考古題詳解_104年公務人員高考3級：環境檢驗_水質檢驗－AlbertYang的甘苦滋味

一、依據我國現行飲用水水質標準，總硬度的單位為何？某水樣鈣離子濃度為82 mg/ L，鎂離子濃度為76 mg/L，則其總硬度為多少？（Ca = 40, Mg = 24.3）

解：

(一) 總硬度，以 CaCO₃計，單位表示mg/L as CaCO₃

(二) 公式

故總硬度為 517.8 mg/L as CaCO₃

二、水質分析品質管制（QC）措施中，常見者有重複樣品分析、查核樣品分析、添加樣品分析，請分別說明其如何進行？測值一般分別如何計算？意義為何？

解：

(一) 重複樣品分析

1. 重複樣品分析係將重複樣品依相同前處理及分析步驟執行檢測。重複分析之樣品應為可定量之樣品，除檢測方法另有規定外，通常至少每 10 個樣品或每批次應執行 1 個重複樣品分析。如重複樣品濃度無法定量時，可採用基質添加重複樣品或查核樣品之重複樣品分析結果。
2. 重複分析的結果可以用來判斷分析數據的精密度，一般常以相對差異百分比(Relative Percent Difference, RPD%)表示之，其計算方式如下：

X₁，X₂：兩次重複分析之測值

(二) 查核樣品分析

1. 查核樣品分析係指將查核樣品經與待測樣品相同前處理及分析步驟執行檢測。其配製濃度，除檢測方法另有規定外，一般約以檢量線之中點濃度行之。若預知樣品濃度範圍（有過去分析數據時），查核樣品之濃度應與待測物樣品之濃度相當。除檢測方法另有規定外，通常至少每 10 個樣品或每批次應執行1個查核樣品分析。
2. 查核樣品分析之測值，可與已知濃度或配製值比較，計算其回收率(Recovery, R%)

由查核樣品分析之結果可據以判斷分析數據的準確度。

(三) 添加樣品分析

1. 添加樣品分析係指將添加樣品依與待測樣品相同前處理及分析步驟執行檢測。一般添加於樣品中待測物標準品濃度應為原樣品中待測物濃度之1至5倍，若未知樣品中待測物濃度時，可添加樣品中待測物背景值的1至5倍，另對於已知遭受污染的樣品，可添加待測物管制值、管制值的一半或接近檢量線中點濃度。對於高濃度之樣品，若無法添加 1 至 5 倍之樣品濃度時，應備註說明。但添加時應以高濃度小體積方式添加，以免造成原樣品過度稀釋，通常添加之體積以小於 2%原樣品體積為原則。
2. 主要用來確認樣品有無基質干擾或使用之分析方法是否恰當。其回收率(P%)公式如下：

T：目標值，即添加於樣品中之標準品之濃度。
M：添加樣品中待測物之測定濃度
B：原樣品中待測物之測定濃度

三、水樣導電度常用的單位為何？試述以導電度計量測水樣導電度之原理及主要步驟。

解：

(一) 導電度

導電度（Conductivity）係量測水樣導電能力之強弱，為將電流通過1 cm²截面積，長1 cm 之液柱時電阻（Resistance）之倒數，單位為mho/cm，導電度較小時以其10^-3或10^-6表示，記為mmho/cm或 μ mho / cm 。

(二)

水中之電解質會解離成離子，而具有導電之功能，故導電度之大小為水中電解質含量多寡之指標，導電度計為測定溶液之導電度的儀器，由一個特殊設計的電極和一個惠斯登電橋(Wheatstone bridge)所組成。
導電度計的電極中有兩片間隔1~5cm之白金，當其浸在待測溶液中，即可利用惠斯登電橋，藉由可變電阻之調整，使流經安培計之電流為零，即可測得樣品之電阻，此即為導電度之倒數。
導電度之測定，先利用已知導電度的標準溶液，求得電極常數(K)，施加固定交流電流於浸於溶液中之兩個電極，再測定兩電極之電壓，可得電阻(R)，再乘上導電度(k)，即為電極常數。

導電度與溫度有關，當溫度增加1^oC時，導電度增加1.9%

惠斯頓電橋用於導電度測定，左圖修正如下：
1. 直流電改交流電
2. R₂使用多段式電阻
3. R₃改為導電度電極

四、試以亨利定律（Henry’s Law）說明天然水中溶氧之溶解度。水樣進行溶氧採樣時，應注意那些事項？

解：

(一) 自然界的水由於與大氣接觸，或多或少溶解氧氣，稱為水中溶氧（Dissolved oxygen, DO）。氧氣在水中的溶解度不大，依亨利定律：

[O₂]：水中溶氧之平衡濃度，mg/L
K_H：亨利常數，隨溫度上升而下降
P_O₂：氧氣之分壓
以20^oC下純水而言，其飽和溶氧量為9.07mg/L；而同溫度之海水，其飽和溶氧量為7.33mg/L；綜上，一般天然水水樣之溶氧量約為8mg/L。

(二) 參照「水中溶氧檢測方法－碘定量法（NIEA W422）」及之“六、採樣及保存”一節。

溶氧樣品採集時應避免因樣品與空氣接觸或攪動而造成氣相成分之改變。樣品採集方式與樣品來源及分析方法有密切關係，如採集河川、湖泊或水庫等非表層水樣時，應特別小心以減少因壓力與溫度改變所造成的問題。若水樣無法立即測定時，應於採樣後添加濃硫酸和疊氮化鈉溶液於 BOD 瓶內，此步驟可抑制生物活性及維持水中溶氧，以水封方式於4 ± 2℃下可保存4至8小時。

五、某水樣之總氮濃度為6.81mg/L、NH₃ 1.70 mg/L、NO₂^-–N 5.4 μg/ L、 NO₃^- 6.38 mg /L，試計算其有機氮濃度（mg/L）？凱氏氮濃度（mg/L）？

解：

總氮：T-N
總凱氏氮：TKN
硝酸鹽氮：NO₃^-–N
亞硝酸鹽氮：NO₂^-–N
氨氮：NH₃–N
有機氮：Org–N
[T-N] = [TKN] + [NO₃^-–N] + [NO₂^-–N]
[TKN] = [NH₃–N] + [Org–N]
故由題目