以自由餘氯作為氧化劑之生成潛勢結果分析

由圖 4-15(a)可以看出，原水中的 VHA 對於總三鹵甲烷生成潛勢貢獻最大，

Croué 等人 (2000) 亦發現疏水性天然有機物為三鹵甲烷之主要前驅物質。經過 臭氧氧化之後 VHA 對總三鹵甲烷生成潛勢之貢獻量下降了 60%。再經過後續生 物濾床後 VHA 貢獻量總共減少 84%。然而 CHA 經過整體處理之後，總三鹵甲 烷生成潛勢上升了將近兩倍。NEU 的貢獻情形則無太大變動。

若以總三鹵甲烷比生產率來看（圖 4-15(b)），VHA 的總三鹵甲烷比生產率 經過臭氧氧化之後傴下降 16%，可見三鹵甲烷總生成濃度的大幅減少應是 VHA 濃度減少的關係（參見圖 4-4）。換言之，以 VHA 貢獻情形而言，臭氧氧化對於 總三鹵甲烷前驅物質的去除效果不如預期明顯，反而生物濾床之效果較佳，可減 少 56%臭氧氧化後之總三鹵甲烷比生產率。其他研究亦認為臭氧確實能將疏水性 天 然 有 機 物 氧 化 分 解 成 親 水 性 天 然 有 機 物 (Matilainen and Sillanpää, 2010;

Nishijima and Speitel, 2004)，並且能減少後續加氯消毒時三鹵甲烷的生成(Chiang et al., 2010; Ko et al., 2000; Vongunten, 2003)，然而此處對於總三鹵甲烷比生產率 去除效果不如預期明顯之原因仍待討論。經過臭氧氧化及生物濾床處理，SHA 減少 31%總三鹵甲烷比生產率，然而 CHA 的比生產率不減反增（上升 56%），

其原因為疏水性天然有機物被氧化之後變為 CHA 部份，抑或生物濾床釋出類 CHA 性質之有機物質而導致總三鹵甲烷比生產率上升，NEU 則無太大變動。相

較之下，臭氧後接生物濾床程序對於總三鹵甲烷生成情形之控制，疏水性質有機 物較明顯。

(a)

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0 佔總三鹵甲烷生成潛勢的 90%左右，因此總三鹵甲烷的變化情形與 Chloroform 之結果相似。如圖 4-16(a)所示，經過整體處理程序後，VHA 的 Chloroform 生成 潛勢下降了 83%，CHA 部份卻上升為原來的 3.6 倍。圖 4-16(b)亦顯示與圖 4-15(b)

成潛勢(68%的比生產率)，可能代表水中 DBCM 之 NEU 性質的前驅物質容易被 臭氧氧化並去除。Hua 等人 (2007) 研究發現，當水中含有溴離子與碘離子時，

容易在 Chlorination 與 Chloramination 與水中親水性有機物反應形成含溴或含碘 的三鹵甲烷以及鹵乙酸，如此便能解釋 DCBM 和 DBCM 的生成大多來自於 CHA 部份的原因。

(a)

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0

至於在各個天然有機物類群對於總鹵乙酸的生成方面（圖 4-19），原水中的 VHA 對於總鹵乙酸生成潛勢貢獻最大。臭氧氧化雖然可減少 54%之 VHA 貢獻 的生成潛勢，但比生產率結果並不明顯，換言之，以 VHA 貢獻情形而言，臭氧 氧化對於總鹵乙酸前驅物質的去除效果不如預期明顯。臭氧氧化亦造成 CHA 貢 獻之生成潛勢上升為原來的 4.4 倍，比生產率亦變為原來的 2.3 倍，NEU 貢獻之 總鹵乙酸生成（生成潛勢或比生產量）同樣略為提昇，反而增加了總鹵乙酸的前 驅物質含量。生物濾床可部份減少臭氧氧化後 VHA 貢獻的生成潛勢及比生產率

（分別為 50%及 46%），然而對於 CHA 與 NEU 之貢獻並無明顯之去除效果。整 體處理程序對於 SHA 部份則無明顯影響。

總鹵乙酸的生成一般被認為與水中疏水性天然有機物較有關係(Croué et al., 2000; Vongunten, 2003)，本實驗原水經過臭氧氧化後疏水性天然有機物部份減少，

VHA 之貢獻情形亦確實下降。然而 CHA 之貢獻反而提昇，故可藉此推論該類原 本不存在於水體中、被臭氧氧化而產生的親水性物質，可能為總鹵乙酸之前驅物，

導致臭氧氧化後 CHA 與 NEU 對總鹵乙酸生成之貢獻提昇。Kim 等人 (2005) 研 究發現，鹵乙酸生成潛勢與水中之親水性有機物質較有關連，Chowdhury 等人 (2008) 亦發現，South Thompson River（STR, Canada）的原水經過臭氧氧化後，

鹵乙酸生成潛勢有明顯地提昇。且原本預期經過生物濾床之後，這些親水性天然 有機物應會有相當程度之去除，結果顯示，CHA 貢獻情形不傴沒有下降，反而 使得比生產率上升（圖 4-19(b)）。

(a)

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0

關(Hua and Reckhow, 2007)。臭氧氧化可減少 75%和 83% SHA 貢獻的生成潛勢 及比生產率，但生物濾床則無法明顯去除效果。整體程序無法減少貢獻 BCAA 生成最明顯的 NEU 部份，甚至提昇了 51%的生成潛勢及 18%比生產率。

由此可知，臭氧氧化對於鹵乙酸生成的去除效果仍然是疏水性大於親水性有 機物，其與三鹵甲烷生成情形相似。然而臭氧氧化會產生原本不存在於水體中的 親水性有機物，進而提昇部份種類鹵乙酸（DCAA 最為明顯）生成，後續生物濾 床對於鹵乙酸生成之控制情形不如預期明顯。

(a)

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0

在氮系消毒副產物生成情形方面，Chlorination 情況下依舊只對 DCAN 與 環族（Heterocyclic nitrogen），而環狀結構的化合物一般為疏水性有機物質。

Westerhoff 等人 (2002) 研究發現臭氧可將芳香族類的環狀含氮有機物氧化轉變 成脂肪族類的含氮有機物。藉由上述的研究結果及論點可推論出 DCAN 的前驅 物質確實可能為芳香族類的含氮有機物，而臭氧將芳香族類的含氮有機物轉變成 脂肪族類的含氮有機物，最終導致 VHA 所貢獻之 DCAN 生成情形明顯減少。

(a)

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0.0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0.0

Hu 等人 (2010) 的研究結果指出，TCNM 等鹵硝基甲烷的前驅物質主要來

VHA SHA CHA NEU

Concentration (μg l-1)

0

VHA SHA CHA NEU

Specific yield (μg/mg DOC)

0