾效應59
4.3 無汞添加微波法量測水樣COD可行性61
4.3.1 時間對氯鹽干擾的影響61
4.3.2 重鉻酸鉀濃度對氯鹽干擾的影響62
4.3.3 不同COD值對相同氯鹽干擾的影響64
4.3.4 相同COD值對不同氯鹽干擾的影響66
4.4 真實水樣COD量測68
4.4.1 最佳微波條件之尋求68
4.4.2 真實樣品採樣、保存及分析檢驗品質管制73
4.4.3 真實水樣來源及COD分析方法76
4.4.4 不同方法分析真實水樣COD之比較77
4.5 方法偵測極限79
第五章 結論與建議84
參考文獻88
附錄92
第二部份：自動連續監測降雨組成份及物理特性效能分析之初步研究
目 錄
中文摘要Ⅰ
英文摘要Ⅱ
目錄XIII
表目錄ⅩⅤ
圖目錄ⅩⅦ
第一章 前言96
1.1 研究緣起96
1.2 研究目的97
1.3 研究範圍97
第二章 文獻回顧100
2.1 酸雨的定義100
2.2 酸雨之危害與現況101
2.3 酸沈降的原因101
2.4 雨水樣品採樣時間的比較108
2.5 雨水中重要組成物質之特性探討110
2.6 雨水分析織品保品管工作111
第三章 實驗方法與設備114
3.1 採樣方法114
3.2 採樣及自動監測實驗設備介紹115
3.3 酸雨自動採樣及監測器量測原理與校正程序119
3.4 硝酸根分析方法122
3.5 硫酸根分析方法128
3.6 離子層析132
3.6.1 分離的原理132
3.6.2 管柱(Column)和流洗液(Eluent)的選擇132
3.6.3 陰離子分離管柱(MCI GEL SCA04 Column) 134
3.6.4 陽離子分離管柱(MCI GEL SCA01 Column)136
第四章 結果與討論139
4.1 酸雨自動監測儀準確度探討(Acid Rain Moniter)139
4.1.1 酸鹼度計(pH Meter)139
4.1.2 電導度計(E.C. Meter)檢出準確度探討141
4.1.3 硝酸根(NO3-)檢出準確度探討141
4.2 利用紫外光分光光度法分析水樣中硝酸鹽含量144
4.2.1 背景探討144
4.2.2 檢量線製作144
4.3 利用酸雨自動監測儀器監測雨水149
4.4 離子層析分析水樣中離子成份155
4.4.1 陽離子檢量線的製作155
4.4.2 管柱效率測試155
4.4.3 陰離子檢量線的製作159
第五章 結論與建議164
參考文獻166

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