Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/5125
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dc.contributor.advisor曾昭桓zh_TW
dc.contributor.author林坤樟zh_TW
dc.contributor.authorTSANG, LIN KUNen_US
dc.date2005zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:34:05Z-
dc.date.available2014-06-06T06:34:05Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/5125-
dc.description.abstract自來水加氯消毒之副產物三鹵甲烷(THMs)會致癌,其於水中的生成及濃度深受重視。以往在探討三鹵甲烷生成速率時皆需配製多瓶水樣,加氯後,於不同時間取其中一瓶加入去氯劑,再以液-液萃取或頂空氣相採樣等方法取樣並配合氣相層析儀(GC)分析之,其前處理步驟費工費時。 本研究採用頂空固相微萃取法(HS-SPME)進行上述的動力探討,只需一瓶加氯之水樣,於一定溫度下,在不同時間點不需去氯,利用採樣纖維直接濃縮反應瓶頂空間之氣體再注入GC分析。以三氯甲烷生成為例,顯示與傳統方法有相同之結果,卻可省掉以往研究中需多瓶水樣、除氯等繁複步驟。另外,以頂空固相微萃取法分析CHCl3、CHCl2Br、CHClBr2、CHBr3所得方法偵測極限分別為0.020、0.015、0.026、0.037 µg/L。 研究顯示,利用單瓶水樣不去氯直接以HS-SPME採樣分析水中三鹵甲烷生成速率確實可行。利用此方法探討三鹵甲烷生成速率,研究結果顯示當存在足夠氯劑量時,腐植酸加氯反應,其三鹵甲烷生成動力學符合假一階反應動力模式。氯劑量5 mg/L添加於含2 mg/L腐植酸及0.03 mg/L的溴離子之水溶液,CHCl3最終生成量約佔總生成三鹵甲烷的84.5%,CHCl2Br約13.5%,CHClBr2約2%。CHCl3、CHCl2Br、CHClBr2、TTHMs反應速率常數k分別為0.035、0.067、0.055、0.039(hr-1)。zh_TW
dc.description.abstractChlorination for disinfection purpose of drinking water has lead to the formation of disinfection by-products (DBPs), especially the formation of trihalomethanes (THMs). Due to the harmful potential to human health, THMs have caused great public health concerns. Usually the kinetics of the THMs formation was studied by adding sodium sulfite to stop the chlorination reaction at preset time. Then, THMs was determined using liquid-liquid extraction (LLE) or head space gas sampling by syringe(HSGSS)both coupled with gas chromatography (GC). These analysis processes are tedious. In this study, after mixing sodium hypochlorite with humic acid in water sample, headspace solid-phase microextraction(HS-SPME)was used to collect chloroform occurred in gas phase. After 5 minutes of headspace extraction, the fiber was inserted into GC injection port to determine the amount collected. The process is simpler and faster. In addition, this technique can get lower detection limit for THMs analysis. Detection limits observed were 0.020 μg/L (CHCl3), 0.015 μg/L (CHCl2Br), 0.026 μg/L (CHClBr2) and 0.037 μg/L (CHBr3). In this study, using single bottle of aqueous sample without removing chlorine to study the formation rate of THMs is feasible. As the result, in presence of excess chlorine, THMs formation proceeds as a pseudo first-order reaction. The formation percentages of CHCl3, CHCl2Br, CHClBr2 of total trihalomethanes (TTHMs) were about 84.5%, 13.5%, 2%, respectively in the solution of 2 mg/L humic acid, 0.03 mg/L bromide and 5 mg/L chlorine dose. In addition, the rate constants of CHCl3, CHCl2Br, CHClBr2, TTHMs were 0.035, 0.067, 0.055, 0.039 (hr-1).en_US
dc.description.tableofcontents摘要 I 英文摘要 II 目錄 IV 圖目錄 VIII 表目錄 X 第一章 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究目的 2 第二章 文獻回顧 3 2-1 三鹵甲烷的來源、特性與毒性 3 2-1-1 三鹵甲烷的來源 3 2-1-2 三鹵甲烷的特性 4 2-1-3 三鹵甲烷的毒性 5 2-2 現行相關法規標準值 5 2-3 影響三鹵甲烷生成之因子 7 2-3-1 有機物種類及濃度 7 2-3-2 加氯量 8 2-3-3 溫度 9 2-3-4 pH值 9 2-3-5 溴化物濃度 9 2-3-6 反應時間 10 2-4 水中三鹵甲烷之檢驗法 10 2-4-1 液-液萃取法 10 2-4-2 吹氣捕捉法 11 2-4-3 固相萃取法 11 2-4-4 頂空間氣體採樣法 11 2-4-5 頂空液相微萃取 12 2-4-6 固相微萃取法 13 2-4-6-1 固相微萃取裝置 14 2-4-6-2 固相微萃取操作步驟 14 2-4-6-3 固相微萃取的萃取方式 16 2-4-6-4 固相微萃取原理 17 2-4-6-5 固相微萃取法之應用 21 2-5 利用固相微萃取檢測水中三鹵甲烷之相關研究 22 2-6 三鹵甲烷生成動力學相關之研究 23 2-7 三鹵甲烷生成動力學 29 第三章 實驗器材與方法 30 3-1 藥品與器材 30 3-1-1 藥品 30 3-1-2 器材 31 3-2 儀器設備 32 3-3 試劑的製備 33 3-3-1 三鹵甲烷儲備溶液 33 3-3-2 腐植酸儲備溶液 33 3-3-3 次氯酸鈉儲備溶液 34 3-4 研究架構 36 3-5 實驗方法 37 3-5-1 氣相層析儀操作條件 37 3-5-2 頂空固相微萃取法操作條件之探討 37 3-5-2-1 萃取時間之探討 37 3-5-2-2 GC注射口熱脫附時間的影響 38 3-5-2-3 纖維吸附三鹵甲烷後到注射入GC的時間之影響 38 3-5-3 頂空固相微萃取法分析水中三鹵甲烷生成速率之可行性探討 38 3-5-3-1 三鹵甲烷氣液平衡的時間 38 3-5-3-2 去氯劑用量的選擇 39 3-5-3-3 單瓶水樣-不去氯-HS-SPME與多瓶水樣-去氯-HS-SPME的比較 39 3-5-3-4 不同分析方法之三氯甲烷生成動力比較 40 3-5-4 影響三鹵甲烷生成因子之探討 41 3-5-4-1 腐植酸劑量 41 3-5-4-2 溫度 41 3-5-4-3 溴離子 41 3-5-4-3 氯劑量 41 3-5-4-3 pH 41 第四章 結果與討論 43 4-1 腐植酸分析方法建立 43 4-2 頂空固相微萃取法操作條件之探討 44 4-2-1萃取時間之探討 44 4-2-2 GC注射口熱脫附時間的影響 45 4-2-3 纖維吸附三鹵甲烷後到注射入GC停留時間之影響 46 4-3 頂空固相微萃取法分析水中三鹵甲烷生成速率之可行性 48 4-3-1 三鹵甲烷的氣液平衡 48 4-3-2 去氯劑用量 54 4-3-3 比較單瓶水樣-不去氯-HS-SPME與 56 4-3-4 不同分析方法所得之CHCl3生成曲線比較 57 4-4 影響三鹵甲烷生成因子之探討 59 4-4-1 腐植酸劑量 59 4-4-2 溫度 62 4-4-3 溴離子 65 4-4-3 氯劑量 65 4-4-3 pH 65 第五章 結論與建議 69 5-1 結論 69 5-2 建議 70 參考文獻 71 附錄一. 內文圖表相關數據 76 附錄二. CHCl3於反應溫度20℃時的氣液平衡 84 圖目錄 圖2- 1 頂空液相微萃取裝置圖 13 圖2- 2 固相微萃取裝置圖 15 圖2- 3 固相微萃取操作流程圖 16 圖2- 4 固相微萃取萃取方式 17 圖2- 5 以液-液萃取法研究三鹵甲烷生成動力學之實驗程序 24 圖2- 6 以頂空間氣體採樣法(HSGSS)研究三鹵甲烷生成動力學之實驗程 26 圖2- 7 三鹵甲烷生成曲線(Gallard and Gunte, 2002) 26 圖3- 1 腐植酸製備與測定步驟 34 圖3- 2 研究架構 34 圖3- 3 單瓶水樣-不去氯-HS-SPME分析之步驟 39 圖3- 4 多瓶水樣-去氯後-HS-SPME分析之步驟 40 圖4- 1 腐植酸DOC濃度與UV 254 吸光度之關係 43 圖4- 2 HS-SPME萃取時間的影響 44 圖4- 3 吸附纖維於GC注射口熱脫附時間與熱脫附效率關係 45 圖4- 4 纖維吸附三鹵甲烷後滯留時間的影響 46 圖4- 5 三氯甲烷取樣前靜置時間的影響 46 圖4- 6 含溴三鹵甲烷取樣前靜置時間的影響 50 圖4- 7 三氯甲烷之檢量線 51 圖4- 8 三鹵甲烷之檢量線 51 圖4- 9 頂空固相微萃取法分析水中三鹵甲烷之GC層析圖譜 52 圖4- 10 腐植酸加氯反應後生成物的層析圖譜 53 圖4- 11 亞硫酸鈉添加量對CHCl3生成之影響 55 圖4- 12 添加鹽類對CHCl3訊號值的影響 55 圖4- 13 CHCl3生成曲線 57 圖4- 14 CHCl3生成速率 57 圖4- 15 三種採樣方法所得之CHCl3生成曲線 58 圖4- 16 不同腐植酸劑量之CHCl3生成曲線 60 圖4- 17 不同腐植酸劑量之CHCl3生成速率 60 圖4- 18 不同腐植酸劑量之ln(C∞ - Ct)相對於t的關係 61 圖4- 19 不同反應溫度時CHCl3生成曲線 63 圖4- 20 不同反應溫度時CHCl3生成速率 63 圖4- 21 Arrhenius曲線 65 圖4- 22 三鹵甲烷生成曲線 66 圖4- 23不同氯劑量之三鹵甲烷生成曲線 65 圖4- 24不同pH之三鹵甲烷生成曲線 65 表目錄 表2- 1 三鹵甲烷的物理性質 5 表2- 2 國內外飲用水水質三鹵甲烷標準 6 表2- 3 三鹵甲烷生成速率 28 表3- 1 三鹵甲烷標準品之成份、化學式、濃度與純度 37 表3- 2 氣相層析儀操作條件 37 表4- 1 頂空固相微萃取法、頂空間氣體採樣法和 58 表4- 2 不同腐植酸劑量之CHCl3生成速率 61 表4- 3 溫度與反應速率的關係 64 表4- 4 三鹵甲烷生成速率 67zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher環境工程學系zh_TW
dc.subjecttrihalomethanes formation rateen_US
dc.subject三鹵甲烷生成速率zh_TW
dc.subjectheadspace solid-phase microextractionen_US
dc.subjecthumic aciden_US
dc.subject頂空固相微萃取zh_TW
dc.subject腐植酸zh_TW
dc.title利用頂空固相微取法探討水中三鹵甲烷生成速率的可行性zh_TW
dc.titleInvestigation of the feasibility of studying the trihalomethanes formation kinetics by HS-SPME techniqueen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.languageiso639-1en_US-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.grantfulltextnone-
item.fulltextno fulltext-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
Appears in Collections:環境工程學系所
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