第三章 研究方法與實驗材料
3.3 水質分析儀器及方法
3.3.1 總有機碳分析
總有機碳(total organic carbon, TOC)常被用來做為有機物評估指 標，因其為綜合性評估，可做為 NOMs 濃度高低參考值。本次實驗 採用 SIEVERS TOC M800 儀器分析，儀器主要原理為利用氧化劑及 酸劑將有機物氧化成二氧化碳，利用該公司研發利用薄膜方法偵測二 氧化碳含量(Membrane Conductometric Detection / Selective
Conductometric)，此方法可避免離子干擾使分析準確度提高許多。在
使用前需先進行歸零校正(TC zero offset)、配製 KHP (anhydrouspotassium hydrogen phthalate)標準液進行 TC 校正及配製 Na
2CO
3標準 液校正 IC 常數。其分析流程大致如下：
1.
將氧化劑及酸劑安裝製 TOC 分析儀器中。2.
依水樣濃度調整氧化劑及酸劑的流量。3.
管線經去離子水沖洗及定期讓氧化劑與酸劑沖洗管線以去除管線 中的空氣，樣品進行分析前須先過濾 0.45µm 薄膜以避免有顆粒性 物質阻塞管線。4.
水樣放置棕色 TOC 瓶將鐵氟龍入水管伸至樣品水中分析，做四次TOC 測定，並取後三次之平均值。
3.3.2 分光光度計
本實驗中使用分光光度計(HITACHI U3010 Spectrophotometer)，
其波長設定在 254 nm，並以實驗室去離子水進行儀器零點校正。隨 後取水樣放至石英比色管中，置入分光光度計儀器中進行分析所得之 數據即為 UV254。UV254
為水中有機物在波長 254 nm 之吸光度，用來
表示 C=C 的含量，其吸收值與有機物含量成一定比例，除上 DOC 即 為 SUVA 值 (specific ultraviolet absorption)，被用來推測有機物中芳 香族的含量。水樣製備前處理須先經過 0.45 µm 濾薄過濾後方能進行實驗。
3.3.3 濁度計
為 HACH 公司所製，型號為 RATIO/XR，適用分析之濁度範圍為
0.2 ~ 2000 NTU。在使用前需利用濁度標準液進行校正即可分析樣品。
3.3.4 pH meter
為 HACH/U.S.A.公司製造，型號為 51935-00。在使用前需使用 pH 校正液進行校正後即可分析樣品。
3.3.5 有機物親疏水性分析
樹脂分級法是利用有機物在不同樹脂上吸附特性不同並結合化 學方法使有機物因親疏水性強弱的不同達到分離的目的。根據樹脂特 性，DAX-8 吸附疏水性物質，XAD-4 吸附嗜水性物質 (transphilic
matter)，親水性物質則通過這兩種樹脂均不被吸附。樹脂分級依據操
作程序不同或使用不同樹脂可有不同的操作流程。雖然樹脂分析
DOC 回復率不到 100%
( Zularisam et al., 2006)，但仍然可以藉由此操作手法 了解有機物在原水中之親疏水性。進行樹脂分級前最關鍵在於對所研究的對象統一實驗參數及對 水樣樹脂體積比例(Wr)的確定，須防止有機物在樹脂上發生吸附穿透 現象，必須選取適當的樹脂量以滿足分析對象的需求，被樹脂吸附比 例達到 50%以上的有機物可被認為是疏水性有機物；如果穿透樹脂比 例達到 50%以上的有機物則被認為是親水性有機物。根據分析之有機 物在樹脂上的吸附穿透曲線確定的 Wr 值為 35，即 1 mL 的樹脂可有 效吸附 35 mL 的水樣。
本研究依 Chow et al. (2007)所提出的溶解性有機物之化學分級方 法及其流程(圖 3-6)進行分析。
第一步 原水過濾 0.45 µm 濾紙後，不做 pH 調整直接通過 XAD-8 樹脂；
第二步 以 10 被床體積稀酸反沖或正淋洗，本次實驗利用 0.1M
H
3PO
4，能被回收者為疏水鹼 (hydrophobic bases, HoB)，不被沖洗的 部分為疏水中性 (hydrophobic neutralfraction, HoN)；第三步 過 DAX-8 的水樣酸化至 pH 2，再過一次 DAX-8 柱，此時 被吸附部分為疏水酸 (hydrophobic acids, HoA )；
第四步 水樣立即過 XAD-4，被吸附的部分為弱疏水酸 (weakly
hydrophobic acids, WHoA)，在任何柱上不吸附的部分稱為親水中性 (hydrophilic neutral fraction, HiN)。
測出各步驟過完樹脂後水樣之 TOC，利用質量平衡觀念得出各組
分所占之百分比。
3.3.6 雷射奈米顆粒/界達電位及分子量量測儀
界達電位量測採用雷射奈米粒徑暨界面電位量測儀，為英國
Malvern 公司製造，型號為 Zetasizer Nano-ZS 之界達電位儀進行量
測。此量測儀適合顆粒低濃度之水樣，界達電位所能分析之粒徑範圍 為 3 nm~10 µm。在量測前需以去離子水清洗樣品槽，樣品置入前避免氣泡產生影 響量測。
圖 3-6 樹脂分級流程示意