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1-1 緣起

揮發性脂肪酸(volatile fatty acids)廣泛存在於環境中各處1,尤其 在垃圾、廢水、廢棄物、廚餘中多含有大量有機物質,當有機物質進行 厭氧微生物分解時,會先將有機物質分解為短鏈揮發性脂肪酸,例如:

甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸等,當環境條件適合時,揮發性脂肪 酸會再分解為甲烷,由於後者分解速率較前者為慢,過多的揮發性脂肪 酸若無法立即分解成甲烷,就會產生大量揮發性脂肪酸累積情形,如此 一來,不僅降低廢水中有機物質轉化成甲烷的分解效率,又因其具有令 人厭惡的氣味,這也是引發空氣刺鼻味道為人們所詬病的惡臭因素之一。

惡臭氣味本屬人類嗅覺感受不愉快之主觀判斷,許多臭味的問題,

並非單一物質所致,而是源自多種物質相互作用與影響的結果,且惡臭 之組成多為沸點較低的揮發性或氣態物質,例如揮發性有機酸、有機胺 及有機硫化物等,而人類感官對於這些化合物的閾值,往往遠低於儀器 所能偵測之極限2,所以,對於臭味成分的精確分析實屬一種挑戰,本 研究以揮發性脂肪酸之惡臭濃度做為主要探討的分析物,利用儀器分析 獲得客觀的數據,希望協助瞭解有機酸臭味來源的污染程度。

過去對於分析樣品前處理技術的傳統方法,大多需要使用大量,且

昂貴的有機溶劑來萃取分析物,不僅相當耗時費力,同時容易造成二次 環境污染問題,直到1990 年,加拿大 Pawliszyn 教授實驗室團隊發展出 固相微萃取技術(solid-phase microextraction,SPME)3,係為一種免溶 劑技術,由於其整合取樣、萃取、濃縮及注入於同一個步驟中,而且擁 有裝置簡單、攜帶方便、採樣時間短、偵測極限佳等優點,加上並沒有 使用有機溶劑造成環境污染的困擾,因此將固相微萃取方法應用於環境 樣品檢測之研究,已經日益受到分析者的重視及推廣。

所以本研究藉由固相微萃取技術適用於野外採樣之優點,選擇臺中 市垃圾車所殘留之垃圾污水,做為實際樣品分析,建立垃圾污水中揮發 性脂肪酸濃度分析的檢測機制,發展一個簡單、快速之臭味成分分析的 方法,可以即時提供揮發性脂肪酸污染濃度值,做為惡臭污染源防制改 善方法的參考。

1-2 研究目的

1.參考行政院環保署環檢所相關公告方法以及行政院勞工委員會採樣分 析建議方法的採樣及分析步驟,建立本研究之適用方法。

2.評估固相微萃取技術應用於揮發性脂肪酸檢測之可行性。

3.應用固相微萃取野外採樣的優點,確立環境實際樣品檢測之適用性。

4.經由揮發性脂肪酸檢測值,進而瞭解垃圾污水中惡臭物質的污染源及濃

度值,做為研擬改善方案的參考。

5.迅速提供揮發性脂肪酸初步檢測值,做為有機廢水厭氧處理程序控管條 件的參考數據。

6.利用儀器分析測得科學數據,瞭解有機酸惡臭污染源的濃度變化,提供 處理惡臭污染問題的參考。

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