109 地方特考三等 環境工程 空氣污染與噪音控制技術（包括相關法規） 考古題詳解

核心觀念

題目給的是排氣體積流率與 $\mathrm{CO_2}$ 體積濃度，先用理想氣體狀態方程式換算每分鐘排氣莫耳數，再乘上 $\mathrm{CO_2}$ 莫耳分率與其分子量，最後換算為一年排放質量。氣體混合物在相同溫度、壓力下，體積分率等於莫耳分率，因此 $\mathrm{CO_2}$ 濃度 $13\%$ 可視為 $0.13$ 的莫耳分率。

解題方法

理想氣體狀態方程式為 $PV=nRT$，故總排氣莫耳流率為：

將排氣量換成 $\mathrm{L/min}$，並將溫度換成絕對溫度：

代入 $P=1\ \mathrm{atm}$、$R=0.082\ \mathrm{atm\cdot L/(mol\cdot K)}$：

因此 $\mathrm{CO_2}$ 莫耳流率為：

以 $\mathrm{CO_2}$ 分子量 $44\ \mathrm{g/mol}$ 換算質量流率：

連續運轉一年，採每年 $365$ 日：

解題技巧與常見陷阱

核心觀念

粒狀物可依其在煙道排氣中的存在狀態，區分為可過濾性微粒（Filterable Particulate Matter, FPM）與凝結性微粒（Condensable Particulate Matter, CPM）。

• FPM：在煙道條件下已是固態或液態微粒，經適當採樣濾材即可捕集。
• CPM：在煙道高溫條件下以氣體或蒸氣存在，排出煙囪後因冷卻、稀釋，或與周界空氣中的物質反應，轉變為固態或液態微粒。

因此，CPM 的排放量會受採樣與排氣冷卻、稀釋條件影響。只計算濾紙直接捕集的 FPM，可能低估排放後形成的粒狀物總量。

影響排放濃度之因素

1. 煙道氣體組成及前驅物濃度 煙道中的硫氧化物、水蒸氣、氨及其他可凝結蒸氣，會影響酸性微粒、鹽類或其他凝結產物的生成量。例如，含硫氣體在有水氣的條件下，可形成硫酸或硫酸鹽類微粒。

2. 煙道溫度與排氣冷卻程度 溫度降低會改變物質的氣液平衡，使蒸氣凝結成微粒。冷卻速率及冷卻後的溫度，會影響凝結發生的程度與微粒生成量。

3. 稀釋比及稀釋空氣條件 排氣與周界空氣混合後，污染物濃度、溫度及相對濕度均會改變，進而影響凝結及化學反應。稀釋比、稀釋空氣溫濕度不同，測得的 CPM 濃度也可能不同。

4. 化學反應條件 前驅物濃度、反應時間、氧化條件及其他共存物質，會影響二次微粒生成。例如，酸性氣體與鹼性物質反應可生成低揮發性鹽類微粒。

5. 污染防制設備與操作狀況 燃料及原料特性、燃燒或製程條件，以及除塵、脫硫、脫硝等設備的操作狀況，會改變煙道中 FPM、CPM 前驅物及反應物的濃度，因而影響最終排放濃度。

6. 採樣與分析方法 採樣位置、採樣溫度、冷卻與稀釋程序、採樣時間及分析方法，均會影響 CPM 的形成與捕集結果。比較不同來源或不同時期的數據時，應確認測定條件一致。

解題技巧

核心觀念

2,3,7,8-TCDD 是「2,3,7,8-四氯二苯並對二噁英」的簡稱，屬於多氯二苯並對二噁英（PCDDs）。化學式為 $\mathrm{C_{12}H_4Cl_4O_2}$。分子量由各元素的原子量乘以原子數後加總。

戴奧辛可在含氯有機物燃燒不完全，或燃燒後的煙氣冷卻過程中生成。國內主要排放源包括廢棄物焚化爐，以及部分冶金與工業製程。

解題方法與計算

依化學式逐項計算：

因此，2,3,7,8-TCDD 的分子量約為 322.15 g/mol；若採整數原子量計算，約為 322 g/mol。

國內主要戴奧辛排放來源

主要固定污染源包括：

1. 廢棄物焚化爐：燃燒含氯廢棄物時，若燃燒不完全或煙氣冷卻區間控制不佳，可能生成並排放戴奧辛。
2. 煉鋼業電弧爐：廢鐵原料及製程中的含氯物質，在高溫冶煉及後續冷卻過程中可能形成戴奧辛。
3. 鋼鐵業燒結工場：燒結原料及燃燒製程可能造成戴奧辛生成。
4. 集塵灰高溫冶煉設施：處理含戴奧辛或含氯物質的集塵灰時，製程控制不當可能造成排放。

其他可能來源尚包括火化場、部分燃燒及工業製程。作答時應點出焚化爐與鋼鐵相關製程等主要排放源。

解題技巧

分子量計算可先確認化學式中的原子數，再逐項乘原子量。題目特別提供 $\mathrm{Cl}=35.5$，主要是避免氯原子量取值不一；四個氯原子合計即為 $4\times35.5=142$。

（二）觸媒濾袋的運作原理及優缺點

核心觀念

核心觀念

本題分兩部分：第一部分考查「均能音量」如何把一段時間內起伏變化的聲音，換算為具有相同聲能的穩定音量；第二部分考查《噪音管制法》第 9 條列舉的管制對象。

法條部分以命題當年（民國 109 年）法規為準。命題當年的第 9 條列舉方式與現行條文相同；其後第 9 條第 1 項第 6 款的主管機關權責機關名稱因組織改制調整。

（一）均能音量（$L_{\mathrm{eq}}$）

定義與公式

均能音量（$L_{\mathrm{eq}}$）是指在特定測定時間內，將隨時間變動的聲音換算為一個連續且固定的音量；此固定音量在該時段內具有與原噪音相同的平均聲能。依《噪音管制標準》，其計算式為：

其中：

• $T$：測定時間，單位為秒。
• $P_t$：測定音壓，單位為 Pa。
• $P_0$：基準音壓，為 $20\,\mu\mathrm{Pa}$。

若以 A 加權音壓表示，則將 $P_t$ 寫為 $P_A(t)$。公式中的平方代表聲能與音壓平方成正比；先對整段時間的音壓平方取平均，再取 $10\log_{10}$ 換算為分貝。

解題方法

作答時先說明均能音量是「特定時段內的能量平均值」，再寫出積分公式並逐一解釋符號。要點是對音壓平方作時間平均，而不是直接對分貝數作算術平均，因為分貝是對數尺度。

若題目提供分段量測音量 $L_i$ 及其持續時間 $t_i$，可用能量平均形式計算：

先將各段分貝值轉回相對能量，按持續時間加權平均後，再換回分貝。

解題技巧與常見陷阱