113 地方特考三等 環保行政 水污染與土壤污染防治 考古題詳解

核心觀念

本題考查有機物進入土壤後的環境歸趨與傳輸（fate and transport）。有機物不會只發生單一作用；它可能留在土壤固相、溶於孔隙水、逸散至空氣、遭生物或非生物轉化，也可能隨水或土粒移動。這些作用共同決定有機物的持久性、移動性、生物可利用性與污染風險。

有機物在土壤中的主要作用可分為：

1. 吸附與脫附
2. 溶解與淋洗
3. 揮發
4. 生物分解與生物轉化
5. 化學分解
6. 光分解
7. 植物吸收及土壤生物攝取
8. 逕流、侵蝕與土粒搬運

解題方法

依「有機物在土壤中的分配、移動、轉化」三個方向作答，並說明各作用的機制：

• 分配與滯留：吸附、脫附、溶解。
• 跨介質移動：淋洗、揮發、逕流與侵蝕。
• 物質轉化或移除：生物分解、化學分解、光分解、植物吸收。

這種分類能涵蓋有機物在土壤中的主要作用，也能清楚區別「從一處移到另一處」與「化學結構被改變或礦化」。

有機物在土壤中的作用與機制

一、吸附與脫附

有機物可由孔隙水移至土壤固相表面，吸附在土壤有機質、黏土礦物及金屬氧化物上；環境條件改變時，也可能脫附回到孔隙水中。

主要作用力包括：

• 疏水性分配：非極性、疏水性有機物傾向分配進土壤有機質的疏水區域。
• 凡得瓦力與疏水作用：使有機分子與有機質或礦物表面靠近並滯留。
• 氫鍵、偶極作用及電荷作用：較具極性的有機物可與表面官能基或帶電位點作用。

吸附會降低有機物在孔隙水中的濃度，通常使其移動性及即時生物可利用性降低；但吸附不是永久固定，脫附後仍可能重新移動或被生物利用。土壤有機質含量、污染物疏水性、土壤 pH、含水量及競爭性溶質，均會影響吸附程度。

二、溶解與淋洗

有機物可溶入土壤孔隙水，隨水分向下滲流，形成淋洗，進而移至深層土壤或地下水。

淋洗傾向通常在有機物水溶性較高、土壤吸附較弱、降雨或灌溉水量較大時增加。反之，強烈吸附於土壤有機質或黏土表面的有機物，留在土壤中的比例較高，向下移動通常較慢。

三、揮發

具有較高蒸氣壓的有機物，可由土壤孔隙水或土壤表面進入孔隙空氣，再逸散至大氣。土壤含水量、溫度、土壤孔隙通氣程度及有機物的亨利常數等，都會影響揮發速率。

揮發性有機物若被土壤有機質吸附，進入氣相的比例通常會降低；土壤升溫、表面乾燥或通氣增加，則可促進逸散。

四、生物分解與生物轉化

土壤中的細菌、真菌及其他微生物可利用有機物作為碳源、能源或共代謝基質，透過酵素反應改變其分子結構。

核心觀念

本題考查染料廢水經傳統處理後仍無法符合放流水標準時，如何選擇高級處理技術進一步去除色度、難分解有機物及殘餘污染物。

染料分子常具有穩定的芳香環與發色基團，部分染料毒性較高、可生物分解性差，且低濃度時仍有明顯色度。傳統生物處理或混凝沉澱若只能去除部分污染物，可再採用物理分離、吸附、化學氧化或電化學等處理；實務上也常將數種單元串聯使用。

本題未指定染料種類及出流水水質，故以一般染料廢水可採用的高級處理技術說明。

解題方法

作答時可依污染物的去除機制分類，並就每一類交代三點：如何去除、適用特性、操作限制。高級處理技術可概分為：

1. 轉移或分離污染物：吸附、膜分離、離子交換。
2. 破壞或轉化染料分子：高級氧化、電化學氧化。
3. 強化生物分解或搭配後續處理：生物強化及複合程序。

需注意，脫色不必然代表有機物已完全分解；若只把污染物轉移到吸附劑、污泥或濃縮液中，仍須妥善處理這些副產物流。

高級處理技術及特性

一、高級氧化程序（AOPs）

高級氧化程序利用高反應性自由基，尤其是羥基自由基（$\cdot OH$），氧化染料的發色基團及有機分子，使其脫色、降解，並可進一步轉化為二氧化碳、水及無機離子。常見方法如下：

• 臭氧氧化：臭氧可直接攻擊染料分子，亦可在適當條件下產生自由基。反應快速，對脫色及部分難分解有機物有效；但臭氧須現場製備，設備及能耗成本較高，且有機物可能只被部分氧化，仍須追蹤 COD、TOC 及中間產物。
• 芬頓及類芬頓氧化：以亞鐵離子催化過氧化氫產生羥基自由基，常用於高色度、難生物分解廢水。設備相對簡單、氧化能力強；但通常須控制酸性反應條件，處理後需中和，並可能產生含鐵污泥。
• 紫外光／過氧化氫（UV/H₂O₂）：紫外光促使過氧化氫產生羥基自由基，適合處理殘餘有機污染物。氧化能力強，副加藥物相對少；但水中懸浮固體、色度或濁度會削弱光穿透，且紫外設備與能耗會增加成本。
• 光催化氧化：常以二氧化鈦等半導體作催化劑，在光照下產生電子、電洞及活性氧化物種，使染料降解。可處理部分難分解有機物；需考量光源與催化劑回收，並避免催化劑流失。
• 臭氧／紫外光、臭氧／過氧化氫等組合程序：以兩種氧化機制提高自由基生成及污染物降解效率，適合單一氧化法效果不足時；相對地，設備、能耗與操作控制較複雜。

選用 AOPs 時，應檢視的不只是顏色是否消失，還包括 COD、TOC、毒性與氧化副產物，確認污染物確實降解至可接受程度。

二、吸附處理

核心觀念

本題考「土壤污染來源的辨識」及《土壤及地下水污染整治法》所定的場址調查、公告與後續改善程序。關鍵在於分清楚兩件事：

• 污染來源是否明確：能否判斷造成污染的物質或位置。
• 污染行為人或潛在污染責任人是否明確：能否找出依法應負責調查、控制或整治的人。

污染來源明確且污染物濃度達管制標準，地方主管機關應公告為污染控制場址；若經初步評估有嚴重危害國民健康及生活環境之虞，則報中央主管機關審核公告為污染整治場址。以命題當年（民國113年）法規為準。

土壤常見污染來源

可列舉下列三類，並說明污染途徑及常見污染物：

1. 工業製程、廢水或化學品洩漏：電鍍、金屬表面處理、化學製造及石化業等，可能因未妥善處理的廢水、原料或化學品洩漏污染土壤，常見污染物包括重金屬、油品及揮發性有機物。
2. 廢棄物不當堆置或非法棄置：事業廢棄物、有害廢棄物或含污染物污泥若未妥善貯存、處理或清除，污染物可能滲入土壤，例如重金屬、有機溶劑及其他有害物質。
3. 農業活動或受污染灌溉水：農藥、肥料使用不當，或以受污染的河川水、灌溉水長期灌溉農地，可能使農藥、重金屬或其他污染物累積於土壤。

其他常見來源尚包括油槽、輸送管線破損，以及工廠廢氣或燃燒排放物沉降至地面。

解題方法：依污染來源是否明確，說明處置流程

一、污染來源明確

依《土壤及地下水污染整治法》第12條，主管機關對有污染之虞的場址應先查證，並依相關環保法規管制污染源、調查污染情形。查明來源後，若污染物濃度達土壤污染管制標準，地方主管機關應公告為污染控制場址，並辦理土地登記簿登載及報中央主管機關備查。

控制場址經初步評估後，如有嚴重危害國民健康及生活環境之虞，地方主管機關應報請中央主管機關審核；經核定後公告為污染整治場址。其後依場址類別進入污染控制或污染整治計畫程序。

核心觀念

本題考《水污染防治法》第 27 條及《事業或污水下水道系統排放廢（污）水緊急應變辦法》第 2、3 條：哪些排放情形構成「嚴重危害人體健康、農漁業生產或飲用水之虞」，因而須採取緊急應變。

以命題當年（民國 113 年）法規為準。判斷重點是廢（污）水排入特定承受水體時，是否發生處理設施故障、操作異常、意外事故，或化學物質運作場所災變等法定情形；不以污染已造成實際損害為必要。

解題方法

先確認承受水體是否屬辦法列舉範圍，再依事故類型逐項比對法定條件。辦法所列承受水體為：

• 自來水水源、飲用水水源。
• 灌溉渠道用水。
• 漁業養殖用水。

接著判斷是否符合下列事故情形之一，即屬有嚴重危害之虞。

法定應變情形

一、廢（污）水處理設施故障、操作異常或發生意外事故，並且有下列情形之一：

1. 排放廢（污）水含有害健康物質。
2. 廢（污）水未經處理逕行排放，致影響水體正常用途。
3. 排放量超過事業或污水下水道系統的廢（污）水處理或貯留能力，致影響水體正常用途。

二、化學物質運作場所發生災變，因救災產生大量廢（污）水，且未經處理即直接排放。