环境污染物分析指导老师李依钊老师第2组组员4970N036刘家杰

1、環境污染物分析指導老師： 李 依 釗老師第 2 組組員： 4970N036劉家杰4970N075張宏宇4970N081吳景年4970N082劉耿誌4970N083林建呈4970N085邱柏霖4970N091黃冠勳固體廢棄物分析使用之儀器 :破碎機電子天秤高溫灰化爐 循環送風式烘箱加熱攪拌器熱斷式熱量計採樣分析當在處理某地區的廢棄物時，可先對此區的垃圾做分析，以便作為後續管理、處理、處置之依據，需紀錄垃圾採樣地點、時間。 採樣地點：外宿同學- 宿舍垃圾、組員同學- 家庭垃圾 採樣時間： 5/15/6所累積的垃圾實驗流程採樣 / 粗破碎秤重廢棄物壓密廢棄物 -烘乾/ 分類二次破碎破碎機破碎灰分發熱

2、量高溫灰化爐 (800 -3hr)壓實熱斷式熱量計( 燃燒 30分鐘 )紀錄 / 計算灰分紀錄 / 計算發熱量實驗一、四分法一、原理：首先將所需要之廢棄物傾倒於面積夠大之平面上，接著去除無代表表性之巨大垃圾，注意需將以袋裝之垃圾一併散出，之後攪拌至所有廢棄物混合為止，再以四分法進行縮分。二、實驗器材：1. 剪刀4. 手套2. 大鏟子5. 帆布3. 掃把三、實驗步驟：將所有垃圾一併散出，以鏟子將所有垃圾充分攪拌混合，以剪刀或徒手使所有垃圾小於一種程度，接著將所有垃圾均分為四等分，將對角兩堆垃圾捨棄取另二對角之垃圾，在將生於兩堆垃圾充分混合，再一次均分為四等分，捨棄二對角之垃圾，取剩餘二對角之垃圾

3、即可。四、實驗結果 :第一次第二次紙1.1kg廚餘0.07 kg竹筷0.08 kg竹筷0.18 kg樹葉0.04 kg塑膠0.76 kg保麗龍0.07 kg紙0.91 kg塑膠0.91 kg橡膠0.13 kg鋁0.13 kg保麗龍0.06 kg原重2.20 kg原重2.40 kg分類後2.10 kg烘乾後2.24 kg烘乾分類後2.20 kg五、實驗討論 :這算是滿需要挑戰性的一個實驗。需要有一顆勇敢的心。我們必須將垃圾混合均勻，將其分成四等份時才會均勻。印象非常深的是，當剪刀下去時，總會被垃圾的湯湯水水，濺得滿身 . 。還記得當時進度一直怕趕不上別組。老師還過來提醒說有一些剪得不夠小，實在是

4、戰戰兢兢。如果有貧血的人可能不適合蹲太久，因為突然站起來時會頭暈地上全是垃圾大家也不敢坐，如果能夠提供小板凳的話應該會輕鬆許多。實驗二、單位容積重一、原理 :將垃圾置入採樣盒約八分滿後，提離地 30cm使之自由落下，再填滿廢棄物後，提離地 30cm自由落下，重複三次，即可得知廢棄物之單位容積密度。二、實驗步驟 :步驟一、測量採樣箱的長寬高，並且秤其重量。步驟二、將採集之廢棄物裝入內容積為0.1m3，將垃圾填入採樣箱到八分滿後，提離地 30cm自由落下積實。步驟三、再填滿廢棄物後，提離地30cm自由落下，重複三次，最後填滿採樣箱稱重，即可得知廢棄物之單位容積密度。步驟四、將裝好後的垃圾秤重。三、

5、實驗儀器 :1.尺2.採樣箱3.磅秤4.手套四、實驗結果 :0.4 * 0.4 * 0.4 = 0.064 m32.2 kg / 0.064 m3= 34.38 kgw / m32.4 kg / 0.064 m3= 37.50 kgw / m33(34.38 + 37.50) / 2 = 35.90 kgw / m五、實驗討論 :剛開始做這個實驗時，真後悔沒去買耳塞。那噪音真是跟垃圾的臭味一樣擾人。在處理垃圾時也不可以裝太滿，要讓它自然堆積。最後在秤重的時候也必須注意單位。離地 30CM大概在大腿的位置，放開時兩手要同時放開。並且注意不要打到腳了。實驗三、實驗物理分析一、原理 :將烘乾後之廢棄

6、物樣品平舖於塑膠布上，依據各類去做分類，如塑膠類、玻璃類、陶瓷類等等，及其他類（含 5mm以下之雜物）分類後稱重，各組成重量所佔廢棄物乾重之百分率即為物理組成。二、實驗步驟 :步驟一、測完單位容積重，將其中一組廢棄物樣品取至烘乾，另外一組廢棄物樣品分類並個別秤其重量。步驟二、依分類，分別將樣品中各物理組成置於容器中，以磅秤或上皿天平測得各濕基垃圾組成重量百分率。三、實驗儀器與藥品：1. 平板或帆布及容器2. 磅秤3. 上皿天平4.5mm篩四、實驗結果 :濕基組成紙1.10 kg / 2.10 kg = 0.523 =>52.3%竹筷0.08 kg / 2.10 kg = 0.038 =&

7、gt;3.8%樹葉0.04 kg / 2.10 kg = 0.019 =>1.9%保麗龍0.07 kg / 2.10 kg = 0.033 =>3.3%塑膠0.91 kg / 2.10 kg = 0.433 =>43.3%損失0.10 kg / 2.20 kg = 0.045 =>4.5%乾基組成廚餘0.07 kg / 2.20 kg = 0.027 =>2.7%竹筷0.18 kg / 2.20 kg = 0.086 =>8.6%塑膠0.76 kg / 2.20 kg = 0.345 =>34.5%紙0.91 kg / 2.20 kg = 0.422

8、=>42.2%橡膠0.13 kg / 2.20 kg = 0.054=>5.4%鋁0.13 kg / 2.20 kg = 0.050=>5.0%保麗龍0.06 kg / 2.20 kg = 0.036=>3.6%損失0.16 kg / 2.24 kg = 0.071=>7.1%五、實驗討論 :這實驗考驗的是誤差率 ，要非常細心 。不只要注意單位，還要注意物品秤重時的容器。不讓它掉出還真是非常困難。最有趣的是裡面還有排泄物，傷透腦筋的我們討論不出要放到哪個分類最終被分到了廚餘，畢竟都是同樣可以做肥料的東西。實驗四、三成分 - 水分、灰分、可燃分一、原理 :水分：將分

9、類完的廢棄物採樣完畢並一一稱重後再放置於循環送風式烘箱中，並以 105烘乾至 72hr 後取出再次稱重，所失去的重量佔廢棄物重量的百分率即為廢棄物之含水率。灰分：把稱重完的樣品放置到坩堝中( 大約八分滿 ) ，並在高溫灰化爐中呆 3 小時 ( 條件：溫度已達到 800為準 )，剩下的灰燼重量佔原樣品的重量百分率即為原樣品的乾基灰分。可燃分： ( 樣品總重量 ) ( 水分 +乾基灰分 )的重量可燃分。二、實驗器材 :1.坩堝 x6 個2.上皿天平3.勺子 x14.高溫灰化爐5.循環送風式烘箱三、實驗步驟 :水分步驟一：把鐵箱中的垃圾裝成一包。步驟二：再來放置在烘箱中以105烘乾至 72hr 。步

10、驟三：烘乾完後稱重一次。步驟四：再來將垃圾分類完後還要一一各稱重並記錄。灰分步驟一：將坩鍋及坩鍋蓋洗乾淨後放入烘箱烘乾(一 小時)。步驟二：然後記錄坩鍋上的編號並一一稱重。( 以便知道分類的種類放在哪一個裡頭)步驟三：將破碎的不同種類的垃圾放置在坩鍋裡(約八分滿 ) 。步驟四：裝好之後再各別稱重一次並記錄。步驟五：蓋上坩鍋蓋放入到高溫灰化爐中讓它灰化。( 條件 : 溫度至 800並恆溫 3 小時 )步驟六：最後等其冷卻再來稱量( 約接近 100 度時就可量測，以免空氣中水氣再跑進去) 。四、實驗結果 :廚餘紙類橡膠保麗龍水分灰化試料 ( 前 ) 12.17 g1.2523 g1.9973 g3

11、.2522 g(3.2-1.52)/3.2灰化試料 ( 後 ) 0.339g0.4899g0.0392g0.0125g*100%=61.85%廚餘0.027 g / 13.170 g = 0.033竹筷0.0391 g / 1.5523 g = 0.444紙0.019 g / 2.2973 g = 0.034塑膠0.003 g / 3.8522 g = 0.058金屬10.00054+0.17986+0.008493+0.001446+0.005=0.030.03*(1-0.6185)=0.0114=1.14%-灰分100%-(61.85%+1.14%)=37.01%-可燃分水分 =61.85

12、% ,灰分 =1.14% ,可燃分 =37.01%五、實驗討論 :非常久的實驗 。在加溫的時候 ，會有一個非常臭的味道。加溫之後還要讓它降溫，其中等待的時間真是令人難過。由於加溫是到 800 度，降溫後也有一百度，所以必需非常小心。降溫後取出時可以請不容易手抖、緊張的組員來負責。這個實驗在等待降溫時可以請同組同學輪班，比較不會耽誤的大家的課餘時間。實驗五、發熱量一、原理:用成型器將樣品擠壓成型後秤重，置於熱量計中之燃燒彈筒之燃燒皿上，使用點火之鎳鉻線，將它纏起線之兩端，連接到發火之電極，再將彈筒蓋緊，通入壓力氧氣，並將儀器事先設定完成，以求得樣品之發熱量。二、 實驗器材 :1. 勺子 2. 壓

13、錠成形器 3. 熱斷式熱量計 ( 包含燃燒彈筒、棉線、燃燒皿 )4. 天平 5. 氧氣鋼瓶三、 實驗步驟 :步驟一：將已粉碎之各類固體廢棄物依序利用成形器擠壓成型，於天平稱重。步驟二：鎳鉻線上綁上棉線，將成型樣品放入燃燒皿中，並壓於棉線上。步驟三：開機後，將氧氣鋼瓶一併打開。步驟四：將彈筒蓋緊，放入熱斷式熱量計中，置入前輸入重量。步驟五：等待燃燒約三十分鐘。步驟六：取出、擦乾，並紀錄熱量。步驟七：重覆數次前六步驟至六樣品測量完成。四、實驗結果 :塑膠保麗龍木材紙類皮革廚餘重量 g0.25160.22260.21870.23760.65160.9306熱量 cal/g83358527326630

14、1443923826乾基高位發熱量3500.7+929.443+261.28+1003.662+158.112+195.126=6048.3cal/g溼基高位發熱量Hk=Hd*(1-w) w= 可燃物含水分6048.3*(1-0.6185)=2307.42cal/g濕基低位發熱量HL = Hk - 6(9H+w)2307.42-6*(9+0.6185)=2249.70cal/g五、實驗討論 :壓錠的過程還滿有趣的，很像在製毒。再綁線的時候也非常緊張，只要沒接觸好實驗就會失敗。故綁線工作可以固定讓一位組員做，熟能生巧。彈筒也必須放好才能推進最裡面，這樣才能燃燒。許多小細節需要注意。壓錠機在壓錠完

15、成時可以把底座板開，用同樣的方式可以把錠取出否則壓太緊實的錠常會卡在裡頭，這是我們這組發現的小撇步。廢食用油 - 生質材油一、原理：轉酯化反應法（醇化），利用醇類 ( 甲醇、乙醇 ) 與廢棄油中的三酸甘油酯產生化學反應，而生成脂肪酸甲基酯或脂肪酸乙基酯和甘油(glycerol)。二、反應式：CHOCORCH2OR COOR2CH2OCOR+3ROH催化 (NaOH)CH2O+R COORCHOCORCH2ORCOOR2三、實驗器材：1.燒杯 (500ml)2.錐形瓶 (500ml)3.塑膠滴管4.秤藥勺5.量筒6.秤紙7.濾網8.溫度計9.醋酸10.NaOH11.電子天秤12.加熱攪拌器13.

16、二段水14.磁石四、實驗步驟：步驟一： 150ml 甲醇 +3g Na OH 混合備用。步驟二：將廢棄食用油過濾400ml 備用。步驟三：取步驟一的甲醇溶液80ml 與步驟二中的廢棄油加入500ml 的堆型瓶中步驟四：將步驟三中的混合液，以磁石熱攪拌至60 ( 不可超過此溫度 )持續 30分鐘之後靜置一個小時，等待上下層分明。步驟五：取出上層分離出來的油( 黃色清澈 ) 至錐型瓶中，繼續加熱至60 ( 不可超過此溫度 ) 後，再加入取步驟一的甲醇溶液20ml 攪拌30 分後，靜置一個晚上等上下呈明顯分離後 ，取出上層清澈的油 。步驟六：配置濃度 0.1%的醋酸備用。步驟七：量測取出的上層液為多

17、少毫升後，以油一，醋酸水四的比例相互混合後，加熱攪拌 10 分鐘靜置 30 分鐘。步驟八：待分層後取出上層液，並以二段水進行水洗( 步驟等同酸洗過程 ) ，水洗 23 次後，上層的油為乾淨的生質材油。五、實驗結果 :六、實驗討論 :這實驗聽說有人做了兩次才皂化成功。不過我們非常的幸運，一次就成功囉！做這個實驗也必須小心。再秤 NaOH時要戴手套，加熱的時候溫度也不可過高。有人在加熱時會貪快一開始就把溫度調整到最大，如果這樣的話必須提早把溫度調整回來，因為加熱器的反應比較慢，在快到 60 度時調整已經為時已晚。廚餘堆肥化一、原理:生質能源屬再生能源，具有環境保護與能源生產的雙重效益，其中極具有潛

18、力者為生質柴油。生質柴油為將動、植物油脂或廢食用油之長鏈脂肪酸，於觸媒存在下，與烷基醇類經由轉酯化，所生成之直鏈烷基酯類 ，一般常用的醇類為甲醇，所生成的甲基酯類，其燃燒特性與化石柴油相近，但具有生物分解性和無毒等特性，以不同比例摻配於市售化石柴油中，摻配比例在20% （ B20, 80%石化柴油摻配20%生質柴油）以內。目前生質柴油主要應用的方法是酯交換法。而主要原料是大豆油、油菜籽油、棕梠油等。酯交換法原理：油脂的酯交換包括油脂中的甘三酯與脂肪酸、醇、自身或者其他酯類作用，而引起酯基交換或分子重牌的過程。他不需要經過化學改變脂肪酸組成，就能改變由之特性的一種方法。而製造生質柴油中所用的酯交

19、換法，只是指油脂中脂肪酸與醇發生的酯基交換反應。製作方式主要有 4 種，分別為 : 直接混合使用、微細乳化、熱分解、和轉酯化反應。本實驗室以轉酯化反應法製作生質柴油，轉酯化亦稱為醇化，為醇類和三酸甘油酯之間的化學反應，原理是利用醇類與職務由中的三酸甘油酯反應，故其反應與紙類的聲成反應相類似。二、實驗儀器:1.塑膠桶 1個2.廚餘約一大袋3.紗網1個4.膠帶 1個5.剪刀 1個6.鏟子 1個三、實驗步驟:將廢食用油用濾網過濾雜質備用取150ml 甲醇+5g NaOH攪拌取80ml的甲醇溶液+400ml食用油攪拌加熱，60、30min靜置1hr將黃清色部分取出再加入20ml的甲醇溶液攪拌加熱，60

20、、30min靜置1hr將黃清色部分取出此為放熱反應，需小心1hr過後，上層為黃清色下層為黑色or深棕色1hr過後，上層為黃清色下層為黑色or深棕色0.1%醋酸水洗去離子水水洗數次(醋酸：生質柴油=4：1)加熱攪拌10min靜置30min後將生質柴油取出去離子水水洗數次四、實驗結果 :五實驗討論 :這是一個簡易的實驗，卻有深厚的意義。由於此實驗需要發酵，所以加入養樂多之類的乳酸飲料，就可達到加速發酵的效果。若是廚餘方面能選擇含有大量蛋白質的東西，便會使堆肥更佳營養。亦可降低廚餘堆肥所產生的臭味。廢食用油 - 肥皂一、原理 :皂化反應（ Saponification ）是鹼 ( 通常為強鹼）催化下

21、的酯被水解，而生產出醇和羧酸鹽，尤指油脂的水解。僅限於油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合，得到高級脂肪酸的鈉 / 鉀鹽和甘油的反應。肥皂為高級脂肪酸 ( 含碳原子數在 15 以上 ) 的鈉鹽或鉀鹽 ，由脂肪酸用氫氧化鈉或氫氧化鉀經皂化而製成。例如硬脂酸用氫氧化鈉或氫氧化鉀經皂化而製成肥皂。反應式如下：C17 H35COOH +NaOHC17H35COONa+H2 O硬脂酸氫氧化鈉硬脂酸鈉鹽(鈉皂)水C17 H35COOH 硬脂酸KOH氫氧化鉀C17 H35 COOK 硬脂酸鉀鹽H2O(鉀皂)水二、實驗器材:1. 燒杯2.錐形瓶3. 塑膠滴管4. 秤藥勺5. 秤紙6.量筒7. 電子天秤8.濾網9.Na

22、OH10.二段水11. 溫度計12.磁石13. 加熱攪拌器三、實驗步驟:步驟一：先將回收的廢食用油用濾網過濾雜質。步驟二：取100ml 的二段水分別加入糖和鹽各一匙攪拌均勻。步驟三：稱氫氧化鈉45g 倒入步驟 2 將氫氧化納完全混合至水溶液中。步驟四：將NaOH水溶液倒入 270ml 濾好的廢食用油中。步驟五：加入磁石並用攪拌器加熱30 分鐘呈黏稠狀。步驟六：倒入模型中，待一天冷卻後即為成品( 如有浮油時需擦拭掉) 。四、實驗結果 :五、實驗討論 :這個實驗在以前國中小的時候曾經大致接觸過。這是一個非常環保又有趣的實驗。但實驗中會使用到氫氧化鈉，氫氧化鈉屬於強鹼。當跟水反應時，會產生高溫，所以

23、這方面要特別注意。而清洗器材時需要帶清潔劑，否則油脂只用清水清洗非常不容易，如果成品有人有意願使用 ( 通常是沒有 ) 可以自己帶精油 ( 茶樹、薰衣草等 ) ，在風乾前滴入少許。可以蓋過油膩味並增添香氣。心得 :4970N036劉家杰 :做了這幾個實驗，我覺得耐心非常重要。從一開始說要垃圾分類時，我非常排斥。總感覺很噁心，垃圾袋裡什麼都有，一堆湯湯水水。後來更是要用剪刀去剪垃圾，除了手覺得噁心之外，味道更是難聞，臭味撲鼻而來，有如滔滔江水綿延不絕。生質柴油方面倒是輕鬆多了，皂化也是一次就成功了。總結就是 . 我覺得團隊精神非常重要。與其在教室說一堆大道理，不如走出戶外親手下去做。這是非常好的

24、機會教育，以後也務必傳承下去. ！4970N075張宏宇 :上了幾個禮拜的廢棄物實驗後, 才知道環保人員的辛苦 , 從破碎的這個實驗中就能體會 , 我們必須要忍住垃圾所發出的惡臭 , 然後還要把垃圾一個一個剪 , 要剪得很平均 , 而且還要剪的小小的 , 不然破碎機可能無法攪碎它 , 再來就要開始分類 , 然而這個破碎實驗最讓我印象深刻是不能把剪好的垃圾一次丟太多進去 , 且不能丟太大的東西不然會卡住 , 動彈不得 , 然後我們在排除動彈不得的情況更是耗費掉許多時間 , 讓我印象非常深刻。再來做堆肥的時候剛開始我們忘了帶廚餘 , 還跑去學生餐廳跟他們借餿水來用 , 之後開始先去收集樹葉、石頭、

25、挖土 , 在來就是一層一層的給它堆上去 , 開始使那些廚餘還滿難聞的 , 不過習慣了之後就還好。灰份的實驗真的時間很長 , 可以說是從白天到黑夜還等不完 , 從一開始的升溫到 800 度 C 就先耗了 3 個小時 , 之後開始等她降溫到 200 度 C 這中間可以說是最難熬的時候 , 有的人快睡著了 , 有的人則開始發瘋 , 這期間只好留下一些人看守一些人先回家吃飯 , 輪流替換 , 漫長的等待 , 等到了清晨 2 點多才結束了漫長的一天。4970N081吳景年 :在剛開學的時候注意了一下課表發現有一科環境汙染物分析這門課，由於不知道這門課到底是在幹嘛的所以很好奇的去問了一下學長，學長就跟我們

26、說，你們有時候經過實驗室的時候有沒有發現一大群人都在那邊撿垃圾，那就是環境汙染物分析的課程了，剛開始聽到真的非常嚇人，都到了大學三年級竟然還要在那邊撿垃圾有沒有這麼慘，等到自己真正開始上課的時候，果然是要先去蒐集垃圾然後全部倒在地上開始分類然後破碎，在分類的時候真的很麻煩一點小差錯都不行，什麼歸哪類就是歸哪類不能亂放的，不然就會影響到後面的數據有的沒的，不過這也只是這門課的剛開始。最令我印象深刻的應該就是廚餘堆肥了，由於我們這組都沒有人可以跟人家拿到廚餘，所以只好硬著頭皮去學生餐廳一間一間的問後來問到一個工友，我就問說，請問可以跟你要一點廚餘嗎 ?不知道工友是沒聽清楚還是嚇到了竟然很大聲的回我

27、 要什麼 ? 我就說我要廚餘就是餿水拉，工友聽懂後比了後面的桶子說那邊很多自己去拿，我就過去把蓋子打開，當那一剎那真的不是開玩笑的，那一股惡臭有點讓我快吐出來了，但我還是硬著頭皮戴上塑膠帶當手套用，慢慢的把廚餘挖到我們需要的桶子裡面，也不知道是不是越挖越有心得，一不小心卻挖了太多只是很多骨頭，問了老師才知道骨頭不能放進去桶子裡面，只有廚餘才行我們只好又重挖了一次，不過經過這次才讓我了解廚餘不只可以讓豬吃，也可以增加很多肥料養分 !讓我第二印象深刻的我想莫過於就是三成分-水分-灰分 - 可燃分了，因為做了這個實驗是我第一次待在學校這麼的晚，家裡的人打電話來問都會嚇到的一個實驗，其實這個實驗真的不

28、算難，但就是等待時間超超超長，沒辦法也只能一直等待，一直祈禱她降溫快一點但是沒辦法，降溫速度就是這個樣子，所以也只能慢慢等，等到降溫溫度可以的時候再拿出來秤重就結束了。其實這個實驗上起來沒有想像中的這麼可怕也沒有想像中的這麼臭，或許是我比較可以忍受也說不定，呵呵 ! 但也因為有了這個實驗，自己操作起來比老師講了老半天還是聽不懂的好，還算是蠻有趣的，做完這個實驗後希望大家都可以好好的分類分類，做好分類地球才會更環保 !4970N082劉耿誌 :這學期的實驗課真讓人驚奇 ，一開始的收集大包垃圾再把它打開來，剪成碎片那味道真的是不知如何形容，走過的路人都把鼻子遮起來，真是看了有點煩印象最深的就是做了

29、小時的實驗了，從下午到半夜真的是要輪班來顧，半夜的學校別有一番風味，生質柴油、肥皂、廚餘堆肥、這些實驗都是新的體驗，很新鮮想一想這些垃圾都是我們自己製造出來的，把這些拿來做實驗好像也沒啥奇怪的，我們又是讀環工的，學這些也是應該的，只是實驗課只有學期的前半段而已，有點少實驗課很好玩又可以讓團隊更團結，一起同甘共苦度過難題。4970N083林建呈 :我對這些實驗的印象只有久跟臭 。一開始就叫我們去撿跟剪垃圾，還要用廚餘。垃圾裡面什麼五花八門的都有，真是噁心。最後還有一個實驗用了十個小時多.真的是非常累人 !不過也是很開心有這個經驗。讓我不只在教室裡面聽課，也能有親自動手做的感觸。4970N085邱柏霖 :在 2 年級時候就在實驗教室看到學長在地上弄東弄西的，感覺很好玩似的，可是自己遇到時候卻不這麼覺得