第五章、 討論
第二節、 探討分析方法之條件
2-1 探討 pH 值影響污水樣本萃取效率
不加酸、pH5、pH3、pH1 與加入 0.5 mL 之 0.6 N 鹽酸(pH<1)之平均 濃度分別為 4.86、5.48、5.65、7.03、6.84 μg/L(n=3)，變異係數(CV%) 分別為3.01、4.43、6.40、3.41、6.65％。
由pH 值影響污水樣本萃取效率(圖 13)，可以觀察到平均濃度隨著 pH 值的下降而有上升的趨勢，又以 pH 値 1 達到最高點。因為調整酸鹼 度耗費時間長，考量實驗前處理之方便性，以加0.5 mL 之 0.6 N 鹽酸(pH<1) 與pH 值 1 作比較，看兩者是否有差異。以無母數統計檢定比較兩者，
Mann-Whitney 統計檢定結果，雙尾檢定之 P 值為 0.66，遠大於雙尾檢定 之虛無假設α值0.05。
2-2 探討水溫影響污水樣本萃取效率
室溫下、50℃、70℃、90℃之平均濃度分別為 3.75、5.15、6.82、6.16 µg/L(n=3)，變異係數(CV%)分別為 0.17、0.16、0.32、0.34％。
由水溫影響污水樣本萃取效率(圖 14)，可以觀察到平均濃度隨著溫 度的上升而有上升的趨勢，又以70~90℃達到穩定。但 90℃水溫太高，
預熱時間較長，考量實驗快速性，以70℃與 90℃作比較，看兩者是否有 差異。以無母數統計檢定比較兩者，Mann-Whitney 統計檢定結果，雙尾 檢定之P 值為 0.05，大於雙尾檢定之虛無假設α值 0.05。
由統計結果來看兩者無顯著差異，因此樣本之前處理選定水解溫度 為70℃。
0 2 4 6 8
室溫 50℃ 70℃ 90℃
濃度(µg/L)
2-3 探討時間影響污水樣本萃取效率
0min、30min、60min、90min、120min 之平均濃度分別為 3.47、4.23、
6.91、6.82、4.77 µg/L，變異係數(CV%)分別為 6.80、5.51、6.91、4.36、
5.02％。
由時間影響污水樣本萃取效率(圖 15)，可以觀察到平均濃度隨著時 間而有上升又些許下降的趨勢，又以60 分鐘到 90 分鐘達到穩定。考量 實驗快速性，以60 分鐘與 90 分鐘作比較，看兩者是否有差異。以無母 數統計檢定比較兩者，Mann-Whitney 統計檢定結果，雙尾檢定之 P 值為 -0.22，遠大於雙尾檢定之虛無假設α值 0.05。
第三節、生活污水處理廠中壬基苯酚分析之品質保證及管制結果
生活污水處理廠中壬基苯酚分析之品質保證及管制(QA/QC)結果呈 現如表 27 所示。本研究具有穩定又良好的品質保證及管制(QA/QC)結 果。
檢量線建立，檢量線濃度範圍為2.1~171.2 ng/mL，校正曲線呈現良 好的線性關係，其R 平方値為 0.999。同日間及異日間之精確性和準確性 測 試 ， 同 日 精 確 性(CV%) 為 0.41~3.84% ， 同 日 準 確 性 (bias%) 為 0.12~9.81%；異日精確性(CV%)為 0.34~12.8%，異日準確性(bias%)為 0.12~9.71%。長時間分析品質管制測試，滯留時間、波峰面積與波峰高度 之變異係數(CV%)分別為 0.73%、0.15%、2.53%。添加回收率測試，污 水樣本回收率是80.8%；污泥樣本回收率是 79.8%。儲存穩定性測試，以 儲存溶液濃度 171.2 ng/mL 看其穩定性，溫度 4℃下，第 28 天儲存穩定 性達93.8%；溫度室溫下，第 14 天儲存穩定性達 92.4%。
表 27 生活污水處理廠中壬基苯酚分析之品質保證及管制(QA/QC)結果
同日精確性(CV%)：0.41~3.84%
同日準確性(bias%)：0.12~9.81%
異日精確性(CV%)：0.34~12.8%
異日準確性(bias%)：0.12~9.71%
n=3
第四節、分析方法的建立
經過前述分析條件之測試，本研究所建立之前處理步驟如下(圖 16)：
4-1 污水樣本之前處理方法建立
(1) 樣本作酸水解。取 6 mL 的樣本，每個樣本加量 0.6N，0.5 mL 鹽酸，
放入恆溫水浴震盪器中，70℃作用一小時。
(2) 水解作用後之樣本，作液液萃取。加入 3 mL 二氯甲烷，以分液漏斗 震盪器，900 rpm 均勻震盪 15 分鐘。
(3) 樣本高速離心。將樣本以 3000 rpm 高速離心，使萃取液分層。
(4) 樣本吹氮濃縮。取 2 mL 二氯甲烷萃取液，氮氣吹乾，以 1 mL 甲醇 置。
(5) 本利用高效液相層析儀搭配螢光偵測器進行分析。
4-2 泥樣本之前處理方法建立
(1) 乾燥濕基污泥。將污水處理廠各單元之濕基污泥，放置 45℃下的溫 度烘乾。
(2) 秤重樣本，先作第一次液液萃取。將已烘乾的樣本以微量天平秤重 2 g，放入分液漏斗中，置入 100 mL 去離子水與 50 mL 二氯甲烷，再以分
再以1 mL 甲醇與 5 mL 去離子水置換。
(4) 樣本作酸水解。取 6 mL 的樣本，每個樣本加量 0.6N，0.5 mL 鹽酸，
放入恆溫水浴震盪器中，70℃作用一小時。
(5) 水解作用後之樣本，作液液萃取。加入 3 mL 二氯甲烷，以分液漏斗 震盪器，900 rpm 均勻震盪 15 分鐘。
(6) 樣本高速離心。將樣本以 3000 rpm 高速離心，使萃取液分層。
(7) 樣本吹氮濃縮。取 2 mL 二氯甲烷萃取液，氮氣吹乾，以 1 mL 甲醇 置。
(8) 本利用高效液相層析儀搭配螢光偵測器進行分析。
4-3 儀器之分析條件
(1) 移動相流速 1 mL/min，成份組成以氰化甲烷：去離子水= 8 : 2 (v/v) 混和。
(2) 分離管柱為 Supelco C18 column(5 μm,150 x 4.6 mm）。
(3) 管柱溫度設在 30℃。
(4) 螢光偵測器，激發波長為 268 nm，放射波長為 304 nm。
圖 16 污水與污泥樣本前處理步驟
作前處理
第二次液液萃取
樣本高速離心
樣本吹氮濃縮
上機分析 第一次液液萃取
萃取液以甲醇置換
污泥樣本之前處理方法
污水樣本之前處理方法
第五節、探討生活污水處理廠之各處理單元樣本分析結果
5-2 探討三次採樣期間生活污水處理廠之污水壬基苯酚濃度趨勢
生活污水處理廠各處理單元之污水樣本以前述最佳方法條件作酸水 解，三次採樣之平均濃度來看生活污水處理廠的趨勢。發現結果呈現進 流水進入初沉池有下降的現象，但不明顯幾乎與進流水差異不大。之後 進入曝氣池(進)又下降約莫五分之二。隨著處理流程進入曝氣池(出)、二 沉池與消毒池，有上升現象但不明顯。但放流水又比消毒池高了約莫二 分之一(圖 16)。
圖 17 三次採樣期間生活污水處理廠污水的壬基苯酚趨勢
探討上述可能之原因：因為壬基苯酚聚乙氧基醇的特性與一般化學 物質不太相同，壬基苯酚聚乙氧基醇會因為生物降解反而會有上升之現 象。故本研究才有放流水濃度反而比進流水濃度高的結果。
別為7.92、7.83 µg/L。可能原因為壬基苯酚為脂溶性，此單元又有較多 之污泥比例，故在分配作用下，污水中之壬基苯酚化合物由污水分配至 污泥中。
進入曝氣池(出)又微微上升但不顯著。探討可能之原因為壬基苯酚聚 乙氧基醇降解現象在厭氧狀況下較為顯著，而此處理單元為曝氣池，此 處理單元會打入空氣作曝氣作用，因此水中溶氧量較高，呈現有氧之狀 態，故壬基苯酚聚乙氧基醇的降解較不顯著。
隨著處理流程進入二沉池與消毒池，比起曝氣池(出)更有上升趨勢。
探討可能原因：與曝氣(進)至曝氣池(出)上升現象相同，因為壬基苯酚聚 乙氧基醇的生物降解而有壬基苯酚上升之現象。曝氣池(出)與消毒池之平 均濃度分別為4.92、5.62 µg/L，上升了六分之一的比例，因為曝氣池(出) 至消毒池中間過程之處理單元溶氧量較低，生物降解作用較明顯。
而放流水又比消毒池高約莫二分之一。探討之可能因素為消毒池加 氯作水質消毒，而水中氯離子會影響壬基苯酚聚乙氧基醇的降解，氯離 子的自由電子加速了壬基苯酚聚乙氧基醇的降解。
5-3 探討三次採樣期間生活污水處理廠之污泥壬基苯酚濃度趨勢 平均濃度(mg/kg-d.w.)
圖 18 三次採樣期間生活污水處理廠污泥的壬基苯酚趨勢
探討可能之因素：因為曝氣池(進)、曝氣池(出)、迴流污泥三者為相 關且相通之處理單元，在長時間的分配作用下，平均濃度相似，而且溶 氧量較其他處理單元為高，生物降解效果較不明顯。
5-4 探討夏季與冬季生活污水處理廠之污水壬基苯酚濃度趨勢
微生物對壬基苯酚之降解可能會隨季節有所變化，因此本研究探討 夏季與冬季之平均濃度的趨勢。
調查中央氣象局氣象資料。2008 年 9 至 11 月之平均溫度為 25.4℃；
2008 年 12 月至 2009 年 2 月之平均溫度為 18.3℃。而且 2008/11/14 採樣 前一周的平均溫度為22.11℃；2008/12/17 採樣前一周的平均溫度為 18.45
℃；2009/2/12 採樣前一周的平均溫度為 19.58℃。因此 2008/11/14 樣本代 表夏季樣本；而2008/12/17 與 2009/2/12 樣本代表為冬季樣本，並比較兩 季節之趨勢差異。
夏季樣本之處理單元進流水、初沉池、曝氣池(進)、曝氣池(出)、消 毒池、放流水之平均濃度分別為7.88、9.88、3.90、4.64、7.86、14.94 µg/L(圖 18)。
夏季污水樣本發現有以下的現象：
一、與三次採樣平均濃度趨勢類似。壬基苯酚濃度隨著進入曝氣池與污 泥進行分配作用而下降，又因為處理單元的微生物降解作用，壬基苯酚 濃度又有上升現象。但不同的是夏季微生物作用較劇烈，壬基苯酚濃度 上升較明顯，放流水之壬基苯酚濃度會比進流水濃度高約兩倍。
二、進流水進入初沉池濃度有上升現象，與三次採樣平均濃度趨勢之下 降現象不同。可能原因為夏季微生物降解作用比吸附於懸浮固體作用還 明顯。
冬季樣本之處理單元進流水、初沉池、曝氣池(進)、曝氣池(出)、
二沉池、消毒池、放流水之平均濃度分別為 7.94、6.81、5.30、5.13、
5.12、4.51、6.44 µg/L(圖 19)。
0.00 5.00 10.00 15.00
平均濃度(µg/L)
冬季污水樣本發現有以下的現象：
一、進流水隨著處理流程一直有下降現象。可能原因為冬季各處理單元 之微生物降解作用不明顯，反而壬基苯酚化合物之分配作用較明顯，故 壬基苯酚隨著處理流程一直有下降現象，且放流水壬基苯酚濃度比進流 水濃度低。
二、消毒池至放流水濃度高了二分之一倍。可能原因為氯離子對壬基苯 酚聚乙氧基醇的降解有影響。
5-5 探討日間與夜間的平均濃度趨勢
微生物對壬基苯酚之降解可能會隨日夜溫差有所變化，因此本研究 探討日間與夜間之平均濃度的趨勢。
調查中央氣象局氣象資料，200812/16 20:00 至 2009/12/17 08:00 之平 均溫度為15.5℃；2009/2/12 08:00 至 20:00 平均溫度為 23.6℃。以
2008/12/17 樣本代表夜間樣本；而 2009/2/12 樣本代表為日間樣本，比較 日夜間之趨勢差異。
夜間樣本之處理單元進流水、初沉池、曝氣池(進)、曝氣池(出)、二 沉池、消毒池、放流水之平均濃度分別為 8.69、7.07、5.22、4.51、4.41、
4.97、5.30 µg/L(圖 21)。
0.00 5.00 10.00 15.00
進流水 初沉池 曝氣(進) 曝氣(出) 二沉池 消毒池 出流水
處理單元名稱 平均濃度(µg/L)
圖 21 夜間之生活污水處理廠污水的壬基苯酚趨勢
流水壬基苯酚濃度比進流水濃度低。
二、消毒池至放流水濃度高了一些但不明顯。可能原因為溫度對氯的解 離有影響，但氯離子對壬基苯酚聚乙氧基醇的降解仍有影響。
日間樣本之處理單元進流水、初沉池、曝氣池(進)、曝氣池(出)、二 沉池、消毒池、放流水之平均濃度分別為 7.19、6.55、5.37、5.57、5.84、
4.04、7.57 µg/L(圖 22)。
第六節、污水處理廠對於壬基苯酚之移除效率
前述探討到微生物作用會因為季節上的差異而有所不同，污水處理 廠對於壬基苯酚之移除效率也會不同。因此本研究分別探討夏季、冬季 與三次平均採樣濃度，探討污水處理廠對於壬基苯酚之移除效率。
移除效率(Removal%)計算是如下：
移除效率(Removal%)= (進流水濃度-出流水濃度)/ 進流水濃度 × 100%
夏季樣本之處理單元進流水與放流水之平均濃度分別為7.88、14.94
夏季樣本之處理單元進流水與放流水之平均濃度分別為7.88、14.94