107 地方特考四等 環保技術 環境規劃與管理概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查環境規劃與管理的核心工具——「清潔生產（Clean Production）」與「工業減廢（Industrial Waste Minimization）」。其核心邏輯建立於「廢棄物管理階層（Waste Hierarchy）」，強調預防優於末端治理（Prevention over End-of-pipe Treatment）。 相關法規與政策依據（以命題當年民國 107 年法規為準）：

1. 《廢棄物清理法》第 1 條（有效清除、處理廢棄物，改善環境衛生，維護國民健康）及事業廢棄物源頭減量精神。
2. 《資源回收再利用法》第 1 條（節約自然資源使用，減少廢棄物產生，促進物質回收再利用）。
3. 經濟部與行政院環境保護署推動之「工業減廢技術與清潔生產輔導體系」。

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解題方法

本題為標準的 25 分申論題，作答應採取「二階段模組化」架構，層次分明：

1. 第一部分：工業減廢之主要技術原則及內容

• 破題先定義工業減廢的兩大主軸：源頭減量（Source Reduction） 與 資源回收再利用（Recycling & Reuse）。
• 展開四項核心技術原則：改善操作管理（Good Operating Practices）、原物料替代與純化（Input Material Substitution）、製程技術與設備改良（Technology & Equipment Modification）、產品重新設計（Product Redesign）。

2. 第二部分：實施工業減廢之具體效益

• 避免流於空洞的口號式陳述，應由「經濟效益（財務／成本）」、「環境效益（污染／資源）」與「社會與企業管理效益（法規／工安／ESG形象）」三個具體維度剖析，展現宏觀規劃視野。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題，無選項分析。考生作答時應以結構化標題（一、(一)、1.）分段書寫，版面嚴整。

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解題技巧

1. 答題口訣：「管、原、製、產、回」——操作管理、原料替代、製程改善、產品重組、資源回收。掌握此五字，即可涵蓋工業減廢的所有技術內涵。
2. 常見陷阱：

• 誤將「末端焚化或掩埋處理」寫入減廢技術原則。工業減廢之精神在於「未產生前之消減」與「產生後之再循環」，末端處置屬於不得已之最後手段，不可列入核心技術原則。
• 效益說明過於籠統（僅寫「省錢、環保」），務必拆解出直接原物料節省、廢棄物清運規費降低、法規合規與勞工暴露風險減低等細項。

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【答案】

一、工業減廢之主要技術原則及內容

工業減廢係指在生產製造過程中，透過各項技術與管理手段，最大程度地減少廢棄物（尤其是有害事業廢棄物）之產生量及毒性。其技術原則與具體內容分為「源頭減量」與「回收再利用」兩大範疇：

(一) 源頭減量（Source Reduction） 源頭減量為減廢優先順位最高之原則，旨在阻止廢棄物生成，具體內容包括：

1. 優良操作規範與現場管理（Good Operating Practices / Housekeeping）：

• 物料監控與盤點： 實施嚴格庫存先進先出（FIFO）管理，避免原料逾期變質形成廢棄物。
• 防漏與防溢措施： 定期檢修泵浦、閥門、管道，防止跑、冒、滴、漏；裝設液位感應與自動斷流裝置。
• 廢棄物分流（Segregation）： 嚴禁一般廢棄物與有害廢棄物混合，防止稀釋或污染擴大，便於後續回收或精確處理。

核心觀念 本題旨在評量考生對「環境影響評估（EIA）」整體作業流程中，針對各環境因子進行「衝擊量化（衡量）」與「衝擊推估（預測）」之方法論掌握程度。核心範疇涵蓋：

1. 法規依據：以命題當年（民國 107 年）之《環境影響評估法》及《環境影響評估技術規範》為準；其核心精神在於落實開發前預防原則，將質化與量化之環境衝擊納入決策評估體系。
2. 主觀性衡量技術（Subjective Measurement/Scaling Techniques）：環境系統中包含大量難以直接利用儀器進行客觀物理量測之因子（如景觀美質、文化資產、寧適度、生態價值與民眾心理衝擊），評估時須仰賴專家判斷、公眾參與或心理計量工具，將主觀偏好轉換為可供比較的尺度（Scaling）或權重（Weighting）。
3. 預測模式類型（Types of Impact Prediction Models）：開發行為所引致之環境變化，必須透過科學工具推估其「有開發（With-action）」相較於「無開發（Without-action）」之時空變異量，模式依建立原理涵蓋數值機理、統計經驗、實體縮尺、類比推估及機率隨機等多種類型。

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解題方法 本題為標準的雙核心名詞申論題，答題架構應採「定義 $\to$ 分類說明 $\to$ 實例驗證」的兩段式層次化鋪陳：

1. 主觀性衡量技術之論述切入點：先點出主觀衡量技術之適用時機（質化屬性轉換、價值函數建立、指標權重賦予），隨後系統性列舉 4 至 5 種最具代表性的評估工具（如德菲法、層級分析法、語意差異量表、價值函數法及意願調查評估法），並具體說明其在環評實務中的運作機制。
2. 預測模式類型之論述切入點：依科學建模原理與物理特性分類，不可零散列舉。應將預測模式清楚劃分為「確定性機理數學模式」、「經驗與統計模式」、「實體縮尺物理模型」、「類比模式」及「隨機機率模式」，並針對每一類型列舉環境介質（大氣、水質、噪音等）之經典模式實例，彰顯作答深度。

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選項分析 本題為申論問答題，無客觀選項之劃分。完整評分結構與作答內容詳見下方【答案】。

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解題技巧

1. 避免與「環評綜合評估法」混淆：考生最常犯的錯誤是將檢核表法（Checklists）、矩陣法（Matrices）、疊圖法（Overlays）及網路法（Networks）等「衝擊指認／綜合彙整架構」誤答為「預測模式」或「主觀衡量技術」。評估時須釐清「衡量」是數值化過程，「預測」是推估未來變化，「綜合評估」則是將多因子彙整以利方案決策。
2. 專有名詞中英對照：於各技術與模式後附上標準英文專有名詞（如 AHP、Delphi、Mechanistic Model），並搭配環保署（現環境部）認可之標準套裝模式名稱（如 AERMOD、QUAL2K），能大幅提升專業說服力。
3. 配分比重掌握：本題總分 25 分，版面分配建議「主觀性衡量技術」佔 12 分、「預測模式類型」佔 13 分，兩者比重均衡，切忌厚此薄彼。

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【答案】

一、環境影響評估中經常採用之「主觀性衡量技術」

主觀性衡量技術係指針對無法以物理、化學儀器客觀測量之環境屬性（如景觀美感、寧適感受、文化遺址衝擊及社會生活品質），或針對各環境指標評估權重（Weights）時，透過專家經驗、公眾偏好或心理認知調查，將主觀價值判斷轉換為量化指標或序位尺度之技術。實務上常見者如下：

1. 德菲法（Delphi Method / 專家諮詢法）：

• 原理：採用結構化的匿名問卷，針對具專業知識之專家群進行多回合（Round）調查。每回合調查後由評估單位彙整統計結果並回饋給專家，促使專家在互不受權威干擾下反思並修正意見，最終收斂出共識。
• 環評應用：常用於重大開發案之爭議性環境衝擊評估、環境因子權重賦予，以及缺乏歷史觀測資料之新興污染衝擊判定。

2. 層級分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）：

• 原理：將複雜之環境決策問題分解為目標、評估準則與替代方案等階層架構，透過專家進行「成對比較（Pairwise Comparison）」，建立成對比較矩陣並計算特徵向量，以決定各環境指標之主觀相對權重，並藉由一致性比率（Consistency Ratio, $CR < 0.1$）檢驗判斷之客觀邏輯性。
• 環評應用：廣泛應用於開發替代方案選址之綜合評估，以及評估因子（如水質、空品、生態權重）之相對重要性排序。

3. 環境評估系統價值函數曲線法（Value Function / Battelle EES 系統）：

• 原理：由專業領域專家團隊共同建立「環境參數物理量」與「主觀環境品質分級（通常介於 $0$ 至 $1$）」之間的對應轉換曲線（如線性、S 型、凹型曲線）。

核心觀念

本題評量環境規劃與管理中「集水區水質管理」與「都市暴雨逕流管理」的核心知能。主要涵蓋：

1. 水文學與水污染機制：降雨沖刷與逕流生成機制，以合理化公式 $Q = C \cdot I \cdot A$ 說明地表特徵（逕流係數 $C$、不透水率）對非點源污染傳輸的關鍵影響。
2. 最佳管理技術（BMPs）架構：依控制機制分為「結構性（工程末端或現地處理設施）」與「非結構性（源頭管理、法令規範、操作習慣）」。
3. 低衝擊開發（LID）理念：以分散式、源頭控制方式模擬基地開發前的自然水文循環（維持入滲、蒸發散及逕流滯蓄能力）。
4. 法規關聯（以命題當年民國 107 年法規為準）：涉及《水污染防治法》第 2 條（非點源污染定義）及內政部《建築基地保水設計規範》、《水資源作業基金作業要點》中推動海綿城市與暴雨逕流管理之精神。

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解題方法

本題為標準的「三段式論述申論題」，總分 25 分，在版面配置與評分結構上應採對稱且層次分明的寫法：

1. 第一部分：非點源污染成因剖析（約 7～8 分）

• 從定義切入（非單一排氣管／排放口、大面積、間歇性）。
• 由「驅動力（降雨逕流）」、「源頭累積（土地利用型態）」、「傳輸途徑（不透水鋪面與沖蝕）」三大構面說明成因。

2. 第二部分：結構性與非結構性 BMPs 之定義與列舉（約 10 分）

• 採「對比表格」或「分點並列」，先給予明確定義（作用機制、介入時機），再列舉具體可行的實務案例（涵蓋農業、都市、建築等面向）。

3. 第三部分：低衝擊開發（LID）內涵（約 7～8 分）

• 核心定義（源頭微觀控制、模擬原始自然水文）。
• 水文目標（減少逕流峰值、延遲峰期、增加地下入滲、去除沉降污染物）。
• 常見手法整合（雨水花園、綠屋頂、植生草溝等）。

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選項分析

本題為申論題，無選擇題選項。評分重點與子題配分比重如下：

• 子題一（非點源污染主因）：若僅回答「下雨沖刷」得分偏低；必須結合「氣候驅動力（暴雨型態）」與「地表人為累積（土地利用、肥料農藥、車輛揚塵）」兩項要素方得滿分。
• 子題二（BMPs 定義與列舉）：必須精確區分「工程設施（結構性）」與「制度管理／教育／操作行為（非結構性）」，兩者缺一不可。
• 子題三（LID 內涵）：必須闡述「與傳統管渠集中排水（Gray Infrastructure）之差異」，並強調「微觀、現地、分散式」的水文循環精神。

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解題技巧

1. 水文關鍵字點綴：答題時務必寫出「降雨入滲（Infiltration）」、「蒸發散（Evapotranspiration）」、「逕流峰值（Peak Flow）」、「逕流歷線（Hydrograph）」、「首沖效應（First Flush Effect）」，展現專業度。
2. 避免與傳統污水處理混淆：說明結構性 BMPs 時，切勿舉「活性污泥法」或「化學混凝沉澱廠」等傳統點源污水處理廠，應舉「人工濕地」、「滯洪池」、「植生草溝」等現地生態工程。
3. 首尾呼應氣候變遷題旨：在結尾或論述 LID 時，適度帶入「提升都市調適能力（Resilience）」與「承洪韌性」，能使申論格局更上一層。

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【答案】

一、非點源污染（Nonpoint Source Pollution, NPS）產生的主因

非點源污染又稱面源污染，係指污染物由廣泛、分散且無特定排放管道或固定口徑之區域，隨介質匯入水體。其產生的主要成因可歸納為以下三項交互作用：

1. 氣候水文驅動力（降雨與地表逕流沖刷）： 降雨是非點源污染傳輸的主要驅動力。降雨初期產生的「首沖效應（First Flush）」會將長時間蓄積於地表的污染物高度溶解與沖帶；隨著全球暖化加劇短延時強降雨發生頻率，沖刷動力大幅提升，導致受納水體瞬時負荷激增。
2. 土地利用型態改變與不透水率提高：

核心觀念

本題考查環境系統分析（Environmental Systems Analysis, ESA）之核心工具——單目標數學規劃（Single-Objective Mathematical Programming）​在環境規劃與管理實務中的建模（Formulation）程序與決策應用。

1. 環境系統分析（ESA）核心定義： 將環境問題（受體水體、大氣或生態系統）與人為活動（污染排放、經濟治理成本）視為相互關聯的整合系統，利用運籌學（Operations Research）與數理模型，將環境品質標準與工程經濟限制予以結構化，找出資源分配的最佳解。
2. 數學規劃模式化（Formulation）四要素：

• 決策變數（Decision Variables, $x_j$）：決策者可控制與調整的行動方案數值。
• 目標函數（Objective Function, $Z = f(x)$）：欲追求極大化（如淨效益、社會福祉）或極小化（如治理總成本、環境健康風險）之單一數學式。
• 限制條件（Constraints, $g_i(x) \le b_i$ 或 $h_k(x) = 0$）：系統必須嚴格遵守的實體、物理、法規與技術邊界（如水質標準、涵容能力、處理設施容量極限）。
• 非負或邊界限制（Non-negativity / Boundary Conditions）：決策變數之實質物理意義區間（如削減率介於 $0$ 至 $100\%$ 之間，$x_j \ge 0$）。

3. 環保與經濟雙贏之科學機制（成本有效性與對偶理論）：

• 成本有效性（Cost-Effectiveness）：在強制性環境標準（限制條件）獲得百分之百保障的前提下，尋求全系統治理成本最低（目標函數極小化）的污染削減配置。
• 邊際成本均等化法則：將削滅負擔優先分配給「邊際減量成本最低」且「環境改善效果最顯著」之污染源，消除傳統「劃一標準（齊頭式管制）」所造成的無謂經濟損失（Deadweight Loss）。
• 影子價格（Shadow Price / 限制條件之拉格朗日乘子 $\lambda_i$）：透過對偶問題（Dual Problem）解析，量化每提升一單位環境品質標準所需付出的邊際經濟代價，作為客觀評估環保投資與經濟產出最佳平衡點的科學依據。

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解題方法

本題以環境工程與規劃中最經典且最成熟的​「流域水污染總量管制與廢水處理成本最小化模型」​為實例，逐步推演完整的模式化流程，並解析雙贏之運作機轉。

一、實例選擇：流域水質改善與排放源削減配置最佳化

假設某河川流域有 $n$ 個沿岸工廠（點污染源 $j = 1, 2, \dots, n$），向河川排放生物化學需氧量（$\text{BOD}$）。下游設有 $m$ 個重要水質查核點（Control Checkpoints $i = 1, 2, \dots, m$），主管機關要求各查核點之水質必須達到指定水體分類之涵容水質標準。

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二、環境規劃與管理問題模式化（Formulation）五大步驟

[步驟一：問題界定與系統簡化]
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[步驟二：設定決策變數 (xj)]
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[步驟三：構建目標函數 (min Z, 經濟成本)]
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[步驟四：建立限制條件 (水質標準與技術極限)]
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[步驟五：模式求解與敏感度/對偶分析 (雙贏機轉)]

步驟 1：問題界定與系統簡化（System Definition）

明確界定系統邊界為該特定流域。污染物為單一衰減保守性較低之有機物（$\text{BOD}$），受體指標為河川水中 $\text{BOD}$ 殘餘濃度（亦可為溶氧虧缺量 $\text{DO deficit}$）。河川流況視為一維穩態（Steady-state）。

步驟 2：設定決策變數（Decision Variables）

決策者需決定的行動是各污染源的減量幅度。

• 令 $x_j$ 為第 $j$ 個污染源的廢水 $\text{BOD}$ 削減率（Removal Efficiency），為無因次比率，滿足 $0 \le x_j \le 1$。
• 令 $W_j$ 為第 $j$ 個污染源未處理前之原始廢水 $\text{BOD}$ 排放總負荷（$\text{kg/day}$，為已知常數）。
• 經處理後實際排入河川的 $\text{BOD}$ 負荷為 $W_j (1 - x_j)$。

步驟 3：構建目標函數（Objective Function——經濟面）

決策目標為追求全流域所有污染源在進行廢水處理時之​「社會總投資與操作維護成本最小化」： $\min Z = \sum_{j=1}^{n} C_j(x_j)$ 式中，$C_j(x_j)$ 為第 $j$ 廠達到削減率 $x_j$ 時的廢水處理成本函數。在最簡化的線性規劃（Linear Programming, LP）或分段線性化設定下，令 $c_j$ 為第 $j$ 廠每削減單位重量 $\text{BOD}$ 之年化成本（元/$\text{kg}$）： $\min Z = \sum_{j=1}^{n} c_j \cdot W_j \cdot x_j$

步驟 4：建立限制條件（Constraints——環保面與工程面）

1. 水體環境品質限制（Environmental Standards / Carrying Capacity）： 各污染源排放經河川傳輸擴散及自淨衰減後，到達各受體查核點 $i$ 的濃度不得超過法規水質標準容許上限 $C_{i,\text{std}}$。 利用環境傳輸模型（如 Streeter-Phelps 方程式或一維水質模型推導出的轉移係數矩陣）： $C_{i,0} + \sum_{j=1}^{n} a_{ij} \cdot W_j (1 - x_j) \le C_{i,\text{std}}, \quad \forall i = 1, 2, \dots, m$ 經代數移項整理為標準形式： $\sum_{j=1}^{n} a_{ij} \cdot W_j \cdot x_j \ge \sum_{j=1}^{n} a_{ij} W_j + C_{i,0} - C_{i,\text{std}}, \quad \forall i = 1, 2, \dots, m$ 令右式常數項為查核點 $i$ 必須達到的最小濃度削減要求 $\Delta L_i$： $\sum_{j=1}^{n} a_{ij} W_j \cdot x_j \ge \Delta L_i, \quad \forall i = 1, 2, \dots, m$

• $a_{ij}$：第 $j$ 污染源對第 $i$ 查核點之轉移影響係數（Transfer Coefficient），代表第 $j$ 點每排放 $1\,\text{kg/day}$ 污染物在查核點 $i$ 造成的濃度上升量（$(\text{mg/L})/(\text{kg/day})$）。
• $C_{i,0}$：查核點 $i$ 上游背景濃度。

2. 工程處理技術極限限制（Process Upper Bound）： 受限於當前最佳可行控制技術（BAT），廢水處理率無法達到 $100\%$，存在技術上限 $E_{j,\max}$（例如三級生物處理通常上限為 $0.90 \sim 0.95$）： $x_j \le E_{j,\max}, \quad \forall j = 1, 2, \dots, n$
3. 非負限制（Non-negativity）： 削減率不可為負值： $x_j \ge 0, \quad \forall j = 1, 2, \dots, n$