112 高普考普通考試 環保行政 環境科學概要 考古題詳解

112 年・高普考・普通考試・環保行政
試題代碼 環境科學概要

第 一 題25 分

內分泌干擾物質(endocrine disruptor 或 endocrine disrupting chemical)是一類來自體外且能干擾內分泌功能的化學物質,其會干擾體內激素的生成、釋放、輸送、代謝、結合或消除過程。

請說明常見之內分泌干擾物質中雌性激素干擾物質之種類及對人體健康之影響。

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核心觀念

內分泌干擾物質是來自體外、會干擾內分泌作用的物質。雌性激素干擾物質是其中一類,能模仿雌激素、與雌激素受體結合並改變其訊號,或干擾雌激素的生成、代謝與作用。其效應可能是促進或抑制雌激素作用,且會受暴露劑量、時間、混合物及個體發育階段影響。

解題方法

本題可依「物質種類」與「健康影響」兩部分作答。列舉物質時,宜涵蓋天然雌激素樣物質、人工合成雌激素及環境中的外源性雌激素樣化學物;說明健康影響時,則以生殖與發育為主,再補充荷爾蒙相關疾病。應指出部分影響來自流行病學關聯或動物研究,不宜將所有關聯直接表述為確定的人體因果關係。

雌性激素干擾物質的種類

  1. 天然植物雌激素:例如大豆中的異黃酮(如 genistein),以及其他植物來源的植物雌激素。這些物質具有類似雌激素的活性,但作用強度與人體雌激素不同。

  2. 人工合成或藥物來源的雌激素:例如合成雌激素己烯雌酚(diethylstilbestrol, DES)及部分口服避孕藥中的合成雌激素。若在胎兒發育等敏感時期暴露,可能干擾生殖系統發育。

  3. 農藥及其代謝物:例如滴滴涕(DDT)及其代謝物 DDE、methoxychlor、kepone(chlordecone)等。部分此類物質可呈現雌激素樣作用;不同農藥的作用機制並不完全相同。

  4. 塑膠與工業化學物質:例如雙酚 A(BPA)、壬基酚(nonylphenol)及辛基酚(octylphenol)。這些物質可能來自塑膠製品、食品接觸材料或工業製程。

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第 二 題25 分

酸性沉降可分為「濕沉降」與「乾沉降」,酸雨為酸性沉降中的濕沉降,所有氣狀污染物或粒狀污染物,隨著雨、雪、霧或雹等降水形態而落到地面者。

請說明酸雨之組成成分及其來源為何?

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核心觀念

本題考查酸性沉降的組成與形成來源。酸性沉降包含濕沉降與乾沉降;酸雨是其中的濕沉降,指酸性物質溶於雨、雪、霧、雹等降水,或氣狀、粒狀污染物隨降水落至地面。

一般未受污染的雨水因大氣中的二氧化碳溶入水中形成碳酸,略呈酸性,pH 約為 5.6。環境科學上通常以雨水 pH 低於 5.6 作為酸雨的判定基準。

解題方法:由主要酸類回推前驅物與來源

回答時可先列出酸雨中的主要酸性成分,再說明各酸由哪些大氣前驅物轉化而來,最後補充自然來源及其他降水所含物質。

一、主要酸性成分

  • 硫酸及硫酸氫根:是酸雨的重要成分之一,主要由大氣中的二氧化硫轉化而成。
  • 硝酸及硝酸根:是另一重要成分,主要由氮氧化物轉化而成。
  • 碳酸:由大氣中的二氧化碳溶入雨水形成,也是一般雨水略呈酸性的原因。
  • 有機酸:如甲酸、乙酸等,可由生物活動或有機物在大氣中的反應生成,通常不是人為污染造成酸雨的主要酸源。
  • 其他溶解或夾帶物質:降水也可能含有氯離子、銨根、鈣、鎂、鈉、鉀等離子,以及硫酸鹽、硝酸鹽等粒狀物質。這些成分來自海鹽、土壤粉塵、燃燒排放或大氣化學反應;其中部分鹼性離子可中和酸性。

二、主要來源與形成途徑

  1. 硫酸的來源:二氧化硫(SO₂) 燃燒含硫煤、石油等化石燃料,以及金屬冶煉等工業製程,會排放二氧化硫。SO₂在大氣中經氧化反應形成硫酸或硫酸鹽,再溶入雲滴、雨滴,隨降水落地。火山活動也會自然排放SO₂。
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第 三 題25 分

水質優養化(eutrophication)是指湖泊、河流、水庫等水體中氮、磷等植物營養物質含量過多所引起的水質污染現象。

請說明人為因素所造成水質優養化對環境之危害。

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核心觀念

水質優養化是水體中氮、磷等營養鹽過量,促使藻類及水生植物大量繁殖的現象。題目聚焦於人為營養鹽輸入如何改變水體生態,並造成環境危害,作答時應交代從營養鹽增加、藻類繁生,到水質與生態受損的因果鏈。

解題方法

可從污染來源及環境影響兩方面作答。人為來源包括農田施肥與畜牧排水、生活污水中的洗劑及有機物、工業廢水,以及都市逕流等;這些排入水體的氮、磷會加速藻類和浮游植物生長。藻類大量繁殖後,遮蔽水下光線;其死亡分解又消耗水中溶氧,進而引發一連串水質與生態問題。

人為優養化對環境的危害

  1. 藻類大量繁生,水質與景觀惡化 水面可能形成藻華或浮渣,水體混濁、色澤改變,並產生異味;藻類也會遮蔽光線,使水下植物光合作用受阻。

  2. 溶氧降低,引發缺氧與魚類死亡 藻類及水生植物死亡後,其有機物經微生物分解會消耗溶氧;藻類繁殖旺盛時,夜間呼吸也會降低溶氧。嚴重時形成缺氧或無氧環境,造成魚類及其他水生生物死亡,甚至出現底層缺氧。

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第 四 題25 分

1992 年聯合國《生物多樣性公約》是要確保各國能夠「保護生物多樣性(biodiversity)」、「開發永續資源」。

請說明人為因素導致物種加速滅絕及威脅生物多樣性之原因。

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核心觀念

本題考查生物多樣性受人為活動威脅的主要途徑,以及這些活動如何使物種滅絕速度加快。生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性及生態系多樣性;維護它不只是避免單一物種消失,也包括保全物種族群的遺傳變異與其棲地、生態系。

《生物多樣性公約》的三項目標為:保育生物多樣性、永續利用其組成部分,以及公平合理分享利用遺傳資源所生利益。題幹提到的「保護生物多樣性」與「開發永續資源」可對應前兩項目標;完整作答時宜補出利益分享一項。

解題方法

可依「棲地改變—資源過度利用—外來種與污染—氣候變遷」整理人為威脅,再說明各項如何造成族群衰退、棲地破碎、繁殖受阻或食物網失衡。最常見、影響廣泛的直接原因是棲地喪失與劣化;其他因素則常與棲地破壞交互作用,加重滅絕風險。

人為因素及其威脅機制

  1. 棲地破壞、喪失與破碎化 森林砍伐、農地開墾、都市擴張、道路與水庫興建、濕地填築及河川整治,會直接減少可供生物生存的空間。棲地被切割後,族群彼此隔離,遷徙、覓食及交配受阻,族群規模縮小、基因交流減少,近親繁殖與局部滅絕風險上升。

  2. 生物資源過度利用 過度捕撈、狩獵、採伐及野生生物貿易,若移除個體的速度超過族群補充能力,便會使族群快速下降。捕捉繁殖個體或大型成體尤其容易降低繁殖成功率;針對單一物種的利用,也可能連帶破壞其食物網與生態功能。

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