107 中央造幣廠分類職 廢水處理工程員 2 (環境工程概論) 考古題詳解

核心觀念

本題考查地下水中非水相液體的定義、常見來源，以及不同密度的液體進入地下後如何移動與形成污染源。

NAPL 是 Non-Aqueous Phase Liquid 的縮寫，指與水不互溶、能以獨立液相存在的液體。NAPL 不會像可溶性污染物那樣完全混入地下水，但其成分仍可逐漸溶解、揮發或附著於土壤，進而污染地下水、土壤及土壤氣體。

依其密度與水的關係，可分為：

• DNAPL：密度大於水，通常會向下移動。
• LNAPL：密度小於水，通常浮於地下水面附近。

污染物實際移動還受孔隙大小、土層滲透性、毛細作用、液體黏度與地下水位變動等因素影響，因此「沉降」或「浮起」是主要趨勢，並不代表液體會均勻流動。

解題方法

作答時先說明 NAPL 是上位概念，再比較 DNAPL 與 LNAPL 的密度，並依序交代：

1. 名稱代表的物理意義。
2. 常見污染物與污染來源。
3. 進入地下後的移動方向、可能聚集位置，以及持續污染地下水的方式。

本題未要求特定法條或計算公式，重點是說明污染物的相態、密度與地下介質中的移動行為。

（1）NAPL【9分】

定義與代表意義

NAPL 為「非水相液體」，指在地下環境中與水不互溶，或僅有限度溶解，而以獨立液相存在的污染物。它是總稱，包含 LNAPL 與 DNAPL；因此，僅知道污染物是 NAPL，尚不能判斷它會浮在地下水面或向下沉降，還須比較其密度與水的密度。

常見來源

常見來源包括：

• 地下儲槽、輸油管線或油品設施洩漏。
• 化學品製造、儲存、使用或廢棄處置不當。
• 工業溶劑、石油產品、焦油或其他有機液體滲入土壤。
• 工廠、加油站、乾洗業及軍事設施等場所的長期洩漏或事故。

在環境中的擴散特性

NAPL 進入土壤後，會在重力及毛細力作用下穿過孔隙。部分液體會被孔隙結構截留，形成殘留相；部分則可能以自由液相繼續移動，並在地層界面或低滲透層附近聚集。

即使 NAPL 本身不與水混合，其中可溶成分仍會逐漸溶入地下水，形成隨地下水流向擴散的溶解污染羽流。揮發性成分也可能進入土壤氣體。殘留或聚集的 NAPL 因而可成為長期污染源。

（2）DNAPL【8分】

定義與代表意義

DNAPL 為「密相非水相液體」（Dense Non-Aqueous Phase Liquid），密度大於水，亦即比重通常大於 1。它進入地下水後，具有向下穿透飽和含水層的趨勢。

常見來源

常見例子包括：

• 三氯乙烯（TCE）、四氯乙烯（PCE）等氯化有機溶劑。
• 焦油、煤焦油及部分含氯溶劑混合物。

污染來源常見於金屬零件除油、乾洗、化學製程、溶劑儲槽或管線洩漏，以及工業廢液處置不當。

在環境中的擴散特性

DNAPL 可由未飽和帶向下滲入含水層；進入飽和帶後，因密度大於水，仍有向下移動的趨勢。遇到黏土層、低滲透地層或其他地層界面時，可能受阻並聚集，也可能沿著界面起伏或地層裂隙繼續移動。

聚集的 DNAPL 可緩慢溶出污染物，在地下水中形成溶解污染羽流。即使地下水中的溶解污染物已被稀釋，深部或低滲透區內的 DNAPL 仍可能持續供應污染物，因此污染具有持久性，且污染源位置不易辨識。

（3）LNAPL【8分】

定義與代表意義

核心觀念

總除塵效率須依各粒徑的重量比加權計算，不能直接將各粒徑的收集效率取算術平均。若第 $i$ 種粒徑的重量比為 $w_i$、收集效率為 $\eta_i$，則：

解題方法

各粒徑的重量比合計為 $100\%$，因此直接以重量比乘上該粒徑的收集效率，再加總：

所以總除塵效率為 $96.33\%$，未收集比例為：

題目所列含塵廢氣濃度為 $1000\ \mathrm{mg/L}$，換算如下：

因此每日進入除塵器的粒狀物質量為：

核心觀念

本題考《空氣污染防制法施行細則》對「空氣污染物」的法定分類，並要求說明各類污染物對人體健康的影響。答題時應先完整列出法規分類，再以代表性污染物說明其主要暴露途徑與健康危害。

法規時間基準：以下以命題當年（民國 107 年）法規為準。​107 年修正《空氣污染防制法》後，《空氣污染防制法施行細則》於民國 109 年修正；現行法規已修正分類文字，以下仍依題目所指定的命題年度作答。

解題方法

依施行細則第二條，將污染物分成六類：氣狀污染物、粒狀污染物、衍生性污染物、有害空氣污染物、異味污染物，以及其他經中央主管機關公告之物質。再從各類挑出具代表性的污染物，說明急性刺激或慢性器官傷害；對致癌性、神經毒性等有害物質，則指出其長期風險。

須注意：法規分類是依污染物型態及管制性質整理；同一污染物也可能具多種健康效應，且實際危害會受到濃度、暴露時間、暴露途徑及個人健康狀況影響。

法定分類與健康影響

一、氣狀污染物

包括：

1. 硫氧化物：二氧化硫及三氧化硫，合稱 $SO_x$。
2. 一氧化碳：$CO$。
3. 氮氧化物：一氧化氮及二氧化氮，合稱 $NO_x$。
4. 碳氫化合物：$C_xH_y$。
5. 氯化氫：$HCl$。
6. 二硫化碳：$CS_2$。
7. 鹵化烴類：$C_mH_nX_x$。
8. 全鹵化烷類：CFCs。
9. 揮發性有機物：VOCs。

主要健康影響：

• 硫氧化物、氮氧化物及氯化氫會刺激眼、鼻、喉與呼吸道；較高濃度或長期暴露可加重氣喘、支氣管炎等呼吸疾病。
• 一氧化碳會與血紅素結合，降低血液輸送氧氣的能力，造成頭痛、暈眩、噁心；嚴重時可導致意識喪失、心肌缺氧甚至死亡。
• 部分碳氫化合物及 VOCs會造成眼鼻喉刺激、頭暈或中樞神經抑制；其中部分物質具有致癌性或其他慢性毒性。
• 二硫化碳可影響神經系統及心血管系統；部分鹵化烴則可能傷害肝、腎或神經系統，具體效應依化合物而異。
• CFCs的環境危害以破壞臭氧層為主，增加紫外線到達地表的程度，進而間接提高皮膚及眼部受紫外線傷害的風險。

二、粒狀污染物

包括：

1. 總懸浮微粒：懸浮於空氣中所有粒徑的微粒。
2. 懸浮微粒：粒徑在 $10\,\mu\text{m}$ 以下的粒子。
3. 細懸浮微粒：粒徑在 $2.5\,\mu\text{m}$ 以下的粒子。
4. 落塵：粒徑超過 $10\,\mu\text{m}$、能因重力落下的微粒。
5. 金屬燻煙及其化合物：含金屬或其化合物的微粒。
6. 黑煙：以碳為主要成分的暗灰色至黑色微粒。
7. 酸霧：含硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸等微滴的煙霧。
8. 油煙：含碳氫化合物的煙霧。

主要健康影響：

• 粒子可刺激呼吸道，引起咳嗽、喘鳴及呼吸不適；粒徑越小，越容易深入肺部。細懸浮微粒可進入肺泡，增加呼吸及心血管疾病風險。
• 金屬燻煙及其化合物可能造成金屬特異性的毒性，例如神經、腎臟或造血系統傷害；實際危害依金屬種類及暴露劑量而定。
• 酸霧會腐蝕、刺激眼睛、皮膚及呼吸道，嚴重時可造成肺部傷害。
• 黑煙、油煙可造成呼吸道刺激；燃燒或高溫製程所產生的部分有機物亦可能具有慢性毒性或致癌風險。
• 落塵較容易沉降，主要造成眼睛、皮膚及上呼吸道刺激，並可能附著其他有害物質。

三、衍生性污染物

包括：

1. 光化學煙霧：經光化學反應產生、懸浮於空氣中的微粒狀物質，並能造成視程障礙。
2. 光化學性高氧化物：經光化學反應產生的強氧化性物質，例如臭氧及過氧硝酸乙醯酯（PAN）；法規定義以能使中性碘化鉀溶液游離出碘者為限，但不包括二氧化氮。

主要健康影響：​臭氧及 PAN 等氧化性污染物會刺激眼睛與呼吸道，引起胸悶、咳嗽、肺功能下降，並加重氣喘或其他呼吸道疾病。光化學煙霧中的微粒亦會降低能見度並增加呼吸道暴露。

四、有害空氣污染物

包括：

1. 氟化物。
2. 氯氣（$Cl_2$）。
3. 氨氣（$NH_3$）。
4. 硫化氫（$H_2S$）。
5. 甲醛（HCHO）。
6. 含重金屬之氣體。
7. 硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸氣。
8. 氯乙烯單體（VCM）。
9. 多氯聯苯（PCBs）。

核心觀念

以命題當年（民國 107 年）法規為準。《噪音管制法施行細則》所稱的四類噪音管制區，是依土地使用及環境安寧需求劃分的區域類別；地方主管機關依規定劃定並公告。回答時應掌握各類區域的主要用途與管制目的。

解題方法與作答

依序由「最需要安寧」到「以工業使用為主」說明：

1. 第一類管制區：環境亟需安寧之地區。 例如特別需要安寧的環境或場所周邊，管制目的在維護高度安寧。

2. 第二類管制區：供住宅使用為主且需要安寧之地區。 以居住功能為主，須維護居民日常生活安寧。

3. 第三類管制區：供工業、商業及住宅使用，且需維護其住宅安寧之地區。 土地使用較為混合，仍須兼顧區內住宅的安寧。

4. 第四類管制區：供工業使用為主，且需防止嚴重噪音影響附近住宅安寧之地區。 主要是工業使用區，劃定時仍須考量鄰近住宅受到噪音影響的問題。

解題技巧

可用「安寧需求遞減、工業使用增加」記憶：第一類亟需安寧；第二類以住宅為主；第三類工、商、住混合；第四類以工業為主。作答時要寫出各類區的用途特徵及其安寧管制目的。

（2）依 NIEA P201.95C 說明噪音測量的干擾

核心觀念

以命題當年（民國 107 年）適用的 NIEA P201.95C 為準。該方法第三節「干擾」列出四項影響測量的因素，涵蓋聲音傳播條件、風雜音、測定環境對儀器的影響，以及反射音造成的誤差。該方法已於民國 106 年 3 月 15 日廢止；本題仍依命題當年指定的方法作答，現行方法已修正。

解題方法與作答

1. 氣象、地形及地面情況 噪音傳播會受氣象條件、地形與地面狀況影響，使聲音在傳播途中衰減、反射或改變，因此測量值可能與音源實際發聲狀況不同。

2. 強風造成風雜音 噪音計的聲音感應器直接受到強風時，風切作用會產生風雜音，並被感應器接收，影響量測值。