綠色標記為正解
- Apr 29 Wed 2020 15:03
分散式發電發展趨勢
- Apr 29 Wed 2020 11:16
促進綠色能源的流動性-再生能源電力憑證(REC)制度
綠色標記為正確答案
- Apr 29 Wed 2020 10:32
網路時代下：節能商機探詢
綠色標記為正確解答
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1. 以下論述是否正確?物聯網為達成智慧製造的重要手段。
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2. 物聯網發展趨勢以下何者論述正確?
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3. 美國能源效率經濟委員會將智慧製造區分四個領域以下何者正確?
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4. 本影片中所提預估2022年全世界將有多少個聯網設備?
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5. 以下那個說明不在本影片的講述範圍內?
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- Apr 27 Mon 2020 09:41
智慧電網市場現況與趨勢
綠色標記為正確答案
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1. 以下論述是否正確?只要落實AMI佈建的電網就是智慧電網。
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2. 以下何項為調節電力供需不可或缺的重要措施?
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3. 以下論述是否正確?智慧電網技術門檻低，又是重要方向政府應鼓勵大量投資。
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4. 以下論述是否正確?巨量資料應用於智慧電網領域已成趨勢，是否找到恰當營運模式仍是挑戰。
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5. 以下論述是否正確?電網的架構為:發電-輸電-配電-用電
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- Apr 21 Tue 2020 14:38
工業技術研究院點廢成金技術，創造產業新機
綠色標記為正確答案
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1.
運用「廢液晶面板再利用處理系統」不僅環保且不浪費，大幅降低成本，幫助台灣開創嶄新的綠色經濟模式，成為3C產業的循環經濟新典範。請問每年預估將為面板廠商省下多少錢?
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2.
國內北從新竹南到屏東沿海地區，當地牡蠣養殖留下的蚵殼堆積如山，每年廢牡蠣殼數量達10至14萬噸不僅占用空間造成環境髒亂，也容易孳生蚊蟲。工研院與台糖公司合作，以廢殼提煉出碳酸鈣，透過加工升級製成實用品出售，預計每年可回收5萬公噸的量，2023年碳酸鈣市場將達新台幣129億元，賦形劑市場則達2,559億元；既能解決廢棄物的問題，也為農漁業創造嶄新的商業模式，改善蚵農的收入。此敘述是否為真?
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3.
牡蠣殼可萃取高純度的碳酸鈣，可以多元化應用於
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4.
全球每年產出8-10億片液晶面板，台灣製造液晶面板占全球近3成，全球每年產生的廢棄液晶面板高達8,000噸，已是全球各國的痛點，請問廢液晶面板會造成危害環境主要材質，有哪些?
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5.
利用沼渣有機肥料已獲得農委會肥料登記證－「東農牌8號有機質肥料」並通過國產有機質肥料品牌，可於嘉義縣東石合作農場購買。此敘述是否為真?
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6.
廢棄豆渣利用循環技術將豆渣加水稀釋，降至鹽分，接著加入適當菌種，讓豆渣繼續發酵成適合金花石蒜吸收的胺基酸培養液，請問需要花多久時間?
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| 配分：[10.00] | 得分： |
7.
廢棄豆渣含有大量胺基酸若適當轉化是輔助金花石蒜吸收的培養液，且金花石蒜的根部能提練出Galantamine成分，可治療輕中度的阿茲海默症並已由美國食品藥品管理局(FDA)核淮為治療用藥之一。此敘述是否為真?
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| 配分：[10.00] | 得分： |
8.
政府近年為解決畜牧業廢水排放、掩埋或焚燒等環境污染問題，推動畜物糞尿厭氧醱酵產生之沼液渣作業農地肥分使用。工研院研發團隊將沼渣透過「高效厭氧醱酵」技術，將其中有機物質大量轉換為沼氣，氮與磷則存留於沼渣以及沼液中，並將沼渣發料與農業其他廢棄資材依特殊配方製成有機質肥料及菇蕈栽培基質，施用於農作物也可避免施用大量化學肥料對環境造成破壞。此敘述是否為真?
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| 配分：[10.00] | 得分： |
9.
為杜絕產業製程二次汙染，工研院研發何種技術系統可萃取出液晶所做的顯示器色彩效果與市面成品相比不分上下?
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| 配分：[10.00] | 得分： |
10.
經濟部能源局專案計畫推動下，在「木質纖維素解聚技術」中，木質纖維素所生產的水解醣，除了能替代石油還可應用到哪些民生應用與工業材料製程?
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| 配分：[10.00] | 得分： |
1.
政府近年為解決畜牧業廢水排放、掩埋或焚燒等環境污染問題，推動畜物糞尿厭氧醱酵產生之沼液渣作業農地肥分使用。工研院研發團隊將沼渣透過「高效厭氧醱酵」技術，將其中有機物質大量轉換為沼氣，氮與磷則存留於沼渣以及沼液中，並將沼渣發料與農業其他廢棄資材依特殊配方製成有機質肥料及菇蕈栽培基質，施用於農作物也可避免施用大量化學肥料對環境造成破壞。此敘述是否為真?
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2.
國內北從新竹南到屏東沿海地區，當地牡蠣養殖留下的蚵殼堆積如山，每年廢牡蠣殼數量達10至14萬噸不僅占用空間造成環境髒亂，也容易孳生蚊蟲。工研院與台糖公司合作，以廢殼提煉出碳酸鈣，透過加工升級製成實用品出售，預計每年可回收5萬公噸的量，2023年碳酸鈣市場將達新台幣129億元，賦形劑市場則達2,559億元；既能解決廢棄物的問題，也為農漁業創造嶄新的商業模式，改善蚵農的收入。此敘述是否為真?
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3.
全球每年產出8-10億片液晶面板，台灣製造液晶面板占全球近3成，全球每年產生的廢棄液晶面板高達8,000噸，已是全球各國的痛點，請問廢液晶面板會造成危害環境主要材質，有哪些?
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4.
全球有不少研究機構都在進行木質纖維素的解聚開發與應用研究，目的可以將植物解聚成醣，再將醣透過醱酵轉換成乙醇(酒精)，加入汽油中供車輛使用，替代局部傳統汽油，能減少碳排放量及永續綠能源發展。此敘述是否為真?
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| 配分：[10.00] | 得分： |
5.
廢棄豆渣利用循環技術將豆渣加水稀釋，降至鹽分，接著加入適當菌種，讓豆渣繼續發酵成適合金花石蒜吸收的胺基酸培養液，請問需要花多久時間?
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| 配分：[10.00] | 得分： |
6.
廢棄豆渣含有大量胺基酸若適當轉化是輔助金花石蒜吸收的培養液，且金花石蒜的根部能提練出Galantamine成分，可治療輕中度的阿茲海默症並已由美國食品藥品管理局(FDA)核淮為治療用藥之一。此敘述是否為真?
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| 配分：[10.00] | 得分： |
7.
為杜絕產業製程二次汙染，工研院研發何種技術系統可萃取出液晶所做的顯示器色彩效果與市面成品相比不分上下?
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| 配分：[10.00] | 得分： |
8.
牡蠣殼可萃取高純度的碳酸鈣，可以多元化應用於
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9.
運用「廢液晶面板再利用處理系統」不僅環保且不浪費，大幅降低成本，幫助台灣開創嶄新的綠色經濟模式，成為3C產業的循環經濟新典範。請問每年預估將為面板廠商省下多少錢?
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10.
經濟部能源局專案計畫推動下，在「木質纖維素解聚技術」中，木質纖維素所生產的水解醣，除了能替代石油還可應用到哪些民生應用與工業材料製程?
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- Apr 21 Tue 2020 11:24
公文寫作與習作(講座：沈西麟老師)
綠色標記為正確答案
- Apr 20 Mon 2020 15:28
環境政策
綠色標記為正確答案
| 標準答案 學生答案 | |||
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1.
空氣品質指標（AQI）的數值在那個範圍屬「對所有族群不健康」：
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2. 依照環保署的統計，真正對環境有重大影響之虞的開發行為只占20%，但此類開發行為對環境所造成的影響卻有可能高達80%。
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3. 環保署公告之「限制含塑膠微粒之化粧品與個人清潔用品製造、輸入及販賣」規範不得添加之塑膠微粒指的是粒徑 毫米（mm）以下者：
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| 配分：[5.00] | 得分： |
4. 依《環境影響評估法》規定，開發單位於通過環境影響說明書或評估書審查，並取得目的事業主管機關核發之開發許可後，逾三年始實施開發行為時，應提出 ，送主管機關審查：
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5. 依據《環境基本法》第2條之定義，環境係指「影響人類生存與發展之各種天然資源及經過人為影響之自然因素總稱」。
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6. 下列何者不屬於「低碳永續家園認證評等」之實施對象：
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7. 《溫室氣體減量及管理法》規範之國家溫室氣體長期減量目標為：
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8. 《溫室氣體減量及管理法》定義之溫室氣體不包括：
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9. 台灣地區的細懸浮微粒PM2.5污染都是境內固定源的原生污染物直接排放。
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10. 下列何者不屬於民國107年擴大管制購物用塑膠袋之管制對象：
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11. 臺灣地區運轉中的都市生活垃圾焚化廠總計有 座。
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12. 依據環保署的估計，民國107年擴大管制購物用塑膠袋後，預期每年約可再減少15億個購物用塑膠袋。
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13. 畜牧糞尿經厭氧發酵後，產生沼液、沼渣及沼氣資源利用，不僅可以回收氮肥及能源，也可改善河川環境品質。
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14. 現行負責毒性化學物質管理之環保署下屬單位為：
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15. 依據《廢棄物清理法》之規定，一般廢棄物之回收、清除、處理由中央主管機關為之。
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16. 垃圾焚化廠焚化底渣於清除運輸時仍應以GPS追蹤管制其運輸路徑。
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17. 依國際慣例，每年的4月22日訂為世界海洋日。
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18. 空氣品質指標（AQI）的副指標不包括：
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19. 環保署於民國107年起逐步啟動化粧品及個人清潔用品塑膠微粒之管制措施。
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20. 為改善水體水質，環保署自民國104年起分階段開徵水污染防治費。
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- Apr 20 Mon 2020 11:26
覓新機-循環經濟下稀貴金屬再利用機會探討
綠色標記為正確答案
- Apr 16 Thu 2020 11:25
核，不核；核不，核
綠色標記為正解
- Apr 16 Thu 2020 10:07
兩岸新形勢下的國防安全戰略-林文程
綠色標記為答案
- Apr 16 Thu 2020 09:34
考古題詳解：97年高考3等 環境檢驗 水質檢驗
一、移液管（Pipette）上標示“5 in 1/10 ml, TD 20°C”，請說明其意義。
解：
Specifications on a pipette as shown above indicate that the pipette is calibrated in 1/10ml divisions and will deliver up to 5.0 ml within published tolerance levels at 20oC.
二、請解釋為何酸度不存在於pH 大於8.5 的水樣中？另說明pH 與酸度之主要不同點為何？
解：
(一)對於水體而言，酸度係指水溶液中和鹼的能力（中和至當量點的能力），大多數的自然水體、家庭廢水及部分工業廢水，主要均是二氧化碳─碳酸系統所緩衝，當pH>8.5（pH = 8.3為甲基橙指示劑的滴定終點），水中的物種大部分為CO32-與OH-不具有中和鹼的能力，故酸度不存在。
(二)氫離子濃度指數（pH）定義為
，係為表示水中氫離子濃度的一種方式，常用來表示水溶液在特定溫度下的酸鹼性，與酸度代表水溶液中和鹼的能力不同。
三、大腸桿菌群MF 法測試所使用之水樣體積是以何因素決定？此法較適合用於自來水或廢污水？原因為何？
解：
濾膜法的基本原理為大腸桿菌群在含乳醣的Endotype培養基中，於35℃、24小時內產生具金屬光澤菌落；所有缺乏金屬光澤的菌落，均判定為非大腸桿菌群。
大腸桿菌群濾膜法培養結果
所使用的水樣體積如下：
| 方法 | 適用範圍 | 水樣體積 |
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水中大腸桿菌 群檢測方法－ 濾膜法（NIEA E202.55B） |
地面水體、地下水體、廢水、污水、放流水及海域地面水體之大腸桿菌群檢測。 | 10mL，並視水樣中微生物可能濃度範圍進行水樣稀釋步驟。 |
| 飲用水中大腸桿菌群檢測方法－濾膜法（NIEA E230.55B） | 飲用水及飲用水水源之大腸桿菌群檢測。 | 100mL |
故濾膜法較適用於純淨的水樣，如飲用水水樣，並可使用大量體積的水樣進行分析，增加方法靈敏度。
四、下列那些儀器（僅以英文簡寫方式表示）與有機分析無關？
(一)LC
(二)ICP
(三)FID
(四)IC
(五)GC
(六)UV/Vis
解：
(一)液相層析儀（LC）：
液相層析儀適用於半揮發性和非揮發性有機化合物或遇熱易被裂解的有機待測物，應用此方法進行分析的先決條件是待測物必須溶於作為動相的溶劑中，因待測物與動相、靜相作用力不同而達成分離。在正相（Normal phase）高效能液相層析儀系統中，移動相的極性較低，靜相的極性較高；在逆相（Reverse phase）高效能液相層析儀系統中，移動相的極性較高，靜相的極性較低。逆相高效能液相層析儀，係環境和廢棄物樣品中非揮發性標的有機待測物的選用檢測方法。
(二)感應耦合電漿發射光譜儀（ICP）：
樣品用氬氣帶入先經噴霧器霧化後，利用高頻電磁感應產生的高溫氬氣電漿，使導入電漿中的樣品受熱而起一系列的去溶劑、分解、原子化/離子化及激發等反應，當原子由激發態返回低能階狀態時各元素發射出其特定的多條光譜線，經分光儀分光，再經由光電倍增管偵測其光譜線強度，根據這些訊號的波長及強度資料，可進行元素的定性及定量分析。
(三)火焰游離偵測器（FID）：
火焰游離偵測器主要是利用火焰燃燒的方式以游離有機物質，由於游離後的物質形成導電之離子，可使得接收器中的電流訊號增強，而且電流訊號與有機物之碳數成正比關係，因此該偵測器非常適合用於具CH-基之有機物。
(四)離子層析儀（IC）：
水樣中之待測陰（陽）離子，隨特定流洗液流經一系列之離子交換層析管柱時，即因其與低容量之強鹼性交換樹脂間親和力之不同而被分離。分離後之待測陰（陽）離子再流經一高容量之陽（陰）離子交換樹脂之抑制裝置，而被轉換成具高導電度酸之形態，流洗液則轉換成低導電度之碳酸。經轉換後之待測陰（陽）離子再流經適當之偵測器，即可依其滯留時間及波峰面積予以定性及定量。
(五)氣相層析儀（GC）：
藉惰性氣體（移動相）通過靜相（矽膠油或類似的物質）達到分離的效果，混合物中的各成份在靜相和移動相之間的分配係數不相同（即親和力不同），使其在管柱中的滯留時間不相同而得以分離出來。若化合物與靜相親和力較強，則沖提較慢（即滯留時間長），而化合物與移動相的親和力較強，則沖提較快（即滯留時間短）。適用於在分析條件下不易被裂解或發生化學結構改變的可揮發性有機物。
(六)紫外光/可見光分光光度計（UV/Vis）：
一般而言，所有的溶液均會顯示主要餘光的顏色或補色，比色法即是利用有色溶液的光吸收度與濃度的關係，進行量化分析的物化方法。而分光光度計則利用可見光源或紫外光源，透過菱鏡或光柵的效應，產生特定波長範圍的光，並讓該特定波長的光經過樣品後，藉由光偵測器（Photocell）量測樣品對光源的吸收度或穿透度，再以吸收度或穿透度的差異對樣品進行定量。
五、下列五種用途所需使用的實驗室品管樣品（Laboratory QC Sample）為何？
(一)決定基質干擾對水樣分析準確度的影響程度
(二)決定批次水樣分析的精確度
(三)確定實驗室污染不會對數據結果造成誤判
(四)了解儀器分析時前批次分析之記憶效應（Memory Effect or Carryover）是否存在？
解：
(一)添加樣品（Spiked sample）
又稱基質添加樣品（Matrix spike sample）。指在檢驗室將一樣品取二等份，其中一份添加適當量之待測物標準品，即為添加樣品，但水中揮發性有機物之添加樣品應為現場重複採樣之樣品添加標準品者。添加樣品分析之結果可了解樣品中有無基質干擾或所用的檢測方法是否適當。
(二)重複樣品（Duplicate sample）
在檢驗室將一樣品取二等份，依相同前處理及分析步驟檢測者，但水中揮發性有機物應為現場重複採樣之樣品。由重複樣品之分析可確定分析結果之精密度。
(三)方法空白樣品（Method blank sample）
又稱實驗室空白樣品（Laboratory blank sample）或試劑空白樣品（Reagent blank sample）。指為監測整個分析過程中可能導入污染而設計之樣品，例如：以不含待測物之氣體、試劑水、吸收液、吸附介質、濾材、乾淨陶土或海砂，由方法空白樣品之分析結果，可判知樣品在分析過程是否遭受污染或樣品之背景值。
(四)記憶干擾或跨次干擾（Carry-over）問題常發生於連續分析濃度差異甚大之樣品或標準品時，樣品中待測物沉積並滯留，藉由延長樣品間洗滌時間來避免此類干擾效應之發生，可使用實驗室試劑空白來檢查是否有交叉污染。
六、在以滴定法量測溶氧（DO）及生化需氧量（BOD）時，其計算式中均出現8000之轉換值（conversion factor），說明其由來。另在DO滴定時，如消耗0.025 N之硫代硫酸鈉溶液8.0 ml於200ml 水樣中，請計算此水樣之DO 值。
解：
(一)考慮1分子的氧氣反應後生成氧二價陰離子，共計轉移4個電子，考慮當量及一般以mg/L表示溶氧， 當量=分子量/電子轉移數，故
(二)依「水中溶氧檢測方法－碘定量法（NIEA W422.53B）」
A ＝水樣消耗之硫代硫酸鈉滴定溶液體積（mL）
N＝硫代硫酸鈉滴定溶液當量濃度（N）＝莫耳濃度（M）
V1 ＝ 滴定用的水樣體積（mL）
V ＝BOD 瓶之體積（mL），一般為300 mL
V2 ＝ 2 mL（立即測定）或6.7 mL（無法立即測定）
故以V2 ＝ 2 mL估算，溶氧為8.1 mg/L
七、COD 測試所使用之藥劑為何？其各別功能為何？另若有大顆粒存在時，需作何種前處理？
解：
化學需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）是以化學方法測量水樣中有機物被強氧化劑氧化時所消耗之氧的相當量，用以表示水中有機物量的多寡。水樣在一定條件下，以氧化1升水樣中還原性物質所消耗的氧化劑的量為指標，推算每升水樣全部被氧化後，需要的氧的毫克數，以mg/L表示。它反映了水中受還原性物質污染的程度。該指標也作為有機物相對含量的綜合指標之一。
(一)使用之藥劑如下
1.水樣的氧化劑為高錳酸鉀或重鉻酸鉀。
2.硫酸汞為用來排除氯離子干擾，硫酸汞與氯離子重量比為10:1。
3.硫酸銀具有催化作用，用來加速揮發性直鏈脂肪族化合物的分解。
4.硫酸用來提供酸性的有機物氧化條件。
5.胺基磺酸（Sulfamic acid）係用來排除亞硝酸鹽類的干擾，每1 mg的亞硝酸鹽氮須10 mg胺基磺酸去除，惟須在空白樣品中添加等量的胺基磺酸進行分析。
6.硫酸亞鐵胺溶液為用來標定重鉻酸鉀溶液之試劑，並配合菲羅?作為指試劑。
7.鄰苯二甲酸氫鉀作為COD標準溶液（作為查核品）。
(二)待分析水樣中若有懸浮物質存在時，可先以攪拌機或均質機打碎攪勻。
參考資料：
1.江漢全，“水質分析”，第2版。
2.石濤，“環境化學”，第6版。
3.石濤，“環境微生物”，第7版。
4.“大腸桿菌群與大腸桿菌的差異？”https://iqc.tw/114
5.水中大腸桿菌群檢測方法－濾膜法（NIEA E202.55B）
6.飲用水中大腸桿菌群檢測方法－濾膜法（NIEA E230.55B）
7.水質檢測方法總則（NIEA W102.51C）
8.水中溶氧檢測方法－碘定量法（NIEA W422.53B）
9.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%96%E5%AD%A6%E9%9C%80%E6%B0%A7%E9%87%8F
10.水中化學需氧量檢測方法－重鉻酸鉀迴流法（NIEA W515.55A）
11.水中化學需氧量檢測方法－密閉式重鉻酸鉀迴流法 （NIEA W517.53B）
- Apr 15 Wed 2020 15:23
輻射、電力與生活
綠色框為正解答案
| 配分：[10.00] |  得分： |
1. 原子核中何者帶正電？
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| 配分：[10.00] |  得分： |
2. 輻射是因為不穩定的原子核為了回到穩定狀態，而釋放出能量，而這些能量會以電磁波或什麼的型態放射出來？
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| 配分：[10.00] | 得分： |
3. 氫元素的同位數氚的半衰期為幾年？
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| 配分：[10.00] | 得分： |
4. 輻射是一種能量，而這個能量是來自？
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| 配分：[10.00] | 得分： |
5. 同位數是原子核內何者的數目一樣？
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| 配分：[10.00] | 得分： |
6. 太陽核融合的反應中產物其中之一為何種元素的原子核？
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| 配分：[10.00] | 得分： |
7. 民眾每年接受天然輻射約為多少毫西弗？
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| 配分：[10.00] | 得分： |
8. 游離輻射能量高，何者不是粒子輻射？
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| 配分：[10.00] | 得分： |
9. 何者並非無法使物質發生游離現象的非游離輻射？
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| 配分：[10.00] | 得分： |
10. 何者射線穿透力最強，需要相當厚度的混泥土或鉛板才能有效地阻擋？
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- Apr 13 Mon 2020 15:59
似乎又得重拾寫作的目標
剛好看到別人的網頁有感，感覺要寫作才能交流，只是不曉得哪裡有較好的網站模板或後台可以使用就是。
- May 13 Sun 2018 15:22
考古題詳解：96年公務人員特種考試法務部調查局調查人員考試試題-化學鑑識組─儀器分析
一、(一) 在質譜法中電子撞擊游離法（electron impact ionization, EI）及化學游離法（chemical ionization, CI）常用於揮發性之化合物，何者適用於測定化合物的分子量？何者適用於測定化合物的結構？為什麼？(二) 對於低揮發性、遇熱易分解的大分子，如蛋白質，該選用何種游離法，並說明游離的原理。
解：
(一)
<電子撞擊游離法（electron impact ionization, EI）>
適用於具揮發性且熱穩定性高的待測物，游離方式如下圖，利用經加熱的燈絲（ Filament）釋放出電子，在外加電場的作用下使之成為帶有高能量的電子（70eV），並令其撞擊氣態待測物，使待測物游離，游離過程中生成分子離子（Molecular ion）或碎片離子（Fragment ions），在電場的作用下分子離子或碎片離子經聚焦片（Extraction plates）與出口狹縫（Exit slit）聚焦導入質量分析器內，得到質譜圖。
正常情況下，EI生成正離子的數目為負離子的1000倍，故一般探討正離子為主。值得注意的是，用於使待測物游離的電子所具有之能量，應至少等於待測物的游離電位才能使待測物游離，惟此時的游離效率低，為了獲得再現性高的質譜圖，用於撞擊的電子能量設定為70eV，缺點是較高的電子能量將造成分子離子的裂解生成碎片離子，過度裂解時將使待測物的分子量不易判定；使用較低的游離電壓可以控制碎片離子的生成量，但離子的豐度低使得檢測靈敏度降低。
本方法優點靈敏度高，且電子束撞擊能量夠大，可使分子產生足夠地分裂，得到大量各種不同質量之正離子，利於樣品分子斷裂模式之鑑定，故可得結構資訊。
<化學游離法（chemical ionization, CI）>
是一種通過離子－分子反應使樣品離子化之方法，此離子化過程中主要利用試劑氣體（Reagent gas）和氣態待測物在離子源混合，因試劑氣體的分壓遠高於氣態待測物（約10000倍），故燈絲釋出的電子主要撞擊到試劑氣體，使試劑氣體先行游離，試劑氣體離再與氣態待測物碰撞使待測物游離，此種游離方式轉移至待測物分子的能量較少，故生成的分子離子不易發生裂解，因此可提供待測物的分子量，常見的試劑氣體有甲烷、氨、異丁烷及二甲基醚 （dimethyl ether, DME）。
以甲烷CH4為例：
(1) CH4經EI生成：CH4+、CH3+、CH2+、CH+等離子
CH4 + e- → CH4+、CH3+、CH2+、CH+、C+
(2) 上述離子與CH4形成具反應性的氣態CH5+、C2H5+、C3H5+等離子。
(3) 具反應性的離子再與待測物分子碰撞結合或發生質子轉移，而生成[M+1]+、[M+29]+與[M+41]+等離子。
一般而言，視試劑氣體與待測物分子二者之質子親和力 （Proton affinity, PA）及熱力學定律，進行下列四種可能的反應：
(1)質子轉移反應 M + XH+ → [M+H]+ + X
(2)叢式結合反應 M + XH+ → [M+XH]+
(3)電荷交換反應 M + XH+ → M+‧ + XH+‧
(4)氫陰離子抽離反應 M + XH+ → [M-H]+ + XH2
CI藉由將能量透過試劑離子間接提供給樣品分子，樣品所獲得能量較低，分子斷裂的碎片較少，可克服因樣品分子之碎片離子過多而偵測不到離子分子之困難，利於求得化合物之分子量。
(三)對於低揮發性、遇熱易分解的大分子，如蛋白質，可以考慮使用電噴灑游離法（electrospray ionization, ESI）或基質輔助雷射脫附游離法（matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry, MALDI）。
<ESI>
美國Fenn 教授在1984 年首度發表以電噴灑的方法將蛋白質分析物轉成離子，其示意圖如上圖，當分析物溶液經由施加高電壓的毛細管流出時，高壓電產生的電場會造成溶液中的正負離子分離；以施加正電場的的毛細管為例，正電荷離子會因為排斥的原理往毛細管出口移動，負離子則遠離液體表面，最後在毛細管尖端累積大量的正電荷離子，而形成類似圓錐的帶電液滴，我們稱之為泰勒錐（Taylor cone），此時若加於毛細管的電壓夠大，這些極微小的帶電液滴便會從泰勒錐前端噴灑出來，在帶電液滴受電場進入質譜儀之前，溶劑會在飛行的過程中快速揮發，使得體積快速變小，但是原本液滴中的正電荷數目並不會改變，因此帶電液滴表面的電荷密度會升高，當在液滴表面的電荷間形成的庫倫斥力大於表面張力時，帶電液滴會分裂成更小的液滴，在不斷重複這個過程之後，分析物便會形成帶多價電荷的離子，再進入質量分析器測量其m/z值。
<MALDI >
MALDI則由德國的Hillenkamp 教授及日本的Tanaka 先生分別於1988 年提出，此種離子源主要是由雷射光源和金屬樣品盤所構成，將分析樣品和基質（matrix）混合後，將樣品與基質的混和液均勻點至金屬盤之樣品槽中，使其混合物在空氣中自然風乾，待溶劑揮發後，混合液會在金屬盤中形成樣品─基質的共結晶，再以雷射光束照射此固態樣品時，結晶中的基質會吸收雷射光的能量，產生質子並由樣品盤中脫附而出，此過程會同時將分析樣品脫附氣化，產生氣相離子，以進入質量分析器測量其m/z 比值，進而推算其質量。由於基質所扮演的角色有吸收雷射能量及將樣品離子化的功能，因此，選擇基質時除了要配合雷射光源的波長外，還需要考慮樣品的特性。
此方法可以分析分子量數千至數十萬dalton之極性分子，因此在生化分析上相當重要，所得的質譜圖幾乎均為分子離子，碎片相當少，會有二聚體或三聚體的特徵峰出現，且伴隨有+2或+3的多電荷離子特徵峰。
二、 以原子吸收光譜法（atomic absorption spectrometry）分析複雜樣品時，往往需要做背景校正（background correction），常用的背景校正方法有氘燈（deuterium lamp）及Zeeman effect，請說明這二種校正方法的原理。
解：
(一)連續光源校正法(Continuum Source Background Correction)
使用氘燈或氫燈做為提供整個紫外光區的連續光源，調整chopper的組態使來自連續光源與來自中空陰極燈的輻射輪流通過原子化器，將狹縫寬度調整至原子化後之樣品對連續光源的吸收可以忽略不計，因此連續光源的強度減弱係反映出樣品基質的影響，將分析物的吸收減去背景對連續光源的吸收，而達背景校正目的。
(二)Zeeman效應校正法(Zeeman Background Correction )
When a magnet is set in an atomization section to apply a magnetic field to the atomic vapor, the absorption spectrum of the atomic vapor will be split, showing the polarization property. On the other hand, the background (BKG) is not affected by the magnetic field, showing neither a split nor the polarization property. It is the Zeeman correction method which uses this phenomenon.
For the component of the light source polarized parallel to the magnetic field, “p component atomic absorption + BKG absorption” is observed. However, only “BKG absorption” is observed for the component polarized vertically to the magnetic field. (Since the s component, which causes atomic absorption is shifted from the measurement wavelength, it does not cause atomic absorption.)
三、紫外光/可見光吸收光譜儀（UV/VIS absorption spectrometer）常用於阿斯匹靈的分析。(一) 請比較雙光束（double beam）和單光束（single beam）儀器設計的優點和缺點。(二) 請說明於定性分析（Qualitative analysis）和定量（Quantitative analysis）分析時，該如何選擇單色器（monochromator）的狹縫寬度（slit width）？
解：
(一)
單光徑儀器具有高能量輸出、良好的訊雜比與樣品置放空間設計較簡潔等優點，惟受光源或偵檢器隨時間的漂移現象或閃爍雜訊影響較嚴重。
雙光徑儀器補償光源隨時間減弱與偵檢器隨時間的漂移現象，有兩種設計方式：
- 空間上雙光束分光光度計（Double beam-in-space spectrophotometer），設計上為同時得到樣品與參考物的訊號，需要有兩個偵檢器。
- 時間上雙光束分光光度計（Double beam-in-time spectrophotometer）較佳，因應其可補償所用波長的光強度變異及光電倍增管的暗電流。
(二)狹縫的大小控制影響物質的分析，大的狹縫寬度代表較強的光源，可提高S/N比，提高分析的靈敏度，但同時伴隨光譜細節的損失，較常用於定量分析；小的狹縫寬度能提高解析度、選擇性，避免其它譜線的干擾，可更清楚的獲得光譜細節，但光源能量較弱，常用於定性分析。
四、(一) 請描述毛細管電泳法（capillary zone electrophoresis）的分離原理。(二) 有三個胺基酸，分別是：甘胺酸（Glycine）、組胺酸（Histidine）及賴胺酸（Lysine），胺基酸的等電點（isoelectric point, pI）分別為Glycine pI＝6.0、Histidine pI＝7.6及Lysine pI=9.6。請說明何種條件下，以毛細管電泳法可將這三個胺基酸分離。
解：
(一)毛細管電泳法（capillary electrophoresis, CE）
毛細管電泳主要是利用外加高電壓下，分析物在緩衝溶液中解離成不同帶電性質的型式，藉由不同帶電性質在電場中受吸引或排斥的力量產生遷移速率的差異，而造成分離的現象。
毛細管中分析物的移動是由兩種不同的作用力造成：（1）分析物本身的電泳移動速率；（2）緩衝溶液中毛細管壁受外加電壓影響，而產生一種電滲透流（Electroosmotic flow, EOF）。分析物的淨移動速率，即為這兩種力加成的結果。
(二)毛細管等電聚焦電泳法（Capillary Isoelectric Focusing, CIEF）
毛細管等電聚焦電泳法是一種依據兩性物質的樣品，如胺基酸、胺基酸和其他兩性物質的等電點（isoelectric point, pI）而達到電泳分離的技術，如下圖。
在CIEF中，首先以兩性電解質在毛細管中建立pH 梯度。當陰極置於鹼性溶液中，陽極置於酸性溶液中，施加一電場，帶電的兩性離子和蛋白質在介質中開始遷移，一直到達不帶電區域而聚集，此時pI 值等於pH 值，這個過程稱為“聚焦”，一但聚焦完成，電荷不再移動，可藉由施加電壓或在電極槽內添加鹽類，來推動溶質和兩性緩衝液通過檢測區，在CIEF 中必需要消除EOF，因為EOF 的遷移速度太快，導致兩性電解質在溶質聚焦完成前就流出毛細管。一般可以使用動力學塗壁或共價鍵鍵結的方法，使毛細管內壁改良以降低EOF。
參考資料：
1.http://www.chromedia.org/chromedia?waxtrapp=yarwnEsHiemBpdmBlIEcCIbB
2.http://www.chm.bris.ac.uk/ms/ci-ionisation.xhtml
3.http://140.123.79.88/~ppmpk/MS.pdf
4.楊末雄等；“環境分析−原理與應用”
5.何雍；“最新儀器分析總整理”七版
6.石宇嘉，石宇華；“儀器分析化學”四版
7.https://smallcollation.blogspot.tw/2013/04/capillary-electrophoresis-ce.html#gsc.tab=0
8.Hitachi Z-5000 手冊
9.http://juang.bst.ntu.edu.tw/ECX/Ana3.htm
- Nov 11 Sat 2017 09:09
考古題詳解：104年公務人員高等考試3級考試試題-農畜水產品檢驗、商品檢驗-分析化學（包括儀器分析）
一、有一位檢驗員重複量測四次蘿蔔乾中苯甲酸的含量（mg/Kg），得到如下數據：4.15、4.18、4.25、4.26，經查表在自由度（degrees of freedom）為3 及95%可信係數（probability level）條件下，其t-值為3.18，試計算此量測在95%的信賴範圍（confidence intervals）？
解：
又信賴範圍(confidence intervals, CI)之公式
where s is the measured standard deviation, n is the number of observations, and t is Student’s t value under certain probability.
二、試計算 0.0500M KCN 水溶液之pH 值？Kb = 2.1 × 10-5。
解：
考慮質量平衡
....(1)
考慮電荷平衡
....(2)
(1)帶入(2)可得
∵Kb << 0.0500M KCN ∴假設 
三、試說明以 EDTA 測定水中鈣鎂硬度時，(一)為何以緩衝溶液調pH 值？(二)為何在EDTA 滴定前，常需加入數滴KCN 水溶液？
EDTA 與Ca2+生成常數log Kf = 10.69、與Mg2+生成常數log Kf = 8.64。
解：
1. 在 EDTA 滴定法中常加入鹼性緩衡溶液（氯化銨＋氨水）以控制 pH 值在 10左右，因為 pH 值太高會產生氫氧化物沈澱（Mg(OH)2（s）沈澱），造成實驗誤差。
2. 氰化物的使用目的：有些金屬離子會使滴定終點褪色、不明顯或消耗EDTA，而造成干擾，因此滴定前加入特定的抑制劑，將可減少此干擾。
四、市面上銷售使花色衣服不致於褪色之鮮豔漂白水，其主要漂白成分為雙氧水。為測定其含量，取1.20 克樣品，在過量的碘化鉀酸性溶液中，共耗用0.10 N 硫代硫酸鈉水溶液21.0 mL滴定所生成的碘分子至終點，試問：
(一)此滴定常選用的指示劑為何？使用時機？為什麼？
(二)樣品中雙氧水的含量有多少%？
解：
1. 使用澱粉溶液作為指示劑；當溶液出現黃色時加入澱粉溶液；係因澱粉溶液可與碘形成藍黑色錯合物，當加入硫代硫酸鈉溶液至碘被反應完全時，溶液成無色。
2. 利用雙氧水的當量數=I2當量數=Na2S2O3當量數，計算得知未知物雙氧水的含量。
五、在電化學分析技術裡，為何剝除法比其它伏安法具較佳的量測感度？
解：
陽極剝除伏安法，先進行沈積步驟，此時微電極作為陰極，測量沈積在電極上分析離子，再進剝除步驟，此時微電極作為陽極，分析物被重新氧化回原來離子狀態，並記錄兩步驟之伏安譜。在沈積步驟中，電極表面分析物濃度遠大於其在溶液的濃度，含有前濃縮之程序，因此在所有電化學分析法中，電極剝除法具有最低偵測極限值，靈敏度最大。
六、 (一) 試說明氣相層析法（GC）最常使用的熱傳導偵測器（Thermal conductivity detector,TCD），火燄離子化偵測器（Flame ionization detector, FID）及電子捕捉偵測器（Electron capture detector, ECD）之偵測原理。
(二) 為何ECD 常被選為有機鹵化物（Organic halides）之偵測器？
(三) 為何FID 常被選為碳氫化合物（Hydrocarbons）之偵測器？
解：
GC的檢測器依訊號產生方式可分成全偵測器與選擇性偵測器兩類，全偵測器能偵測所有物質，最常使用的有TCD（Thermal Conductivity Detector）及FID（Flame Ionization Detector）。選擇性偵測器能偵測到特定的物質，如對鹵素有特別高感度的ECD（Electron Capture Detector），對硫、磷（金屬元素）有高感度的FPD（Flame Photometric Detector）。
故本題
1. 熱傳導偵檢器（Thermal conductivity detector,TCD）
TCD的設計是利用一惠斯頓電橋的裝置(上圖)，在上側的兩股串聯電阻絲之右側電阻讓不含試樣的攜帶氣體通過，做為比較用，在下側右方的電阻絲則讓攜帶試樣的氣體通過，電流通過時電阻絲會生熱，通過的氣體會導熱，具有散熱功能，在固定的電壓下以及固定的氣體流速下，電阻絲的溫度會達到一平衡溫度，當通過兩側電阻絲的氣體都不含試樣時，位於惠斯頓電橋中央的架橋電阻絲之中間位置可找到一零電位點，當某一側通過兩股串聯電阻絲之氣體中含有試樣時，因為改變了氣體的導熱係數，致使兩側電阻絲溫度不同，電阻產生變化，因此就改變了架橋電阻絲兩端的電位，零電位點的位置產生偏動，於是訊號產生。
由於TCD的運作原理，倚賴攜帶氣體的導熱能力，導熱係數很大的氫氣及氦氣為最理想的選擇，因為靈敏度高，不過前者較具危險性，使用要小心，後者則很貴，各有缺點。氮氣的導熱係數低，因此靈敏度低，並不是理想的選擇，不過它很便宜又安全，也具優點，大部份的有機化合物導熱係數都不高，因此氫氣或氦氣參雜入有機化合物時造成的導熱係數落差會很大，此為其靈敏度高的原因，產生的訊號均為同一方向的，但若用氮氣為攜帶氣體時，因為其導熱係數與有機化合物相近，摻雜入其它的有機化合物時，造成的導熱係數之改變有正亦有負，所以會產生正向或負向的訊號。
2. 火燄離子化偵測器（Flame ionization detector, FID）
利用氫氣與空氣之燃燒並游離自層析管住流出之分析物，產生的離子被帶入收集器，吸附而產生微小的電流訊號(配合放大器），裝置圖如下；其優點為靈敏度高、較廣的線性範圍，缺點係對樣品具破壞性、較熱傳導偵側器昂貴，對有機物皆可檢出，惟對H2O、CO2、SO2、NOx不靈敏。
碳氫化物在火焰中的游離，產生的離子數目與在火焰中碳原子被還原的數目成比例；但若含羰基(carbonyl group）、醇(alcohol group）、鹵素(halogen）及胺(amine group）的官能基者因不易被還原，於FID產生離子訊號較少，沒有一般FID對碳氫化物靈敏。
3. 電子捕捉偵測器（Electron capture detector, ECD）
電子捕捉偵側器係為氣相層析上具靈敏度且為一選擇性很強的偵測器，原理為偵測器內放射性同位素(如63Ni）所釋放出來的b粒子會與層析管柱中的載流氣體(carrier gas，具低游離能）碰撞產生低能量的熱電子(thermal electron），反應方程式如下：
b-+carrier gas → ne-+正離子+自由基+b'-(較低能量）
熱電子經由偵測器內陽極的收集而產生一穩態電流，若任何易捕捉熱電子之物質(電負度大的物種如鹵素）隨載流氣體自管柱進入偵測器內則會造成穩態電流的減弱，而可作為此類物質的定量測定。
ECD其感應具有選擇性，對於含鹵素、過氧化物(peroxides）、對苯二酮(quinones）及硝基(nitro group，─NO2）等陰電性官能基有很高的靈敏度；對於胺、醇及烴類等化合物不靈敏。EC重點應用為環境中的多氯聯苯(polychlorinated biphenyls，PCBs）、有機氯農藥與飲用水中的三鹵甲烷含量等的測定。
七、試解釋在以質譜鑑定分析物時，以化學離子化（chemical ionization）產生之圖譜（mass spectrum）與電子撞擊離子化（electron impact ionization）產生之圖譜相較，有何特點？
解：
(一) 電子撞擊游離法（electron impact ionization, EI）
適用於具揮發性且熱穩定性高的待測物，游離方式如下圖，利用經加熱的燈絲（Filament）釋放出電子，在外加電場的作用下使之成為帶有高能量的電子（70eV），並令其撞擊氣態待測物，使待測物游離，游離過程中生成分子離子（Molecular ion）或碎片離子（Fragment ions），在電場的作用下分子離子或碎片離子經聚焦片（Extraction plates）與出口狹縫（Exit slit）聚焦導入質量分析器內，得到質譜圖。
正常情況下，EI生成正離子的數目為負離子的1000倍，故一般探討正離子為主。值得注意的是，用於使待測物游離的電子所具有之能量，應至少等於待測物的游離電位才能使待測物游離，惟此時的游離效率低，為了獲得再現性高的質譜圖，用於撞擊的電子能量設定為70eV，缺點是較高的電子能量將造成分子離子的裂解生成碎片離子，過度裂解時將使待測物的分子量不易判定；使用較低的游離電壓可以控制碎片離子的生成量，但離子的豐度低使得檢測靈敏度降低。
EI的限制如下：
- 碎片過多造成質譜複雜，若分子離子不夠穩定常有過度裂解的現象，不易決定分子量與結構。
- 不易分辨異構物。
- 試樣游離之前需先汽化，故揮發度低的化合物不適用。
- 熱不穩定化合物亦受加熱揮發溫度的限制。
(二) 化學游離法（chemical ionization, CI）
是一種通過離子－分子反應使樣品離子化之方法，此離子化過程中主要利用試劑氣體（Reagent gas）和氣態待測物在離子源混合，因試劑氣體的分壓遠高於氣態待測物（約10000倍），故燈絲釋出的電子主要撞擊到試劑氣體，使試劑氣體先行游離，試劑氣體離再與氣態待測物碰撞使待測物游離，此種游離方式轉移至待測物分子的能量較少，故生成的分子離子不易發生裂解，因此可提供待測物的分子量，常見的試劑氣體有甲烷、氨、異丁烷及二甲基醚 （dimethyl ether, DME）。
以甲烷CH4為例：
- CH4經EI生成：CH4+、CH3+、CH2+、CH+等離子
CH4 + e- → CH4+、CH3+、CH2+、CH+、C+
- 上述離子與CH4形成具反應性的氣態CH5+、C2H5+、C3H5+等離子。
- 具反應性的離子再與待測物分子碰撞結合或發生質子轉移，而生成[M+1]+、[M+29]+與[M+41]+等離子。
一般而言，視試劑氣體與待測物分子二者之質子親和力（Proton affinity, PA）及熱力學定律，進行下列四種可能的反應：
- 質子轉移反應 M + XH+ → [M+H]+ + X
- 叢式結合反應 M + XH+ → [M+XH]+
- 電荷交換反應 M + XH+ → M+‧ + XH+‧
- 氫陰離子抽離反應 M + XH+ → [M-H]+ + XH2
CI與EI比較：
- CI藉由將能量透過試劑離子間接提供給樣品分子，樣品所獲得能量較低，分子斷裂的碎片較少，可克服因樣品分子之碎片離子過多而偵測不到離子分子之困難，利於求得化合物之分子量。
- CI 由於試劑氣體離子的背景值較高，使得靈敏度降低，且偵測極限通常較高。
- 兩種游離法皆須使樣品分子先加熱氣化，再進行氣相碰撞反應，完成離子化過程。對於低揮發性、熱不穩定以及高分子量之樣品，均不適用。
八、(一)說明以石墨爐原子吸收光譜儀（Graphite Furnace Absorption Spectrometry）測定飼料中重金屬時，樣品於測定前在石墨管中經過那些過程？
(二)為何以石墨爐原子吸收光譜儀測定比火燄原子吸收光譜儀測定有較高的靈敏度？
解：
(一) 石墨爐原子吸收光譜儀（Graphite Furnace Absorption Spectrometry, GFAAS）以石墨管作為原子化器atomizer，樣品滴入石墨管內的承接平台，經設定一石墨管升溫程式，通過電流使石墨管漸次增加溫度，升溫階段如下：在高流量氬氣（Ar）下乾燥階段除去水份、灰化階段破壞有機物，接著使用低流量Ar瞬間提升至欲分析元素的原子化溫度取得分析訊號，最後再提升溫度以清除石墨管。
(二)相較火焰式原子吸收光譜儀，GFAAS生成的自由氣態原子在入射光徑的滯留時間可達1秒以上，故靈敏度較高。
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