地特三等申論題
106年
[環境工程] 環境化學與環境微生物學
第 一 題
📖 題組：
三、環境固體介質如土壤與底泥中的有機物種類及含量，雖會由於環境條件的不同而有所差異，但其含量均可利用重鉻酸鉀氧化法來決定。環保局為能了解受污土壤的有機物含量，經採樣後，取 0.5 g 土壤進行 COD 實驗，利用 20 mL 的 0.2 M 重鉻酸鉀進行氧化，反應後再以 0.5 M 硫酸亞鐵銨進行滴定，土壤樣品的滴定量為 17.5 mL，空白樣品的滴定量則為 40 mL，請回答下列問題： (一)請說明底泥與土壤樣品中有機物極性及官能基上的差異性。（5 分） (二)請計算土壤樣品的有機物含量。（5 分）
三、環境固體介質如土壤與底泥中的有機物種類及含量，雖會由於環境條件的不同而有所差異，但其含量均可利用重鉻酸鉀氧化法來決定。環保局為能了解受污土壤的有機物含量，經採樣後，取 0.5 g 土壤進行 COD 實驗，利用 20 mL 的 0.2 M 重鉻酸鉀進行氧化，反應後再以 0.5 M 硫酸亞鐵銨進行滴定，土壤樣品的滴定量為 17.5 mL，空白樣品的滴定量則為 40 mL，請回答下列問題： (一)請說明底泥與土壤樣品中有機物極性及官能基上的差異性。（5 分） (二)請計算土壤樣品的有機物含量。（5 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請說明底泥與土壤樣品中有機物極性及官能基上的差異性。
思路引導 VIP
看到本題應先聯想土壤與底泥的「生成環境」差異（好氧 vs. 缺氧）。因土壤多處於氧化環境，有機物分解程度高且含氧官能基多，極性較強；而底泥處於還原環境，保留較多脂肪族碳氫結構，極性較弱。
小題 (二)
請計算土壤樣品的有機物含量。
思路引導 VIP
看到此題，應先辨識為標準的重鉻酸鉀氧化滴定計算（Walkley-Black法原理）。利用空白與樣品的滴定體積差，求出被土壤有機物消耗的氧化劑當量數。接著可直接將當量數乘上 8 轉換為耗氧量（COD）來求百分比；為求答案周延，建議同時計算有機碳含量，並乘上 1.724 轉換為常規的土壤有機質（SOM）含量。
土壤底泥有機物差異
💡 環境氧化還原態決定有機物之官能基種類與極性強弱。
| 比較維度 | 土壤有機物 | VS | 底泥有機物 |
|---|---|---|---|
| 主要環境 | 好氧 (氧化環境) | — | 缺氧 (還原環境) |
| 官能基種類 | 含氧量多 (羧基、羥基) | — | 含氧量少 (脂肪族、烷基) |
| 分子極性 | 高極性 | — | 低極性 |
| 親疏水性 | 較具親水性 | — | 較具疏水性 |
💬氧化程度越高則含氧官能基越多，極性隨之提升。
