113 地方特考離島四等 環保技術 環境污染防治技術概要 考古題詳解

一、核心觀念

本題以合理化公式說明都市降雨如何轉化為尖峰逕流，並以此分析都市淹水成因。合理化公式常寫為：

$$Q_p = C i A$$

其中：

• $Q_p$：集水區尖峰逕流量。
• $C$：逕流係數，代表降雨轉為地表逕流的比例；鋪面、屋頂等不透水面增加時，$C$ 通常上升。
• $i$：平均降雨強度，通常取降雨延時等於集流時間時的平均強度。
• $A$：集水區面積。

若 $i$ 以 mm/hr、$A$ 以 km² 表示，則常用換算式為 $Q_p=0.278CiA$，單位為 m³/s。合理化公式適用於小型集水區的尖峰流量估算，不能完整描述整場降雨的逕流歷線。

二、解題方法

第一小題依 $Q_p=C i A$ 的三個因子，分別說明極端降雨如何提高 $i$、都市化如何提高 $C$，再補充排水能力與蓄洪空間不足時，逕流尖峰便會造成積淹水。

三、（一）極端氣候造成都市環境淹水之成因（15 分）

1. 短延時強降雨提高降雨強度 $i$ 極端氣候使降雨集中於短時間，降雨強度可能超過都市排水系統的設計基準。由公式可知，$i$ 增大會使尖峰逕流量 $Q_p$ 隨之增加。當雨水在短時間內大量匯流，側溝、雨水下水道及抽水設施便容易超過負荷。

2. 都市不透水面增加，使逕流係數 $C$ 上升 建築物、道路及停車場等鋪面減少雨水入滲與地表滯留，降雨較快轉為地表逕流。都市化也常縮減綠地、埤塘與其他天然蓄水空間，使集水區的 $C$ 增大、逕流集中時間縮短，尖峰流量因而升高。

3. 排水與滯洪能力不足，逕流無法及時排出或暫存 即使降雨造成的逕流量增加不多，若排水設施容量有限、排水出口受河川高水位頂托，或低窪地區排水不易，仍會發生積淹水。都市硬鋪面使雨水快速匯集，也可能讓局部排水系統在短時間內承受高流量。

4. 降雨時空分布改變，造成局部超量集中 極端降雨可能集中在特定區域，局部集水區的實際降雨強度高於以平均值估算的強度；

**核心觀念：**依命題當年（民國 113 年）適用的《空氣污染防制法施行細則》，PM₂.₅ 是氣動粒徑小於或等於 2.5 微米的懸浮微粒。答題應掌握「原生性直接排放」與「衍生性二次生成」兩類，並指出人為、自然來源及氣象條件都會影響其濃度。

**解題方法：**先按生成方式分類，再列舉常見來源與形成條件：

1. **原生性 PM₂.₅：**污染物排放或物理作用後，直接以細懸浮微粒形式存在於空氣中。人為來源包括汽機車及船舶排氣、燃煤或燃油、工業製程、露天燃燒、營建及道路揚塵；自然來源包括火山灰、森林火災、土壤或沙塵、海鹽飛沫等。
2. **衍生性 PM₂.₅：**硫氧化物（SOₓ）、氮氧化物（NOₓ）、揮發性有機物（VOCs）及氨（NH₃）等氣態前驅物，經大氣中的氧化、光化學反應與氣粒轉換，生成硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽及二次有機氣膠等細粒子。
3. **濃度變化因素：**風速與風向、降雨、日照、混合層高度及大氣穩定度，會影響污染物擴散、輸送、清除與二次生成；跨區域傳輸也會增加受體地區 PM₂.₅ 濃度。

**解題技巧：**考場可用「直接排放、前驅物反應、氣象與傳輸」三層作答；避免將 PM₂.₅ 全部歸因於汽機車或單一污染源。

（二）空氣品質指標（AQI）之定義與應用意義

**核心觀念：**AQI 是依空氣品質監測資料，將污染物濃度換算為健康影響尺度，供民眾判讀空氣品質及採取健康防護措施的指標。命題當年（民國 113 年）採用的指標涵蓋臭氧（O₃）、細懸浮微粒（PM₂.₅）、懸浮微粒（PM₁₀）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO₂）及二氧化氮（NO₂）六種污染物。

**解題方法：**依「監測濃度 → 副指標 → 當日最大副指標」說明其計算與用途。各污染物依其濃度分段換算成空氣品質副指標（IAQI），再取當日各副指標的最大值，作為該測站當日 AQI：

$$\mathrm{AQI}=\max(\mathrm{IAQI}_{O_3},\mathrm{IAQI}_{PM_{2.5}},\mathrm{IAQI}_{PM_{10}},\mathrm{IAQI}_{CO},\mathrm{IAQI}_{SO_2},\mathrm{IAQI}_{NO_2})$$

AQI 數值愈高，代表空氣污染程度及健康影響風險愈高。其主要應用意義如下：

核心觀念

本題考查電鍍廢水中氰化物與多種重金屬的分流及化學處理。關鍵是先破氰，再處理金屬，並依不同金屬的化學型態安排還原、沉澱及固液分離。若氰化物尚未破壞就酸化，可能產生劇毒氰化氫；若含鉻廢水與氰系廢水混合，也會增加後續處理風險。

放流水是否符合標準，須依排放水體類別、適用管制規定及檢測結果判斷；題目未提供排放類別與濃度，因此以下說明適當處理流程，並以處理後各項污染物經檢測低於適用限值為前提。法規標準以命題當年（民國 113 年）為準。

解題方法與處理流程

一、分流收集與均化

將含氰廢水、含六價鉻廢水及其他含金屬廢水分槽收集，避免不同處理需求互相干擾；均化水量及污染負荷後，分別進行前處理。含氰水及含鉻水在完成各自處理前，不應任意混合或酸化。

二、含氰廢水：鹼性氧化破氰

先將含氰廢水維持在鹼性條件（通常控制 pH 約 10 以上），再以次氯酸鈉等氧化劑處理。第一階段將氰化物氧化成毒性較低的氰酸鹽，第二階段再進一步氧化為二氧化碳與氮氣：

$$\mathrm{CN^- + OCl^- \rightarrow CNO^- + Cl^-}$$ $$\mathrm{2CNO^- + 3OCl^- + H_2O \rightarrow 2CO_2 + N_2 + 3Cl^- + 2OH^-}$$

控制氧化劑投加量、pH、反應時間及殘餘氰化物，並以檢測確認破氰完成。破氰後再視廢水金屬含量，調整至後續金屬處理所需條件。不可先加酸降低 pH，否則可能使氰離子轉為氰化氫逸散。

三、含六價鉻廢水：先還原，再沉澱

六價鉻在常用鹼性沉澱條件下不易直接以氫氧化物方式有效去除，須先在酸性條件下以還原劑將其還原為三價鉻。可使用亞硫酸氫鈉、偏亞硫酸鈉或亞鐵鹽；以亞硫酸氫根表示的還原反應為：

$$\mathrm{Cr_2O_7^{2-} + 3HSO_3^- + 5H^+ \rightarrow 2Cr^{3+} + 3SO_4^{2-} + 4H_2O}$$

確認六價鉻還原完成後，再加鹼提高 pH，使三價鉻形成難溶氫氧化物：

$$\mathrm{Cr^{3+} + 3OH^- \rightarrow Cr(OH)_3(s)}$$

核心觀念與法源

本題考《土壤及地下水污染整治法》第 2 條的法定定義，以及第 12 條、第 15 至 18 條的場址公告與管制措施。作答時須分清楚污染的法律定義、控制場址與整治場址的分級，以及主管機關可採取的應變措施和污染管制區措施。

以下以命題當年（民國 113 年）法規為準。

解題方法

依序按「污染定義 → 場址分級 → 責任人 → 應變及管制措施」作答。第（四）題同時問「應變必要措施及管制措施」，因此除列《土污法》第 15 條的八項應變措施，也要補充第 16 至 19 條污染管制區的主要管制事項。

（一）土壤、地下水及底泥污染之定義（5 分）

依《土壤及地下水污染整治法》第 2 條：

1. 土壤污染：土壤因物質、生物或能量介入，致品質變更，並有影響正常用途或危害國民健康及生活環境之虞。
2. 地下水污染：地下水因物質、生物或能量介入，致品質變更，並有影響正常用途或危害國民健康及生活環境之虞。
3. 底泥污染：底泥因物質、生物或能量介入，致影響地面水體生態環境與水生食物的正常用途，或危害國民健康及生活環境之虞。

三者定義的共同要件是「物質、生物或能量介入」及「造成特定用途或健康環境風險」；底泥污染的用途判斷特別著重地面水體生態與水生食物。

（二）土壤污染控制場址及土壤污染整治場址（5 分）

依《土污法》第 2 條及第 12 條：

1. 控制場址：污染來源明確，且土壤或地下水污染物濃度達污染管制標準的場址，由直轄市、縣（市）主管機關公告。依法所稱控制場址，亦包括污染物非因自然環境存在而經沖刷、流布、沉積或引灌造成達管制標準的情形。
2. 整治場址：控制場址經初步評估，有嚴重危害國民健康及生活環境之虞，並經中央主管機關審核公告者。

簡言之，污染達管制標準且來源明確，先公告為控制場址；控制場址經初評認有嚴重危害之虞，再經中央審核公告為整治場址。

（三）污染行為人及潛在污染責任人（5 分）

依《土污法》第 2 條：

1. 污染行為人：因下列行為之一造成土壤或地下水污染之人：

• 洩漏或棄置污染物。
• 非法排放或灌注污染物。
• 仲介或容許他人洩漏、棄置、非法排放或灌注污染物。
• 未依法令規定清理污染物。

2. 潛在污染責任人：因下列行為致污染物累積於土壤或地下水，並造成污染之人：

• 排放、灌注或滲透污染物。
• 核准或同意於灌排系統及灌區集水區域內排放廢污水。

兩者都須與污染形成有法定行為及因果關係；作答時應完整列出各自的行為態樣，不宜把「潛在污染責任人」簡化成土地所有人或使用人。

（四）應變必要措施及管制措施（10 分）

1. 應變必要措施：《土污法》第 15 條