水質檢驗 申論題歷屆試題與參考架構

高考三級,民國 102~115 年共 14 份試卷、65 題,其中 65 題附參考答題架構。考這一科的類科:環境檢驗。本頁列出歷年全部題目,參考架構只列開頭的「破題」,完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。

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115 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    檢驗室常用的品管樣品依其產製單位及其可追溯性加以區分,可以分為參考樣品(Reference sample)、參考物質(Reference materials)、經驗證參 考 物 質 ( Certified reference materials ) 及 標 準 參 考 物 質 ( Standard reference materials)等,請分別說明其意義。 (20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    環境檢驗室之品質保證與品質管制體系高度仰賴各類品管樣品以維持數據品質與公信力。本題核心在於依據產製來源、特性值認定程序以及計量追溯性之層級,精確辨析參考樣品、參考物質、經驗證參考物質與標準參考物質四者在定義、驗證程序與品管應用上的本質差異。

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  2. 2

    試說明水中元素萃取消化法-微波輔助酸消化法之測定目的為何?並分別說明微波消化裝置中微波消化瓶材質、矽康油均勻加熱溫度、旋轉盤之轉速為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    水中重金屬與微量元素檢測首重前處理之萃取效率與樣品代表性。本題聚焦於環境檢驗標準方法中之微波輔助酸消化技術,應由消化的化學反應目的出發,進而詳述微波密閉消解設備之關鍵硬體材質規格與操作運轉參數設定。

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  3. 3

    使用感應耦合電漿原子發射光譜儀進行樣品分析時,其分析結果常會受到許多干擾因素的影響,而導致誤差的產生。常見的干擾可分為兩類,分別為光譜性干擾及非光譜性干擾,請說明其發生原因及解決方式。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    感應耦合電漿原子發射光譜儀為水質重金屬檢驗之核心利器,然其分析精確度極易受光學與基質效應干擾。作答應條理分明地將干擾歸納為光譜性與非光譜性兩大類,分別剖析其物理化學成因,並提出標準檢驗方法所規範之具體補償與排除對策。

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  4. 4

    說明河川、湖泊及水庫水質採樣-遙控無人機方式之方法及可能的干擾。並說明河川採樣及水庫採樣之注意事項為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    遙控無人機搭載採樣設備已成為監測難以抵達水域水質之新興科技。本題重點在於闡明無人機採樣之作業程序與潛在干擾機制,並對比河川水流動態與水庫靜態分層水體在採樣實務上之關鍵注意事項與代表性考量。

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  5. 5

    水中總硬度檢測方法-EDTA 滴定法中,測定時可能造成下列干擾問題,此時應如何克服干擾問題?(每小題 5 分,共 20 分)

    (一)有些金屬離子使滴定終點褪色、不明顯或消耗 EDTA,而造成干擾。

    (二)懸浮或膠體有機物質干擾滴定終點。

    (三) pH 值超過某一程度時,造成碳酸鈣或氫氧化鎂沉澱和滴定終點之漂移。

    (四)多磷酸鹽的濃度低於 10 mg/L 時。

    (20 分)

    參考架構・破題

    乙二胺四乙酸(EDTA)滴定法測定水中總硬度係基於金屬離子之螯合反應,其化學平衡易受共存離子、有機膠體、酸鹼值及聚磷酸鹽等基質干擾。本題應針對題述四項特定干擾情境,分別解析其化學干擾機制並提出環境檢驗標準方法所規定之克服方案。

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114 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    依環境部公告地表水水體中氫離子濃度指數 (pH 值)測定法分析有 NIEA W424.53A(電極法)與 NIEA W425.51C(自動監測法) ,請說明電極法的適用範圍、方法概要與步驟、品質控制規範,並列表說明電極法與自動監測法之差異。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    氫離子濃度指數(pH值)為水體化學平衡、重金屬溶解度及水生生態環境之最基本理化指標。本題依據環境部公告之標準檢驗方法,要求考生深入剖析實驗室電極法之操作規範與品管機制,並客觀對比離線電極檢驗與連續自動監測法在水體監測實務上之系統性差異。

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  2. 2

    地下水水質採樣,需先對標準監測井做採樣前洗井工作,今若有一口標準環保監測井,設置於一厚度為 12 公尺的未受壓含水層,井的尺寸為井徑 5 公分,井深自井口到井底為 10 公尺長,井篩開篩自井口下 5 公尺到井底全開篩。

    (一)請問若決定採用井柱水體積置換法進行洗井,將置入抽水泵與自記式水位計置於井體何適當位置?針對相關重要尺寸數字的計算,請列出詳細計算式。(10 分)

    (二)若抽水速率為 2.5 L/min,請問第一次量測水質參數為從開始抽出地下水後幾分鐘?之後每隔多久可以再量測水質參數?(10 分)又於洗井過程中總共量測六次水質參數,紀錄如下表所示,且已知本井場的地下水被質疑為重金屬污染,此時決定開始採樣。

    (三)為求慎重起見,請問「決定開始採樣」的決定是否正確?(10 分)

    (四)若正確請證明如何確認?若不正確請指出錯誤在那裡?(15 分)時 8:00 AM 8:12 AM 8:16 AM 8:20 AM 8:24 AM 8:28 AM次 間數參數 1 2 3 4 5 6 pH 7.5 6.6 7.7 7.0 7.1 7.2 EC 3600 2600 3750 2820 2830 2825

    (45 分)

    參考架構・破題

    本題考環境部公告「監測井地下水採樣方法」(NIEA W103 系列)中井柱水體積置換法的實務:先算井柱水體積與每倍體積所需時間,據以決定抽水泵、水位計位置與量測時點;再用水質參數穩定標準檢驗表中數據,並指出重金屬採樣時只看 pH、EC 不夠慎重。

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  3. 3

    水中色度測定中的方法有那兩種?請說明鉑-鈷比色法的發展背景、適用範圍、測定步驟、品質控管?(10 分)今取一水樣 50 mL,與標準溶液比 色 後,測 得 到該 水 樣 外觀 色度 單 位為 23,試 問 此 時之 水樣 色 度為 何(10 分)?請表列此兩方法之差異(10 分) 。

    (30 分)

    參考架構・破題

    水之色度直接反映水體中有機腐植質、泥沙或工業廢水污染物之存在狀態,分為外觀色度與真實色度。本題核心在於辨別水中色度之兩大標準檢測方法,並詳述經典鉑-鈷比色法之技術細節、公式計算與兩方法之適用特性。

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113 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    某一環境檢驗室人員抽查市售礦泉水樣品,依成分標示進行樣品檢測,分析結果:[Ca2+] = 5.0 mg/L,[Mg2+] = 2.4 mg/L,[Na+] = 11.5 mg/L,[K+] = 1.3 mg/L,[SO42-] = 4.8 mg/L,[F-] = 0.09 mg/L,[Cl-] = 7.1 mg/L(原子量:Ca=40;Mg=24.3;Na=23;K=39;S=32;O=16;F=19;Cl=35.5) 。

    (一)請計算樣品中陽離子當量濃度總和及陰離子當量濃度總和。(10 分)

    (二)請判斷礦泉水成分標示之完整性並詳述水樣未維持電荷中性之可能原因?(15 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    天然水體與市售礦泉水在宏觀物理化學性質上必須符合溶液電中性原理,即水中所有陽離子所帶正電荷總當量必等於陰離子所帶負電荷總當量。本題應藉由離子濃度與化學當量之嚴謹換算,評估標示離子之平衡性,並從水質化學觀點深入探討電荷不平衡之成因。

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  2. 2

    某環境檢驗室檢測畜牧糞尿處理中心之放流水(非排放於自來水水質水量保護區內),分析結果為:BOD = 250 mg/L,COD = 50 mg/L,NH3-N = 200 mg/L,TKN = 160 mg/L,請針對放流水之檢測結果,進行數據之合理性和合法性等評估?若不合理之可能原因?(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    水質檢驗數據之審查首重化學熱力學邏輯之一致性與法規符合性。本題應針對畜牧廢水放流水檢驗所得生化需氧量、化學需氧量、氨氮及總凱氏氮等數據,進行化學理論上的矛盾檢核、法規排放標準符合度評估,並深度剖析導致異常數據之檢驗干擾成因。

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  3. 3

    海水基質複雜且重金屬濃度偏低,若欲測定其中之溶解性鎘、銅、鎳、鉛及鋅等元素,易受海水基質中之鹽類干擾。請詳述降低海水基質中鹽類干擾及進行樣品濃縮,以提高溶解性重金屬濃度之前處理方法和原理,及分析與採樣過程中可能發生的污染來源或干擾。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    海水檢測為高鹽基質與極微量分析之極端挑戰。海水所含巨量氯化鈉等鹽類在儀器霧化與游離時會造成極強之物理與光譜抑制,且目標微量重金屬濃度多在微克每公升甚至次微克等級。作答應貫串基質分離、樣品濃縮、採樣防污染與分析干擾排除之完整架構。

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  4. 4

    環境檢驗室須建立及維持其品質系統,以確保其檢測結果的公信力。請詳述河川污染指數(RPI)之 4 項理化水質參數中含氮物質為何?另說明此物質於檢驗室分析時,所需執行之 6 項品質管制措施及其相對的品質管制範圍。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    河川污染指數(RPI)為評定地表水體有機受納負荷之法定整合指標,其檢測品質攸關水體環境等級評定。本題第一部分應精準鎖定指數中之含氮參數為氨氮,第二部分則須系統化論述環境檢驗室依循品質系統規範,針對該項目所必須執行之六大品管管制技術措施與其允收標準範圍。

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112 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請說明查核樣品(Quality check sample)和添加樣品(Spiked sample)的配製方法、分析頻率及其在水質檢測中的目的。(25分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    水質檢驗室之品質保證機制主要透過查核樣品與添加樣品分別監控檢測系統之「系統準確度」與「基質干擾度」。本題應採取對比架構,條理清晰地闡明二者在配製來源、執行頻率及品管目標上之核心異同。

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  2. 2

    事業放流水採樣可分為抓樣(Grab samples)和混樣(Composite samples),請說明這兩種採樣之執行方式及樣品分析結果代表的意義,並列舉三種不適合以混樣方式採樣分析之水質項目及其原因。(25分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    放流水採樣為環境檢驗數據具備法定效力之第一道關卡。抓樣與混樣分別針對瞬間污染波峰與長時期平均排放負荷進行取樣監測。本題重點在於辨析兩者之執行模式與代表性意義,並從物理化學易變性切入,深度論證不可進行混樣分析之特定水質項目。

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  3. 3

    飲用水中之總三鹵甲烷可利用吹氣捕捉氣相層析法加以分析,請說明目前我國總三鹵甲烷的飲用水水質標準包含那四種三鹵甲烷濃度的總和及其標準值為何?若一飲用水之水源受海水入侵,此四種三鹵甲烷的濃度會有何種趨勢上的變化?原因為何?(25分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    自來水加氯消毒產生之三鹵甲烷為具潛在致癌性之消毒副產物。本題融合飲用水水質管制標準與鹵化動力學化學理論,作答應明確列舉總三鹵甲烷涵蓋之四項化合物及其法定制限值,並深入推導海水入侵導致溴離子激增時之副產物物種消長與轉化機制。

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  4. 4

    請說明水中總有機碳檢測方法—過氧焦硫酸鹽紫外光氧化/紅外線測定法(NIEA W531.51C)的原理,及檢測水樣中非揮發溶解性有機碳時,所需之前處理方法及其目的。(25分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    水中總有機碳(TOC)能客觀表徵水中有機物總當量,不受氧化率高低限制。本題依據環境部標準檢驗方法,剖析過氧焦硫酸鹽配合紫外光低溫催化氧化紅外線測定之反應機理,並詳盡論述非揮發溶解性有機碳(NPDOC)測定前處理之化學調控與物理吹除目的。

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111 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    在水體流動性與交換性低的水域,如水庫或港灣等地,在日照強烈的夏季,其水體常會出現水溫分層現象,請解釋此現象形成的原因。(13 分)如果要完整收集各水層的水溫分布資料,應該如何進行測量?(12 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    水溫為控制水體密度、氣體溶解度及生物地球化學循環之關鍵物理參數。本題聚焦於低流動性水域在夏季強烈日照下產生水溫分層之熱力學與流體力學機制,並進一步說明野外水質採樣現場建立完整水溫垂直剖面之儀器選用與標準測量作業程序。

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  2. 2

    請說明分析自然界水樣中的大腸桿菌群數量的意義為何?(13 分)並說明如何以濾膜法測定水中大腸桿菌群?(12 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    水質微生物檢驗為防範水媒傳染病爆發之核心公衛屏障。本題核心在於申論大腸桿菌群作為水質糞便污染指標生物之理論依據與公衛意涵,並依標準檢驗方法詳述濾膜法之無菌操作、選擇性培養與典型菌落鑑定流程。

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  3. 3

    進行水樣的生化需氧量(biochemical oxygen demand)分析時,採取的水樣通常需要經過稀釋。請問稀釋過後的水樣在經過五日的培養後,其溶氧須符合那些條件才是可靠的稀釋倍數?(13 分)此外,請說明如何進行稀釋水的空白分析?(12 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    生化需氧量(BOD5)分析之可信度極度取決於水樣稀釋倍數之合理性與稀釋水自身品質之潔淨度。本題應精準切入標準檢驗方法中關於五日溶氧消耗量與殘留量之法定判定判準,並完整交代稀釋水空白分析之操作程序與品管允收極限。

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  4. 4

    請說明以維生素丙方法分析水樣的磷濃度時,為何要加入硫酸溶液及過硫酸銨,並進行加熱處理?(12 分)上述水樣隨後要加入硫酸、酒石酸銻鉀、鉬酸銨及維生素丙的混合溶液,請說明其作用原理及分析方法?(13 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    水體中總磷檢測涉及全有機磷與多磷酸鹽之消解水解轉化,以及正磷酸鹽之特異性鉬藍顯色光譜測定。本題分兩階段解析:前半部探討過硫酸銨酸性加熱消化將各型態磷轉化為正磷酸根之化學破壞機制;後半部闡明正磷酸根與鉬酸銨、酒石酸銻鉀及抗壞血酸生成鉬藍錯合物之化學呈色原理及分光光度分析流程。

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110 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請說明環境檢驗室建立試劑水基質中待測物方法偵測極限之步驟。當檢測數據低於方法偵測極限與檢量線最低點時,請說明數據表示方式。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    方法偵測極限(MDL)為界定檢驗室分析系統定性可靠度之計量邊界,而定量極限則決定數據精確定量之門檻。本題依據環境檢驗品質管制標準規範,系統化說明在潔淨試劑水基質中建立方法偵測極限之標準實驗與統計程序,並精準闡述數據低於極限值時之法規報告表示規範。

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  2. 2

    有機氮、氨、亞硝酸鹽、硝酸鹽此四種氮的形式為環境學者所關心的,請說明利用水中凱氏氮檢測方法(有機氮)、靛酚比色法(氨) 、鎘還原法(亞硝酸鹽及硝酸鹽)等三種方法檢測上述四種氮物種之檢測原理,及其對河川水體與自來水供水所造成的可能影響。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題聚焦於水中氮循環物種之檢驗原理及其對受納水體與民生飲用水之環境衝擊。作答應分別剖析凱氏氮、靛酚比色法及鎘還原法之反應機制與定量換算邏輯,並從水質耗氧、水生毒性、淨水加氯干擾及公共衛生風險等構面,全面闡述四種氮形式對河川與自來水之危害。

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  3. 3

    色度的檢測有兩種標準檢測方法,分別為水中真色色度檢測方法(分光光度計法)及水中色度檢測法(鉑鈷視覺比色法),請說明這兩種檢測方法之方法概要與適用範圍及色度在環境上的應用。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    水體色度來自懸浮固體與溶解性物質,其中經去除濁度後由溶解性物質引起者稱為真色色度。本題作答應依序對比分光光度計法與鉑鈷比色法之檢驗原理與操作步驟,明確釐清兩者在水樣特性與色相上之適用範圍限制,並深入闡述色度在飲用水感官接受度、消毒副產物前驅物評估及工業廢水處理監控之環境工程應用價值。

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  4. 4

    請說明採集溶氧樣品之注意事項,另說明利用水中溶氧檢測方法-碘定量法進行溶氧檢測之方法概要、干擾與相關的化學反應方程式。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題測驗水中溶氧(DO)之標準檢驗程序,核心涵蓋採樣防護規範、溫克勒(Winkler)碘定量法之氧化還原反應機制、干擾物之化學作用與修飾排除技術。作答應以精密實驗操作為導向,系統性呈現化學反應式與干擾控制策略。

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109 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    依據河川、湖泊及水庫的特性,選擇適當的採樣器及樣品瓶以採取具代表性的水樣。採樣時應採集一個或數個現場品管樣品,現場品管樣品包括設備空白(Equipment blank)、現場空白(Field blank)、及運送空白(Trip,試說明其意義為何?(20分)blank)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題應以「取得具代表性的水樣」與「用現場空白辨識採樣鏈中的污染來源」為主軸;先依水體垂直、水平變異選採樣器與容器,再逐一界定三種空白的製備方式及判讀意義。

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  2. 2

    試述水中鹼度滴定法之方法概要,其滴定終點所選擇的pH值為何?意義為何?(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    鹼度是水樣接受強酸而不使 pH 急遽下降的能力,主要來自氫氧根、碳酸根與碳酸氫根。作答應交代以標準酸作電位滴定、兩個常用終點所代表的酸鹼轉化,以及結果如何以碳酸鈣當量表示。

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  3. 3

    請比較並說明水中化學需氧量檢測方法-重鉻酸鉀迴流法及海水中化學需氧量檢測方法-重鉻酸鉀迴流法之分析原理為何?分析時兩方法之適用範圍分別為何?(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    兩法都以重鉻酸根在強酸加熱迴流下氧化水中可氧化物質,再由重鉻酸鉀消耗量換算化學需氧量;真正的比較重點在海水高氯基質會產生龐大正干擾,故海水法必須強化氯離子控制、空白與適用性判定。

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  4. 4

    請分別說明水之氫離子濃度指數(pH值)之電極測定方法其目的及校正步驟。(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    pH 電極法的目的,是以玻璃指示電極對氫離子活度的電位響應,配合參考電極與溫度補償,迅速測得水樣酸鹼狀態。校正的核心不是只按下校正鍵,而是以可追溯緩衝液建立零點與斜率並確認量測系統合格。

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  5. 5

    試說明以EDTA滴定法測定水中總硬度之檢測原理及常用的單位為何?當pH值超過某一程度時,可能造成碳酸鈣或氫氧化鎂沉澱及滴定終點之漂移,使所得的結果偏低,此時應如何克服此問題?(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    總硬度主要反映水中鈣、鎂離子的總量;在適當鹼性條件下以 EDTA 與金屬離子形成穩定的一比一錯合物,配合金屬指示劑判定終點,並以碳酸鈣當量報告。高 pH 所致沉澱與終點漂移,可用預滴定、縮短操作時間及控制加藥順序克服。

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108 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    水質檢測過程常需使用標準品進行比對分析,說明並比較一級標準品及二級標準品。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    一級與二級標準品的差異,核心在能否直接由稱量與化學計量建立量值,以及其計量追溯鏈長短。一級標準品是建立濃度基準的高品質物質;二級標準品則須先與一級標準品或更高階參考標準比較、標定後使用。

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  2. 2

    說明總固體及懸浮固體乾燥重量檢測法的意義及流程?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    總固體是一定體積水樣經蒸發、乾燥後留下的全部殘渣;懸浮固體則是水樣通過規定濾材後被截留並乾燥的部分。兩者都屬重量分析,關鍵是代表性取樣、預稱重、規定乾燥條件與恆重。

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  3. 3

    在水質檢測中,除了物理性及化學性的檢測項目,有時也建議進行水生生物毒性檢測,請說明其原因為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    物理、化學分析告訴我們水中有哪些可量測因子,生物毒性試驗則回答整體水樣對生物是否造成不良效應。由於未知污染物、混合效應與生物可利用性無法由少數化學項目完整推估,因此兩類證據應互補,而非互相取代。

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  4. 4

    說明使用電極法測定水中溶氧時,其校正及測定程序分別為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    溶氧電極法係以膜式電化學感測器量測氧通量所產生的訊號,換算水中溶解氧;作答宜把「校正建立飽和或零氧基準」與「現場測定時控制溫度、壓力、鹽度、流速及氣泡」分開敘述。

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  5. 5

    採取事業放流水時,因為品管管制需求,可能需要在採樣現場採取的空白樣品有那幾類?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    事業放流水現場空白的功能,是把採樣、現場處理、運送與保存各環節可能帶入的污染分開追查。作答可按「有無接觸設備、是否在現場開封、是否全程密封同行」分類為設備空白、現場空白與運送空白,並補充特定現場處理所需的程序空白。

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107 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    水中六價鉻比色法檢測乃利用六價鉻與二苯基二氨脲(1,5-Diphenylcarbazide)在酸性溶液中反應生成紫紅色物質,再以分光光度計於波長 540 nm 處量測定量之。下列為以六價鉻比色法檢測並配合標準品添加實驗,分析一電鍍廠排放水樣品中的六價鉻所得的數據。樣品溶液的透光率 = 31.6%樣品與添加標準品之混合溶液的透光率 = 3.16%在標準品添加過程中,將 600.0 μL 含 1000 mg/L 六價鉻的標準溶液添加到 100.0 mL水樣中。在無檢量線情況下,試計算水樣中六價鉻濃度值(mg/L)。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題可在無檢量線時利用比耳定律與標準添加法:先將透光率轉成吸光度,再以添加前後吸光度與實際體積稀釋關係聯立,求得原水樣六價鉻濃度;不能直接拿透光率相減或相除。

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  2. 2

    水中生化需氧量檢測方法中,葡萄糖(Glucose; C6H12O6) -麩胺酸(Glutamic acid; C5H9NO4)標準液常被用來進行實驗室分析的精密度及準確度的測定。此標準液乃溶解 0.1500 g 葡萄糖及 0.1500 g 麩胺酸於試劑水中,並稀釋至 1 L 而成。

    (一)試計算葡萄糖-麩胺酸標準液的理論 BOD 值。(10 分)假設麩胺酸的氮反應後變成 NH3;Glucose 分子量 = 180;Glutamic acid 分子量 = 147。

    (二)檢測方法中提到葡萄糖-麩胺酸標準液之統計 BOD 值為 198 ± 30.5 mg/L。若一實驗室測得 BOD5 值為 200 mg/L,且 BOD 分析符合擬一階反應動力(pseudo-first order reaction kinetic),試計算一階反應動力常數之值(單位:1/day)。 (10 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    先用完全氧化的化學計量求葡萄糖與麩胺酸各自的終極需氧量,再把實測五日 BOD 視為擬一階反應累積值反求速率常數。題目已指定麩胺酸的氮停在 NH3,因此不得另加硝化需氧量。

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  3. 3

    請說明水中總有機碳檢測方法-燃燒/紅外線測定法(NIEA W530.51C)的方法概要、適用範圍及方法偵測極限。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題依「適用水體—碳的轉換與偵測—偵測極限」三層作答,並先區分總碳、無機碳與總有機碳,避免只寫儀器名稱而未交代如何扣除無機碳。

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  4. 4

    水中總磷之手動消化流動注入分析法-比色法(NIEA W444.51C) ,乃利用流動注入分析系統(Flow Injection Analysis; FIA),將分別經硫酸及過氧焦硫酸鉀消化後轉化成正磷酸鹽的多磷酸鹽(Polyphosphate)及有機磷消化液導入 FIA,並使正磷酸鹽與鉬酸銨(Ammonium molybdate)和酒石酸銻鉀(Antimony potassium tartrate)在酸性條件下反應成錯合物。接著此錯合物被維生素丙溶液(Ascorbic acid solution)還原為另一藍色高吸光度物質,於 880 nm 波長量測其波峰吸光值並定量水樣中之磷化物含量。

    (一)與水中磷檢測方法-分光光度計/維生素丙法比較,請說明流動注入分析法的優點。(10 分)

    (二)繪圖說明總磷分析之 FIA 系統組裝架構。(10 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題應把手動消化與自動流動分析分開說明:前處理負責把各形態磷轉為正磷酸鹽,FIA 則以固定流路完成顯色、偵測與定量;第二小題用可照畫的文字流程圖呈現。

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  5. 5

    一水樣之 pH = 9.5 且所含的碳酸氫根濃度為 100 mg/L。假設水樣為理想溶液(ideal solution),請計算水樣之總鹼度(Total alkalinity)並以 mg/L as CaCO3 表示之。(20 分)(碳酸的酸解離常數 pKa1 及 pKa2 分別為 6.35 及 10.33)

    (20 分)

    參考架構・破題

    總鹼度是水中可接受質子的淨當量濃度;本題在鹼性範圍除碳酸氫根外,尚須由第二解離平衡算出碳酸根,並加入氫氧根、扣除氫離子,再換算為碳酸鈣當量。

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106 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    說明不同寬度及深度河川進行現場採樣時之原則。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    河川採樣的核心不是機械地取河心表水,而是依寬度、深度、流量分布與混合程度設計斷面及垂線,使合成結果能代表整個通水斷面,並避開岸邊與底泥造成的偏差。

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  2. 2

    說明卡爾森指數(Carlson Trophic State Index, CTSI)之用途及其計算所需之水質參數檢驗方法。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    卡爾森優養指數是把水體透明度、藻類生物量與營養鹽狀態轉成同一尺度,再綜合判斷湖庫營養程度;作答須同時說明用途、公式涉及的三項參數及各自檢驗方法。

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  3. 3

    說明檢測生化需氧量(BOD)需要植菌之時機及如何準備菌種。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    BOD 測的是特定培養條件下微生物耗氧量;只有水樣本身具有足量、適應性良好的微生物時才可不植菌,否則應加入經確認的菌種,並以植菌空白修正菌種本身的耗氧。

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  4. 4

    進行自來水系統水質採樣時,樣品運送之品質管制應包含那些措施及紀錄。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    自來水樣品離開採樣點後,運送品質管制的目標是維持樣品身分、濃度與微生物狀態不變,並用可追溯紀錄證明保存溫度、時限、封緘及交接均受控。

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  5. 5

    說明下列檢測重金屬儀器之原理:火焰式原子吸收光譜儀、電熱式原子吸收光譜儀、感應耦合電漿發射光譜儀。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    三種儀器都利用元素特有的能階訊號定量,但火焰式與電熱式原子吸收量測「基態原子吸收光」,感應耦合電漿發射光譜則量測「受激原子或離子放出的光」;以原子化方式、訊號形成及性能比較作答最清楚。

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105 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    採樣的目的是要採集具代表性的樣品,但是採集的體積也必須夠大以滿足分析需求及符合樣品的代表性等功能。常見者有單一樣品、混合樣品、整合樣品(Integrated samples),請分別說明其如何進行?其意義為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    三類樣品的差別在所代表的尺度:單一樣品代表特定時地,混合樣品整合一段時間或流量變化,整合樣品則合併同一時段不同空間位置;作答應同時交代採法、代表意義與不適用情形。

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  2. 2

    試說明水域油污採樣之基本原則及可能干擾因子為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    油污在水面呈斑塊或薄膜且易受風、流、乳化與器壁吸附影響,因此採樣重點是先界定污染分布,再以直接裝瓶、少轉移、完整保存的方式取得能代表油相與水相的樣品。

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  3. 3

    請說明硫酸鹽測定之意義,並說明硫酸鹽測定之重要性。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    硫酸鹽是天然水與廢水中常見的主要陰離子;測定不只為取得一個濃度值,還可反映地質溶出、工業或農業輸入、氧化還原反應,以及對飲用、管網、處理程序與受納水體的影響。

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  4. 4

    試比較水中氨氮檢測方法-氨選擇性電極法及靛酚比色法之分析原理?分析時可能造成之干擾因子為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    兩法都測氨氮,但氨選擇性電極把銨離子鹼化成氣態氨後量測膜電位,靛酚法則把氨轉成藍色化合物量吸光度;應以「轉換反應—訊號—適用濃度—干擾」對照作答。

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  5. 5

    試說明水中金屬檢測方法-石墨爐式原子吸收光譜法之基本原理。又本方法干擾主要來自分子吸收、化學和基質等干擾效應,試述除去各干擾效應之基本作法為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    石墨爐式原子吸收光譜法是將少量水樣在石墨管內依序乾燥、灰化及原子化,再由待測元素的特性吸收量定量;作答應先交代訊號形成,再按分子吸收、化學及基質干擾分別提出校正方法。

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104 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    依據我國現行飲用水水質標準,總硬度的單位為何?某水樣鈣離子濃度為 82 mg L ,鎂離子濃度為 76 mg L ,則其總硬度為多少?(Ca = 40, Mg = 24.3)(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    總硬度應統一換算成碳酸鈣當量表示,不能直接把鈣、鎂的質量濃度相加;本題以離子價數求各自當量後加總。

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  2. 2

    水質分析品質管制(QC)措施中,常見者有重複樣品分析、查核樣品分析、添加樣品分析,請分別說明其如何進行?測值一般分別如何計算?意義為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    三種品質管制分別回答精密度、準確度及基質效應:重複樣品看同一樣品能否重現,查核樣品看方法能否測回已知真值,添加樣品則看真實樣品基質中的回收情形。

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  3. 3

    水樣導電度常用的單位為何?試述以導電度計量測水樣導電度之原理及主要步驟。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    導電度是水中離子傳導電流能力的量度,測值同時受離子種類、濃度及溫度影響;作答應交代電極電導、電池常數與溫度校正三個核心。

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  4. 4

    試以亨利定律(Henry’s Law)說明天然水中溶氧之溶解度。水樣進行溶氧採樣時,應注意那些事項?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    亨利定律說明氣液平衡時溶氧濃度與氧分壓成正比,但比例常數受溫度、鹽度及水質影響;採樣重點則是維持現地狀態,避免曝氣、氣泡與生物反應改變溶氧。

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  5. 5

    某水樣之總氮濃度為6.81 mg L 、NH3 1.70 mg L 、NO −2 -N 5.4 μ g L 、NO3− 6.38 mg L ,試計算其有機氮濃度( mg L )?凱氏氮濃度( mg L )?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    氮的質量平衡必須先把各物種全部換成以氮計的同一單位;題目將亞硝酸鹽標為NO2--N,但硝酸鹽寫成NO3-,故後者須由硝酸根質量換算成氮質量。

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103 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    原子光譜儀分析系統可以外標準品或內標準品方法校正之。請分別說明兩方法目的、校正步驟及結果計算。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    外標法以獨立標準溶液建立訊號與濃度關係,內標法則用分析物訊號相對於固定內標訊號的比值校正操作及儀器波動;兩者都要從目的、配製校正液、建線及回算結果完整說明。

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  2. 2

    請說明自來水消毒所使用之漂水(次氯酸鈉)中有效氯及自來水中殘餘氯含量檢驗原理、方法及濃度計算。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    漂水的有效氯是其氧化能力折算成氯氣當量,宜以碘量滴定;自來水殘餘氯則應區分自由有效餘氯與總有效餘氯,常以DPD顯色法測定。兩者的反應、終點與濃度換算須分開作答。

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  3. 3

    以原子吸收光譜法並配合標準品添加法檢測河水樣品中的銅含量。在添加過程中,將 1000 ppm 銅標準溶液 100.0 µL 添加到 100.0 mL 水樣中,可獲得下列各項數據:樣品溶液吸收值 = 0.500樣品與添加標準品之混合溶液吸收值 = 1.020請計算水樣中銅濃度值(ppm)。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題是單點標準添加法:同一水樣添加已知銅量後,吸收值的增加只來自添加標準,利用添加前後訊號差即可反推原樣濃度;計算時要注意添加體積及總體積。

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  4. 4

    請說明氣相層析儀及液相層析儀分析原理。如何決定以氣相層析儀或液相層析儀分析水中有機物?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    氣相與液相層析皆靠分析物在固定相與流動相間分配差異而分離;選擇儀器的關鍵不是水樣本身,而是目標有機物的揮發性、熱穩定性、極性、分子量及所需偵測能力。

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  5. 5

    請說明水中總溶解固體(Total dissolved solids, TDS)的定義、檢測目的及方法概要。(12 分)檢測方法中,有關「水樣量」體積量取的決定以及秤重得到之「恆重」定義,亦請說明。(8 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    總溶解固體是能通過規定過濾程序並在濾液蒸發、乾燥後留下的物質,屬操作性定義;本題除定義與目的外,應特別說明如何依預估殘渣量決定水樣體積,以及何謂連續稱量達恆重。

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102 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請詳細說明查核樣品分析品質管制圖之建立及使用步驟。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    查核樣品品質管制圖是把已知濃度樣品的長期測定結果轉成中心線、警告界限與管制界限,用來監視分析系統的準確度及穩定性;答案應依建圖、日常判讀、失控處置三階段書寫。

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  2. 2

    請說明事業放流水採樣方法干擾因子為何?並請說明事業放流水一般不適宜混樣之檢測項目為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題應先以「代表性」與「成分在採樣後是否立即改變」為主軸,說明現場條件、器材及保存均可能造成誤差;再依瞬時性、揮發性、不穩定性及非均相性,整理不宜混樣的項目。

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  3. 3

    請說明水中總硬度檢測方法-EDTA 滴定法原理為何?其分析步驟為何?(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    總硬度主要來自水中鈣、鎂離子;EDTA 滴定法利用其與多價金屬形成穩定螯合物,在適當酸鹼值下以金屬指示劑判定終點,結果通常換算為碳酸鈣濃度。

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  4. 4

    試比較說明⑴水中化學需氧量檢測方法:重鉻酸鉀迴流法及⑵含高濃度鹵離子水中化學需氧量檢測方法,另說明重鉻酸鉀迴流法之原理及干擾因子。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    兩法均以重鉻酸鉀在強酸及加熱條件下氧化水中可氧化物,差異在高濃度鹵離子樣品必須加強遮蔽、校正或採用專用操作,否則氯離子被氧化會造成化學需氧量嚴重正偏差。

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  5. 5

    請說明水中金屬元素萃取消化法-微波輔助酸消化法之原理為何?微波消化裝置使用時之注意事項為何?(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    微波輔助酸消化是以微波使酸液與含水樣品直接介電加熱,於密閉耐壓容器中提高反應溫度與壓力,加速顆粒及有機基質分解,使待測金屬轉入可供儀器分析的溶液。作答重點須兼顧消化效率、污染控制與高溫高壓安全。

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  6. 6

    試說明氯鹽之意義,並說明氯鹽測定之重要性。(10 分)

    (10 分)

    參考架構・破題

    氯鹽在水質分析通常指以氯離子形態存在的可溶性鹽類,是天然水與廢水中的主要陰離子之一。其化學性質相對保守、來源廣泛,因此兼具水質適用性指標與污染追蹤價值。

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其他等別的「水質檢驗」

題目來源:考選部考畢試題查詢平臺(政府資訊公開資料);參考架構為本站自撰,僅供準備方向參考,非官方標準答案。最後更新:。