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Tech 13 4
Notes
技術專文
表4、結合餘氯與生物毒性之相關性研究
對象 試驗水源 毒性試驗結果 文獻
水 配置水樣 ① 試驗時間為24hr時，氯胺對於水 的半致 濃度(LC50)為0.011~0.168mg/L Fisher et.al., 1999
② 試驗時間為48hr時，氯胺對於水 的半致 濃度(LC50)為0.017~0.238mg/L
類 配置水樣 ① 氯胺濃度達0.76mg/L，即可造成成年 類 ohn A. Zillich, 1972
② 氯胺濃度達0.3mg/L，即可造成
、水 配置水樣 針對不同一氯胺濃度及 露時間之半致 濃度(LC50) Anthony P. Farrel
(48hr) ① 對於 而言，一氯胺LC50=7244*t-0.4525，即當 露時間為48hr，一氯胺對於 之 et.al., 2001
LC50為0.197mg/L
② 對於水 而言，一氯胺LC50=61603*t-1.0748 ，即當 露時間為48hr，一氯胺對於水 之
LC50為0.118mg/L
水 配置水樣 連續進流含結合餘氯之配置水樣， 露時間為24小時之條件下，量測對於水 之半致 濃度 P.A. Taylor, 1993
(24hr) ① 一氯胺之半致 濃度為0.016mg/L
② 二氯胺之半致 濃度為0.027mg/L
然目前廠內廢水及回收處理系統大多使用次氯酸 (NaClO)來進行 ，而次氯酸 (NaClO)加入水中後，經過一連
而中科廠區於2015年與2019年 請清華大學 色化學質譜分析實驗室與交通大學環境工程研究所，分別對放流廢水與 串反應後形成自由餘氯(Free Residual Chlorine)或結合餘氯(Combined Residual Chlorine)，兩者總和稱為總餘氯(Total
製程廢水做生物毒性調查，清華大學依據美國放流水毒性鑑定(Toxicity Identification Evaluation, TIE)程序與毒性減量 Residual Chlorine)如 圖1，且次氯酸受pH影響解離成不同物質如 圖2。 、 以及 流。是環境生態底層的水生生物。最常見的兩種是 狀 (Daphnia pulex)和大型 (Daphnia magna)，
(Toxicity Reduction and Evaluation, TRE)之標準分析流程，其鑑別出影響本廠放流水生物急毒性相關因子與濃度如 表2， 也是國際間常常使用來檢測各項水質的有力工具之一，研究室馴養水 (Daphnia magna)取自於環保 環境檢驗所，已養
而有關國外水中餘氯與生物毒性之相關性研究如 表3、表4，相關文獻皆說明氧化性物質-餘氯對於水 之生物急毒性有著 殖 年並具備繁殖後代的能力以上，如 表6。
總餘氯 D 100
顯著的影響。 90 CL HOCI (OCI ) -
C Zero chlorine demand 2
80
70
Composition 50
B 60
A 總餘氯 40
30
自由餘氯
20
結合餘氯 10
氯添加量 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
結合餘氯 點(break-point) pH
圖1、總餘氯說明 圖2、pH值對次氯酸溶液解離的影響
Step A : 氯氣與次氯酸 溶於水中，形成自由餘氯(HClO 3. 研究方法
、OCl )，先加入的餘氯會與水中還原性物質反應
-
本次實驗以無 生物-水 為測試物種，利用還原
而消耗掉。
劑( 硫酸氫 ，NaHSO )還原放流廢水中殘留的氧化性物
Cl +H O→H +Cl +HClO 3
+
-
2 2 質如 : Cl 、HOCl、O 、ClO 之類氯系或氧系消毒物，目
HClO→H +OCl K=2.81x10 -8 2 3 2
-
+
前工業上常用之還原劑如 表5。
(pH<5.5時主要為HClO，pH>8.5時則主要為OCl )
-
目前廠內多數前段回收處理系統皆添加氧化型藥品來
Step B : 後續產生之餘氯，經一定接 時間後，則會與水
制水處理系統中之 類生長，但此類氧化性物質除 (
中氨、氮系化合物反應形成一系列氯氨(chlora
) 之功能外，一部份也會與水中之氨氮形成氯胺，雖然其
mines)，即為結合餘氯。
氧化 能力較游離氯低，但其存於水中之持久性較游離
NH +HOCl→NH Cl(一 )+H O
3 2 2
NH Cl+HOCl→NHCl (二 )+H O 氯長，若後續隨之被排放至放流水中無適當處理，相對會
2 2 2
NHCl +HOCl→NCl (三 )+H O 對無 動物-水 造成一定之危害，故放流水中試以添加
2 3 2
Step C : 當持續加入更多餘氯，因會與前一步驟產生之結 硫酸氫 還原劑來還原廢水中殘餘之氧化性物質，將可
提高無 水 生物之存活能力，期能透過此實驗測試，
合餘氯進行分解而被消耗，僅剩餘少量結合餘氯
改善既有廠區增加處理設備空間不足問題，又能有效降低
，即為Break-point。
放流廢水之生物急毒性，以達到放流廢水- 活水 之 程
Step D : 後續持續加入的氯，則皆以自由餘氯之形式存在
目標。
，水中僅剩餘少量氯胺，其中又以三氯胺為主要
水 屬於 目。可存在於多種環境中，包括 、
成分，消毒能力較不顯著。
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31 32 33 34
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