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幫汙水做有機氮體檢

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范賢娟｜臺灣師範大學科學教育研究所

現代社會充斥各種化學用品，雖然創造了光鮮亮麗與方便的生活，但也增加了環境中各種化學物質的含量。過去由於監測的方法不夠靈敏，無法檢驗出這些汙染物，現在隨著分析技術與儀器的快速發展，已能檢驗出在水中一些微量的化學物質。雖然一般民眾還鮮少注意到這個問題，但有些科學家慢慢開始累積這方面的研究資訊與處理技術，希望能幫水做健康檢查，了解水中到底有哪些成分，才能當作後續處理的依據。

例如，有機氮本身雖沒有太多問題，但汙水處理時所添加的某些消毒劑如氨、氯胺、臭氧、重鉻酸鉀等會與其反應，而形成含氮的致癌物質，毒性甚至比已經受規範的總三鹵甲烷還大。因為水中有機氮含量不高，通常1公升的汙水中含量不到1毫克，量測不易，所以過去未受注意。因此，提升有機氮的量測技術對於水汙染處理是重要的第一步。高雄第一科技大學環境與安全衛生工程系林怡利教授是薄膜研究的專家，她與水汙染學者合作，改良有機氮的量測技術。

目前主流的測量方法是用水中總溶解氮減掉溶解性無機氮，剩下的就是溶解性有機氮。但是因為水中總氮含量絕大多數是占95％甚至更高的無機氮，加上實驗誤差的關係，因此有機氮的含量計算出來誤差很大，實驗再現性也不高，甚至常會有負值，這樣的結果不具參考性。

針對這個問題，林教授用奈米薄膜濃縮的方式，選擇孔徑介於無機氮與有機氮之間的薄膜，讓無機氮可以通過而有機氮保留下來，大幅提升有機氮的濃度，減少量測誤差。

此外，林教授選用帶負電的薄膜，因為有機氮也帶負電，所以有同性相斥的作用，有助於這些目標物質的截留，也不會在薄膜表面累積而影響到後續的過濾。林教授一開始先用已知成分比例的腐植酸來測試，結果顯示經過這些處理後的水，所測得的溶解性有機氮的含量準確度大幅提升，也不會有負值。接著再用淨水廠的原水來處理，也有很好的效果。

林教授還針對不同酸鹼值、壓力、處理的水量等參數做測試，基本上都確定不同有機氮含量的水質都適合用這種方法處理，不需要另外改變水的特性的添加物。而任何添加物也意味著耗能、增加成本，也可能增加汙染。研究顯示這項技術可以直接應用於當前的水質分析，不用擔心增加成本、耗費時間，甚至造成汙染的問題。

資料來源

《科學發展》2013年12月，492期，72 ~ 73頁

水質(7) 水質分析(2) 科發月刊(5210)

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