5. 何謂自由有效餘氯、結合有效餘氯?

詳解 (共 1 筆)

Ken
Ken
詳解 #7482048
2026/08/17
在自來水消毒與水質管理中,加氯消毒後殘留在水中的有效氯成分主要分為自由有效餘氯結合有效餘氯兩大類:

1. 自由有效餘氯(Free Available Chlorine)

  • 定義: 指加氯劑(如氯氣、次氯酸鈉、次氯酸鈣)溶於水中後,未與水中之氨氮化合物結合,而以次氯酸($\text{HOCl}$次氯酸根離子($\text{OCl}^-$)形式獨立存在於水中的有效餘氯。
  • 特性:

    • 殺菌力強、作用迅速: 其氧化能力極強,能在短時間內破壞微生物之酵素系統與細胞膜。
    • 穩定性較差: 容易受光照(陽光分解)、水溫升高及有機物消耗而迅速衰減。

2. 結合有效餘氯(Combined Available Chlorine)

  • 定義: 指溶於水中的氯與水中存在的氨($\text{NH}_3$)或有機氮化合物發生化學反應後,所生成的氯胺化合物(如一氯胺 $\text{NH}_2\text{Cl}$、二氯胺 $\text{NHCl}_2$ 及三氯胺 $\text{NCl}_3$)。
  • 特性:

    • 殺菌力較弱、作用較慢: 殺菌效能遠低於自由有效餘氯(達到相同殺菌效果需數十倍以上的接觸時間)。
    • 持久性高、穩定性強: 在長距離配水管網中不容易快速衰減,且較不易產生強烈氯臭味與消毒副產物(如三鹵甲烷),常於大型或長距離管網末端用以維持長時間抑菌效果。

3. 兩者關係與總有效餘氯

在自來水檢測作業中,三者關係如下:
$$\text{總有效餘氯(Total Available Chlorine)} = \text{自由有效餘氯} + \text{結合有效餘氯}$$

4. 比較摘要表

比較項目 自由有效餘氯 結合有效餘氯
主要化學型態 次氯酸($\text{HOCl}$)、次氯酸根($\text{OCl}^-$ 一氯胺、二氯胺、三氯胺等氯胺類
生成條件 氯溶於水且未與氨氮反應 氯與水中之氨氮化合物結合
殺菌速度與效果 極強、速度快 較弱、速度慢
管網殘留持久性 較差(易受陽光、有機物消耗) 極佳(化學性質較穩定)
主要應用情境 淨水場主要消毒、一般區域供水 長距離供水管網末端維護