113 高普考普通考試 環境工程 空氣污染與噪音控制技術概要 考古題詳解
第 一 題25 分
我國於民國 109 年 9 月 18 日修正發布周界空氣品質標準,請說明包括哪些空氣污染物及各空氣污染物之空氣品質標準項目。
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核心觀念
本題考《空氣品質標準》第三條所列的污染物與各自標準項目。以命題當年(民國 113 年)法規為準,依民國 109 年 9 月 18 日修正發布的內容作答。
「標準項目」是指標準採用的平均時間或統計期間,例如日平均值、年平均值、八小時平均值及三個月移動平均值;題目也要求列出各項的標準值與單位。
解題方法與標準內容
依污染物逐項整理如下:
| 空氣污染物 | 空氣品質標準項目及標準值 | 單位 |
|---|---|---|
| 懸浮微粒(PM₁₀;粒徑小於或等於 10 μm) | 日平均值或二十四小時值:100;年平均值:50 | μg/m³ |
| 細懸浮微粒(PM₂.₅;粒徑小於或等於 2.5 μm) | 二十四小時值:35;年平均值:15 | μg/m³ |
| 二氧化硫(SO₂) | 小時平均值:0.075;年平均值:0.02 | ppm |
| 二氧化氮(NO₂) | 小時平均值:0.10;年平均值:0.03 | ppm |
| 一氧化碳(CO) | 小時平均值:35;八小時平均值:9 | ppm |
| 臭氧(O₃) | 小時平均值:0.12;八小時平均值:0.06 | ppm |
第 二 題25 分
靜電集塵器為工廠普遍使用之控制粒狀物防制設備之一,請說明靜電集塵器去除粒狀物之作用步驟,並且說明靜電集塵器之粒狀物去除效率與粒狀物粒徑之關係及其原因。
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核心觀念
本題考靜電集塵器(Electrostatic Precipitator, ESP)的集塵機制,以及粒徑如何影響集塵效率。ESP 利用高電壓電場使粒狀物帶電,再以電場力將其移向集塵板;集塵效率則與粒子的荷電量、電遷移速度及在集塵器內的停留時間有關。
粒狀物去除步驟
- 產生電暈放電:在放電極與集塵極之間施加高直流電壓,使放電極附近形成電暈,產生大量離子。
- 粒子荷電:氣流中的粒子與離子碰撞而帶電。粒子荷電主要包括電場荷電與擴散荷電;較大粒子通常以電場荷電為主,較小粒子則較受擴散荷電影響。
- 粒子遷移:帶電粒子在電場力作用下,朝與其電荷相反的集塵極移動,並沉積於集塵板。
- 清灰與收集:以振打或其他清灰方式使集塵板上的粉塵層脫落,落入灰斗,再由排灰設備排出。清灰時須避免粉塵重新飛散至氣流中。
粒徑與去除效率的關係及原因
粒徑對效率的影響通常呈現「兩端較高、中間較低」的趨勢:較大粒子通常較易被捕集;極細粒子因布朗運動與擴散荷電作用,也能有效沉積;中間粒徑粒子的去除效率則常形成最低區域。
其原因如下:
- 較大粒子:粒子截面積較大,較容易與離子碰撞並取得較多電荷,受電場力作用後的遷移速度通常較高,因此較易到達集塵板。
第 三 題25 分
在國家溫室氣體排放清冊報告中,溫室氣體共為哪 7 項,並說明其主要排放源。
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核心觀念
本題考查我國《國家溫室氣體排放清冊報告》所列的 7 種溫室氣體,以及各氣體的典型排放來源。清冊依氣體別統計排放量,再換算為二氧化碳當量;答題時應將「氣體名稱」和「主要排放源」一一配對。
解題方法
依序列出清冊中的 7 種氣體,並從能源燃燒、工業製程、農業、廢棄物及產品使用等來源說明其主要排放情形。各氣體的排放源不必限於單一部門;同一氣體可由多種活動排放。
七種溫室氣體及主要排放源
| 溫室氣體 | 主要排放源 |
|---|---|
| 二氧化碳(CO₂) | 化石燃料燃燒是主要來源,包括發電、工業燃燒及運輸;另有水泥等工業製程排放,以及土地利用、土地利用變遷與林業相關排放或移除。 |
| 甲烷(CH₄) | 畜牧業的反芻動物腸內發酵及糞尿管理、稻作,以及掩埋場與廢水處理;燃料開採、處理及輸送過程也可能逸散甲烷。 |
| 氧化亞氮(N₂O) | 農業土壤中的氮肥使用與糞肥管理是重要來源;燃料燃燒、部分工業製程及廢水處理亦會排放。 |
第 四 題25 分
大氣環境中細懸浮微粒化學成分包括原生性與衍生性,請說明臺灣地區衍生性細懸浮微粒化學成分主要為哪 4 項,而且其中哪一項受境外影響最大及其原因為何?
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核心觀念
細懸浮微粒(PM)可分為原生性與衍生性:原生性微粒由排放源直接排出;衍生性微粒則由氣態前驅物在大氣中經氧化、化學反應及氣粒轉換形成。本題重點是辨認臺灣衍生性 PM 的主要成分,以及其中受境外輸送影響最大者。
解題方法
臺灣地區衍生性細懸浮微粒的主要化學成分有四項:
- 硫酸鹽:二氧化硫經大氣氧化生成硫酸,再形成硫酸鹽微粒。
- 硝酸鹽:氮氧化物經氧化形成硝酸,進而生成硝酸鹽微粒。
- 銨鹽:氨與硫酸、硝酸等酸性物質反應,形成硫酸銨、硝酸銨等微粒。