地特三等申論題
108年
[環境檢驗] 廢棄物檢驗
第 一 題
📖 題組：
廢棄物樣品中之有機物檢測常以氣相層析儀（gas chromatograph, GC）進行定量分析，請說明(一)GC 之原理及其常使用之偵測器（detectors）、(二)熱導偵測器（thermal conductivity detector, TCD）、(三)火焰游離偵測器（flame ionization detector, FID）及(四)鹵素有特別高感度的電子捕獲偵測器（electron capture detector, ECD）等之原理與偵測極限。（每小題 5 分，共 20 分）
廢棄物樣品中之有機物檢測常以氣相層析儀（gas chromatograph, GC）進行定量分析，請說明(一)GC 之原理及其常使用之偵測器（detectors）、(二)熱導偵測器（thermal conductivity detector, TCD）、(三)火焰游離偵測器（flame ionization detector, FID）及(四)鹵素有特別高感度的電子捕獲偵測器（electron capture detector, ECD）等之原理與偵測極限。（每小題 5 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
GC 之原理及其常使用之偵測器（detectors）
思路引導 VIP
本題重點在於「氣相層析儀（GC）」的基本概念，作答時須先點出層析法的核心（移動相與固定相的分配作用），接著列舉幾種實驗室/NIEA標準方法中常見的GC偵測器（如FID、TCD、ECD、MS等）並簡述其適用對象，以獲取完整分數。
小題 (二)
熱導偵測器（thermal conductivity detector, TCD）之原理與偵測極限。
思路引導 VIP
考生看到 TCD，應立即聯想「熱導度差異」與「惠斯登電橋」兩個核心概念。答題時需精準描述載氣與樣品氣體因熱導度不同而導致的電阻變化機制，並強調其為「通用型」且「非破壞性」的偵測器。最後指出其偵測極限約在 ppm 範圍，靈敏度相對較低。
小題 (三)
火焰游離偵測器（flame ionization detector, FID）之原理與偵測極限。
思路引導 VIP
看到 FID（火焰游離偵測器），應立即聯想「氫氣火焰」、「含碳有機物游離」及「微電流測量」三大核心概念。作答時需精確描述有機物在高溫火焰中裂解成離子並產生電流的物理化學過程，並具體寫出其偵測極限的數量級（約皮克級），以及對無機物無反應的特性。
小題 (四)
鹵素有特別高感度的電子捕獲偵測器（electron capture detector, ECD）等之原理與偵測極限。
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想 ECD 的核心機制：放射性同位素（如鎳-63）產生 β 射線使載氣游離形成背景電流，當「高陰電性」物質（如鹵素）進入時會捕獲電子使電流「下降」。接著需精確寫出其對含鹵素化合物極高的靈敏度，偵測極限通常落在皮克（pg）至飛克（fg）等級。