22. 以「活性碳吸附法」去除水中有機污染物之基本原理為______。
(A)巨大的表面積與眾多的官能基可有效吸附有機污染物
(B)與有機污染物進行離子交換
(C)氧化有機污染物
(D)沉澱溶解性有機污染物

正確答案是 (A) 巨大的表面積與眾多的官能基可有效吸附有機污染物。

解析說明

活性碳（Activated Carbon）在自來水淨水處理中常用於去除水中的異臭味（如 2-MIB、Geosmin）、微量有機污染物、農藥及消毒副產物前驅物。其吸附原理主要包含以下兩大特點：

1. 巨大的比表面積（物理吸附）：

   • 活性碳經過高溫活化造孔後，內部具有極度發達的微孔構造。每 1 公克的活性碳，其比表面積可達 $500 \sim 1500\text{ m}^2$（相當於一個足球場大小）。這提供了極大量的附著點，能透過凡得瓦力（Van der Waals force）將溶解性有機物物理吸附於孔隙中。

2. 表面官能基（化學吸附）：

   • 活性碳表面含有豐富的含氧官能基（如酚羥基、羧基、羰基等），能與有機污染物分子產生親和性、氫鍵或化學鍵結，增強對特定有機物的吸附效果。

其他選項之作用原理對照

• (B) 與有機污染物進行離子交換：

  • 此為離子交換樹脂（Ion Exchange Resin）的原理（如軟化硬水或去除硝酸鹽），非活性碳的主機制。

• (C) 氧化有機污染物：

  • 此為化學氧化法／高級氧化法（AOPs）的原理（如加臭氧 $\text{O}_3$、次氯酸鈉或過氧化氫），是將有機物分解而非吸附。

• (D) 沉澱溶解性有機污染物：

  • 此為混凝/膠凝沉澱法（Coagulation/Flocculation）的原理（藉由加藥使懸浮膠體凝聚沉澱），溶解性有機物通常難以單靠傳統沉澱法完全去除。