115 高普考普通考試 環保行政 環境科學概要 考古題詳解
第 一 題25 分
土壤層可藉由厚度、顏色、構造及組成加以分類，請說明土壤剖面各土壤層的分布與特性及土壤碳匯。
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核心觀念
本題考查土壤剖面的垂直分層，以及各層因有機質累積、淋洗、淀積與母質風化而呈現的顏色、構造和組成差異；並要求說明土壤作為碳匯的意義與作用機制。
土壤剖面是由地表向下觀察土壤層位的垂直斷面。常見主層位以 O、A、E、B、C、R 表示，各地土壤不一定具備全部層位，厚度、顏色及層位界線也會因氣候、生物、地形、母質與成土時間而異。
解題方法
依土壤剖面由上而下，逐層交代分布位置與主要特性，再補充土壤碳匯的定義、碳儲存形式、影響因素及管理方式。作答時避免把理想剖面寫成所有土壤都必然具有的固定排列。
土壤剖面各層的分布與特性
| 層位 | 分布與特性 |
|---|---|
| O 層：有機質層 | 位於地表或礦質土壤表面，由枯枝落葉、動植物殘體及其分解產物構成，常見於森林及濕地。依分解程度可呈現較完整的植物殘體至腐植質等不同型態。 |
| A 層：表土層 | 通常位於 O 層之下，是礦質土與腐植質混合的表層。受生物活動及有機質累積影響，通常顏色較深，根系、微生物較多，常形成團粒或粒狀構造，也是耕作與植物生長的重要層位。 |
| E 層：淋洗層 | 位於 A 層與 B 層之間，並非每種土壤都明顯具備。黏土、鐵鋁氧化物或有機物等成分受淋洗而向下移動，殘留物相對較少，常呈淡色或灰白色。 |
| B 層：底土層 | 位於 A 或 E 層之下，為上層淋洗物質向下移動後的主要淀積區，也可能發生土壤結構及礦物風化等變化。黏土、鐵鋁氧化物或腐植質可能累積，使其顏色、質地或構造與上層不同；森林土壤中常見較明顯的塊狀或稜柱狀構造。 |
| C 層：母質層 | 位於 B 層下方，由較少受成土作用影響的風化母質或未膠結物質構成，有機質及生物活動通常較少，逐漸接近形成上層土壤的母質。 |
| R 層：基岩層 | 位於剖面底部，為堅硬、連續的基岩，通常未經土壤化作用； |
第 二 題25 分
畜牧業中大量使用磷肥或是含有磷的飼料，此外工業上也因製程需求而有所使用。為避免高濃度含磷廢水破壞水體生態，環境部也對特定行業進行階段性管制放流水中的總磷濃度。請說明磷在環境中的循環及因為人類的發展需求對於磷的使用與排放所造成的環境威脅。
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核心觀念
本題考查磷的生物地球化學循環，以及人類開採、使用磷造成的養分輸送與水體優養化。磷是生物必需元素，存在於 DNA、RNA、ATP、細胞膜及骨骼中；在自然環境中，磷主要以磷酸鹽存在，磷循環沒有重要的氣相階段，因此主要在岩石、土壤、水體與生物之間循環，速度較慢。
題目提及的放流水管制，目的在減少磷排入水體，避免水質惡化及生態失衡。法規部分以命題當年（民國 115 年）法規為準：環境部已針對特定行業訂定總磷放流水標準及分階段管制，答題時應說明管制重點與環境目的，不必臆列未經題目要求的限值。
解題方法
可依「自然循環 → 人為加速與排放 → 環境威脅」三段作答。先交代磷從岩石進入土壤與水體，再說明人類如何把磷集中開採、投入農牧及工業用途，最後連結至水體優養化、缺氧與生物多樣性下降。
磷在環境中的循環
- 岩石風化與釋出： 含磷岩石經風化、侵蝕，釋出磷酸鹽至土壤與地表水。磷也可隨逕流及侵蝕的土粒進入河川、湖泊與海洋。
- 生物吸收與食物網傳遞： 植物及藻類吸收可利用的無機磷酸鹽，合成有機物；動物經由攝食植物或其他動物取得磷，磷因而沿食物網傳遞。
- 分解與再利用： 生物排泄物、遺體及枯枝落葉經分解，將有機磷轉回無機磷酸鹽，供生物再次利用。
- 沉積與地質回歸： 未被生物利用的磷隨顆粒沉降至水底，形成沉積物，長期埋藏並經地質作用形成含磷岩層；岩層抬升、出露後再受風化，進入下一輪循環。
整體而言，自然磷循環的主要儲庫是岩石與沉積物，岩石風化及地質回歸皆需長時間。人類大量開採磷礦，並把磷迅速移入農田、畜牧場、都市及工業系統，因而加快磷由地質儲庫流向水體的速度。
人類使用與排放造成的環境威脅
農業與畜牧業
磷肥施用量超過作物需求時，剩餘磷會累積於土壤，並經地表逕流、土壤侵蝕或排水進入水體。含磷飼料中的磷未完全被畜禽吸收，會隨糞尿排出；若畜牧廢水或糞尿未妥善處理，也會增加水體磷負荷。
工業與生活污水
第 三 題25 分
「全球塑膠公約」是聯合國針對全球塑膠污染問題的國際協議，涵蓋塑膠從生產、消費到棄置的整個生命週期，是減少塑膠源頭的重要工具。請說明訂定全球塑膠公約的必要性及塑膠全生命週期各階段可能產生的環境問題。
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核心觀念
本題考查塑膠污染的「全生命週期」觀點，以及國際合作處理跨境污染的必要性。作答時，應從塑膠的原料與生產、產品設計與消費使用、廢棄物處理與環境逸散依序說明各階段的環境問題，再說明為何僅靠個別國家處理不足以解決全球塑膠污染。
「全球塑膠公約」是聯合國環境大會透過第 5/14 號決議啟動談判的國際法律文書，目標是以整體方式處理塑膠污染，涵蓋塑膠的生產、設計、使用及處置，並包括海洋環境。考試用語上，可稱為「全球塑膠公約」或「全球塑膠污染協定」。以命題當年（民國 115 年）國際協商進度為準，該公約尚未完成定案。
解題方法
以「為何需要公約」和「生命週期各階段污染」兩部分作答。第一部分交代塑膠污染的跨境性、持久性及現行治理缺口；第二部分沿著塑膠從原料到廢棄物的流程，逐階段列出污染來源與影響。這種寫法能回應題幹所說的「源頭」與「整個生命週期」，避免只談海洋垃圾或回收處理。
一、訂定全球塑膠公約的必要性
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塑膠污染具有跨境性 塑膠垃圾可經河川、海流與風力移動，從產生地進入其他國家的海域、海岸與生態系；微塑膠亦可廣泛散布於土壤、水體及大氣。單一國家即使改善本國管理，仍難獨自控制跨境輸入的污染。
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塑膠持久且難以完全回收 多數塑膠在自然環境中不易分解，會逐漸碎裂為微塑膠及更小的塑膠微粒，但碎裂不等於污染消失。塑膠及其添加物可長期留存在環境中，持續造成生態與健康風險。
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現行治理常偏重末端處理 垃圾清理、焚化、掩埋及回收固然重要，但無法單獨處理塑膠產量增加、產品過度包裝、難回收複合材料及有害化學添加物等源頭問題。公約可將治理往上游延伸至塑膠生產與產品設計。
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各國制度與能力不一，需要共同規範與合作 各國對塑膠產品、化學物質、廢棄物管理及跨境廢棄物移動的規定不一，容易造成治理落差。共同的國際框架可促進政策協調、資訊交換、技術合作及財務支持，提升各國執行能力。
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塑膠污染牽涉健康、生態與資源使用 塑膠污染不只影響海洋生物，也可能影響陸域生態、食物網及人類暴露；塑膠生產又大量依賴化石燃料與能源。因此公約可同時推動減少不必要塑膠、改善產品設計及妥善管理廢棄物，降低環境負荷。
二、塑膠全生命週期各階段的環境問題
| 生命週期階段 | 可能產生的環境問題 |
|---|---|
| 原料取得與塑膠生產 | 塑膠多以石油、天然氣等化石原料製造，開採與加工會消耗能源與資源，並造成溫室氣體排放及空氣、水污染 |
第 四 題25 分
碳中和燃料（Carbon-neutral fuel）是不產生淨溫室氣體排放或碳足跡的燃料，請說明碳中和燃料的製造過程、種類及優勢。
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核心觀念
碳中和燃料的判斷重點，是燃料從原料取得、製造、運輸、使用到末端處理的全生命週期溫室氣體排放，經減量、碳移除或抵換後，達到淨排放為零。燃料燃燒時仍可能排放二氧化碳；「碳中和」指整體碳收支平衡，並非燃燒時完全不排碳。
可用下式表達：
因此，不能只看燃燒端是否排出二氧化碳，也要考量原料來源、製程用能、土地利用變化及甲烷等其他溫室氣體。
解題方法：製造過程與種類
作答時可先說明碳中和的生命週期原則，再按「生質來源」與「合成燃料」兩大路徑介紹製程，最後歸納其優勢。
一、生質燃料
植物生長時透過光合作用吸收大氣二氧化碳，將生物質轉化為燃料；燃燒時再釋出二氧化碳。若生物質能持續再生，且種植、加工、運輸與土地利用所造成的排放受到控制，整體碳收支可接近中和。
常見製程包括：
- 生質酒精：以甘蔗、玉米或木質纖維素等原料，經糖化或水解、發酵、蒸餾及脫水製成乙醇。
- 生質柴油：以植物油、廢食用油或動物脂肪等為原料，經酯交換反應製成脂肪酸甲酯或乙酯。
- 沼氣／生質甲烷：以畜牧糞尿、廚餘、污泥等有機廢棄物進行厭氧消化，產生含甲烷沼氣；淨化去除二氧化碳及雜質後，可作為生質甲烷使用。
- 第二代生質燃料：以農林剩餘物、木質纖維素或有機廢棄物，經氣化、熱裂解或生化轉化，再製成液態燃料或氣體燃料。
二、合成碳中和燃料
先以低碳或再生能源製氫，再取得二氧化碳，經化學反應合成燃料。若氫氣來自再生能源電解水，且所用二氧化碳來自大氣直接捕集或永續生質來源，燃料使用後釋出的碳可回到原有碳循環，製程排放也受到控制，便可達成低碳或碳中和。
常見路徑包括：