107 高普考普通考試 環保技術 環境污染防治技術概要 考古題詳解

核心觀念

1. 空氣品質指標（AQI）之定義與沿革： 空氣品質指標（Air Quality Index, AQI）是將多種空氣污染物濃度，依其對人體健康的影響程度，換算為介於 $0 \sim 500$ 的無因次數值。台灣於民國 105 年 12 月 1 日起，正式整併原有的「空氣污染指標（PSI）」與「細懸浮微粒（$\text{PM}_{2.5}$）雙指標」，改採與美國環境保護局一致之 AQI 制度（本題以命題當年民國 107 年行政院環境保護署發布之規範為準；現主管機關已改制為環境部）。
2. AQI 核心計算原則： AQI 之計算採用最大副指標法。針對各測站監測之 6 種空氣污染物濃度，利用分段線性內插公式計算各自的副指標值（Sub-index, $I_i$），當日（或即時）之 AQI 即取各副指標中之最大值，其對應之污染物稱為「指標污染物」（Critical Pollutant）： $\text{AQI} = \max(I_{\text{O}_3}, I_{\text{PM}_{2.5}}, I_{\text{PM}_{10}}, I_{\text{CO}}, I_{\text{SO}_2}, I_{\text{NO}_2})$
3. 健康影響分級架構： AQI 數值共分為 6 個區間（$0 \sim 50$、$51 \sim 100$、$101 \sim 150$、$151 \sim 200$、$201 \sim 300$、$301 \sim 500$），各等級皆有專屬之健康影響警示（Levels of Health Concern）與代表顏色。

解題方法

本題為標準的公職考題「定義與規範型」申論題，答題策略應採「分項清晰、要件齊全、表格化對稱」的方式作答：

1. 第一部分（6 種污染物）：不可僅寫出名稱，必須同時具備「中文名稱」、「英文/化學符號」及「濃度計算之時間加權平均基準」（如 8 小時移動平均、24 小時移動平均或 1 小時平均），以展現專業度與完整度。
2. 第二部分（6 類健康影響分類標準）：建立包含「指標範圍（數值）」、「分級名稱（中文及英文對照）」、「代表顏色」、「健康影響與活動建議」之標準對照架構，直接切中題旨。

選項分析（申論題得分點剖析）

本題非選擇題，評分著重於兩大核心構面之答題完整度：

1. 6 種空氣污染物項目：

• 缺少任何一種污染物扣分。
• 漏列濃度平均時間（如 $\text{PM}_{2.5}$ 之 24 小時移動平均、$\text{O}_3$ 之 8 小時移動平均）將被列入次級給分區間。
• 誤將非 AQI 直接計算指標（如鉛 $\text{Pb}$、碳氫化合物 $\text{THC}$、揮發性有機物 $\text{VOCs}$）納入者嚴重失分。

2. 6 類健康影響分級標準：

• 數值區間必須精確對應：$0 \sim 50$、$51 \sim 100$、$101 \sim 150$、$151 \sim 200$、$201 \sim 300$、$301 \sim 500$。
• 級別名稱必須完全精準符合官方公告（特別注意「對敏感族群不健康」與「對所有族群不健康」的區分）。
• 補充「代表顏色」（綠、黃、橘、紅、紫、褐紅）能提高作答完整度與層次感。

解題技巧

1. 污染物記憶口訣：

• 「臭粒細、一二二」：
• 臭：臭氧（$\text{O}_3$）
• 粒：懸浮微粒（$\text{PM}_{10}$）
• 細：細懸浮微粒（$\text{PM}_{2.5}$）
• 一：一氧化碳（$\text{CO}$）
• 二：二氧化硫（$\text{SO}_2$）
• 二：二氧化氮（$\text{NO}_2$）

2. 分級顏色記憶口訣：

• 「綠黃橘紅紫褐」：交通號誌（綠 $\to$ 黃 $\to$ 紅）加上中間過渡色（橘），最後加上重度污染的「紫」與危險的「褐紅」。

核心觀念

本題測驗都市與工業污水處理廠中「污泥處理與處置單元工程」之整體流程規劃與系統整合能力。核心架構涵蓋污泥之物理、化學及生物處理特性，以及「減量化（Reduction）」、「穩定化（Stabilization）」、「無害化（Harmlessness）」與「資源化（Resource Recovery）」四大處理原則。

1. 污泥之物化特性：

• 活性污泥或初沉池污泥含水率高達 $97\% \sim 99.5\%$，體積龐大且水流動性受膠體束縛。
• 污泥水份型態包含：游離水（Free water）、間隙水（Interstitial water）、表面吸附水（Surface/Adsorbed water）及細胞結合水（Bound/Intracellular water）。各階段處理即針對不同型態之水分子進行相分離。

2. 污泥減容原理公式： 在固體量守恆假設下，含水率由 $P_1$ 降至 $P_2$ 時之體積變化關係式為： $V_2 = V_1 \times \left( \frac{100 - P_1}{100 - P_2} \right)$ 此式說明含水率自 $99\%$ 降至 $80\%$ 時，體積可大幅減縮至原本的 $\frac{1}{20}$，奠定分段處理之必要性。
3. 相關法規標準（以命題當年民國 107 年法規為準）：

• 《廢棄物清理法》及其子法《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》。
• 污泥若作為農業肥料或土壤改良劑，須符合《肥料登記證》規範及重金屬容許標準；掩埋處置需符合泥餅含水率低於 $85\%$（現行環境部標準已逐步加嚴並強化資源化推動）。

解題方法

本題為標準的程序型申論題，答題關鍵在於​「邏輯順序完整」​與​「層次分明」：

1. 處理流程順序：污泥自出流至處置具有嚴謹的物理化學推進鏈，必須依「濃縮 $\to$ 穩定 $\to$ 調理 $\to$ 脫水 $\to$ 乾燥／熱處理」五步驟依序陳述，不可顛倒。
2. 方法對應：每一處理步驟皆須點出工程目的、破壞何種水份結合機制，並具體列出至少一種實務常用之單元設備或方法。
3. 處置與再利用：須區分傳統「處置（Disposal）」（如衛生掩埋、焚化）與循環經濟取向之「資源化再利用（Reuse/Recycle）」（如製磚、輕質骨材、堆肥、沼氣發電），以展現考生的專業廣度。

選項分析

本題為申論問答題，評分重點取決於內容量化的廣度與深度。考生作答時應避免僅列關鍵字，須建立結構矩陣：

• 步驟完整性：少於 5 個步驟將直接依比例扣分；僅列方法而未列原理，難以取得滿分。
• 名詞精準度：例如混淆「調理（Conditioning）」與「脫水（Dewatering）」，或將「濃縮」與「乾燥」混為一談，均屬重大觀念失誤。
• 最終處置定義：若僅寫「丟棄」或「掩埋」，缺乏符合環保法規與資源化途徑之具體描述，得分將偏低。

解題技巧

1. 記憶口訣：「濃、穩、調、脫、乾」——五字貫穿污泥處理主線：

• 濃（濃縮：除游離水）
• 穩（穩定：除臭、降有機質）
• 調（調理：破壞膠體雙電層）
• 脫（脫水：機械壓出間隙水，成泥餅）
• 乾（乾燥／熱處理：相變去除吸附水與毛細水）

2. 作答版面設計：第一段先以「流程示意圖（方塊圖）」建立架構，第二段以編號條列分述「目的、方法、原理」，第三段獨立探討「最終處置與再利用」，結構乾淨俐落。
3. 應考陷阱：調理單元常被考生遺漏或誤置於濃縮之前。實務上高分子聚合物（PAM）極易因後續生物分解而失效，因此化學調理必須緊鄰於機械脫水之前進行。

【答案】

一、污泥處理流程五大步驟與處理方法

污水處理廠產生之初沉污泥與廢棄活性污泥，其標準處理程序依序包含以下五個步驟：

[原污泥] ──> (1) 濃縮 ──> (2) 穩定 ──> (3) 調理 ──> (4) 脫水 ──> (5) 乾燥/熱處理 ──> [最終處置/再利用]

(一) 步驟一：濃縮（Thickening）

1. 處理目的：利用重力或物理力去除污泥中大量之「游離水（Free water）」，將污泥含水率由 $98\% \sim 99.5\%$ 降低至 $95\% \sim 97\%$，體積縮減 $50\% \sim 80\%$，以減輕後續處理設備之容積負荷。
2. 處理方法：

• 重力濃縮法（Gravity Thickening）：利用固液比重差，使固體在重力沉降槽中自然沉降沉澱，底部收集濃縮污泥，上澄液迴流至污水處理系統。適用於比重較大之初沉池污泥。

核心觀念

本題測驗《廢棄物清理法》架構下之法規子法——《有害事業廢棄物認定標準》（本題以命題當年民國 107 年法規為準；現行法中「行政院環境保護署」已改制為「環境部」，相關化學品管理法規與部分認定項目亦有後續微調修正，解題仍以命題當年為準）。

廢棄物之毒性與危害性判定，旨在維護環境品質與人體健康。我國法規與環保實務採​「階層化篩檢法（Hierarchical Screening）」，依序以四種程序判定事業廢棄物是否具備有害性。其核心精神在於：「列表優先、檢測在後、兼顧特定高風險料件與主管機關裁量」。優先以法規明定名冊直接比對，省去高昂檢驗成本；未列名者再以儀器檢測有害特性，最後檢視特定廢料與公告項目，若皆不符合，始落入「一般事業廢棄物」。

解題方法

1. 破題切入：首先明確列出四種判定方式之法定先後順序（第一順位至第四順位），展示對整體法規架構與標準作業程序（SOP）之掌握。
2. 條理展開：針對每一順位，分別闡述其法源依據、適用對象及核心判準（包含關鍵檢測方法如 TCLP、關鍵數值如 pH 值與閃火點限值）。
3. 邏輯串聯：說明各判定階段之遞移關係（即「符合即判定為有害並終止；不符合則進入下一階」），展現工科與法規整合之作答邏輯。

選項分析

本題為公職國家考試之專業科目申論題，非選擇題，故無選項分析。

解題技巧

1. 口訣記憶順序：「列、特、五、公」

• 列：列表有害事業廢棄物（製程、醫療、事故、毒化物）
• 特：有害特性認定（TCLP、腐蝕、易燃、反應、感染）
• 五：混合五金廢料
• 公：主管機關公告

2. 常見陷阱防範：

• 陷阱一：誤將「TCLP、易燃性、腐蝕性、反應性」四項有害特性寫成「四種依序判定方式」。特性是第二順位中的「並列檢測指標」，彼此間並無先後順序，切勿混淆。
• 陷阱二：漏寫「混合五金廢料」。我國電子廢棄物與拆解料歷史龐雜，法規特別將其獨立為一項重要判定管道。
• 陷阱三：數值精確度。腐蝕性 pH 值界限為 $\text{pH} \le 2.0$ 或 $\text{pH} \ge 12.5$（不可寫成嚴格小於或大於）；TCLP 溶出液濃度單位為 $\text{mg/L}$，不可寫成總量含量單位 $\text{mg/kg}$。

【答案】

（本題以命題當年民國 107 年《有害事業廢棄物認定標準》為準。現行法已將中央主管機關修正為環境部，《毒性化學物質管理法》亦已修正為《毒性及關注化學物質管理法》。）

事業產出之廢棄物，依《有害事業廢棄物認定標準》之規定，依序採下列 4 種方式 判定是否屬於有害事業廢棄物：

[事業產生之廢棄物]
 │
 ▼
一、列表之有害事業廢棄物 ──────(符合)─────► 【有害事業廢棄物】
 │(否)
 ▼
二、有害特性認定之廢棄物 ──────(符合)─────► 【有害事業廢棄物】
 │(否)
 ▼
三、混合五金廢料 ────────────(符合)─────► 【有害事業廢棄物】
 │(否)
 ▼
四、其他經中央主管機關公告 ────(符合)─────► 【有害事業廢棄物】
 │(否)
 ▼
【一般事業廢棄物】

一、判定方式與順序

1. 第一順位：列表之有害事業廢棄物判定（列表法）
2. 第二順位：有害特性認定之有害事業廢棄物判定（特性法）
3. 第三順位：混合五金廢料判定
4. 第四順位：其他經中央主管機關公告之有害事業廢棄物判定

二、各方式之重點內容說明

（一）第一順位：列表之有害事業廢棄物判定

事業產生廢棄物時，第一步比對法規明文列表之項目。

核心觀念

本題評量給水工程中常規淨水與高級淨水處理（Advanced Water Treatment, AWT）之技術整合與程序規劃能力。

1. 常規淨水之技術瓶頸：傳統「快混 $\rightarrow$ 膠凝 $\rightarrow$ 沉澱 $\rightarrow$ 快砂濾 $\rightarrow$ 加氯消毒」主要去除濁度（懸浮固體、膠體）與病原微生物。對水中的溶解性天然有機物（NOM，三鹵甲烷等消毒副產物前驅物）、微量農藥、臭味物質（如 2-MIB、Geosmin）及重金屬之去除效率極低。
2. 高級淨水之多重屏障概念（Multiple Barrier Approach）：引進「化學氧化（臭氧 $\text{O}_3$）」、「物理吸附與生物降解（生物活性碳 BAC）」及「物理篩分截留（微濾 MF、超濾 UF、奈濾 NF 或逆滲透 RO 膜）」等單元，針對難分解有機物與離子級污染物逐層突破去除。
3. 方塊流程圖（BFD）設計規範：依水流方向以方塊標示各核心處理單元，並依序安排固液分離、深度分解、截留與安全消毒等流程。

解題方法

以台灣國內具代表性實廠（如澄清湖淨水場、金門各淨水場等高級淨水模組）成熟運作之​「臭氧氧化 $\boldsymbol{+}$ 粒狀生物活性碳（BAC） $\boldsymbol{+}$ 薄膜過濾」​經典流程為切入點：

1. 前端固液分離（打底保固）：以預氧化（前臭氧）配合傳統混凝、膠凝、沉澱與快濾，大幅去除濁度與大分子有機膠體，防止後續精密高級設備（活性碳、薄膜）快速阻塞或積垢。
2. 中段深度氧化與生物降解（核心去除）：以中間後臭氧強氧化將難生物分解之大分子有機物裂解為小分子同化性有機碳（AOC），再由生物活性碳（BAC）同時進行物理吸附與生物分解，大幅降低消毒副產物潛能（DBP Formation Potential）。
3. 後段物理阻隔與殘存消毒（安全出水）：透過低壓膜（UF）或分流奈濾／逆滲透（NF/RO）提供絕對病原屏障與重金屬/鹽類去除，最後加氯確保管網餘氯，防止配水二次污染。

選項分析

本題為專業申論題（非選擇題），評分規準與應答架構如下：

1. 程序方塊圖架構評析：方塊圖須具備進流至出流之完整邏輯，單元先後順序不得錯置（例如臭氧與活性碳之相對位置、膜分離之進流位置）。
2. 單元功能完整性評析：各單元功能說明必須精準對應題幹所列之關鍵污染物（有機物、重金屬、農藥、三鹵甲烷前驅物）。若僅簡述「過濾髒污」將失分，應以物理、化學及生物作用機制分別說明。

解題技巧

1. 單元配置順序三大口訣：

• 「前臭氧助凝、後臭氧裂解」：前臭氧主要用於破壞金屬錯合物、殺藻與助凝；後臭氧則專注於將難分解大分子 NOM 裂解成小分子，以提高 BAC 的生物分解效率。
• 「砂濾在前、碳床在中、薄膜在後」：懸浮固體必須先經砂濾去除，避免碳床孔隙與膜孔堵塞（Fouling）。
• 「BAC 之後必接消毒」：生物活性碳床釋放之脫落生物膜與殘菌，必須透過後續膜過濾截留或加氯消毒徹底滅活。

2. 常見陷阱與評分禁忌：

• 活性碳池切勿配置在沉澱池之前，否則極易造成碳粒泥化衰竭。
• 若原水含高濃度溴離子（$\text{Br}^-$），後臭氧投加量必須精確控制，避免氧化生成第 2B 類致癌副產物溴酸鹽（$\text{BrO}_3^-$）。

【答案】

一、高級淨水處理程序方塊圖（BFD）

核心觀念

本題評量我國綠建築評估系統（EEWH 系統）之架構與各項指標內涵。內政部建築研究所建立之台灣綠建築評估體系，以亞熱帶氣候（高溫、高濕）為基礎，歸納出四大目標：生態（Ecology）、節能（Energy saving）、減廢（Waste reduction）、健康（Health），簡稱 EEWH，其下劃分為九大評估指標。

法規與技術依據以命題當年（民國 107 年）之內政部《綠建築評估手冊》為準；現行版本已納入「建築能效評估系統（BERS）」與淨零建築策略，但 EEWH 核心之九大指標分類精神依然沿用。

解題方法

申論此類指標題，切忌散漫列舉，應採「樹狀架構」作答：

1. 確立主軸架構：先以四大範疇（生態、節能、減廢、健康）分類，再將九大指標依序歸入各範疇。
2. 三層次深入說明：每個指標需具備「指標名稱」、「核心宗旨／評估目的」及「具體工程與防制策略」，展現環境工程與規劃專業。
3. 標示關鍵門檻：點出九大指標中之「必要指標」（門檻指標），突顯答題深度。

解題技巧

1. 記憶口訣：

• 生態（3項）：「生、綠、保」$\rightarrow$ 生物多樣性、綠化量、基地保水。
• 節能（1項）：「日」$\rightarrow$ 日常節能。
• 減廢（2項）：「碳、廢」$\rightarrow$ 二氧化碳減量、廢棄物減量。
• 健康（3項）：「室、水、污」$\rightarrow$ 室內環境、水資源、污水垃圾改善。

2. 常見混淆與陷阱：

• 水資源 vs. 基地保水：「基地保水」著重降雨滲透入地下、涵養水源與降低熱島效應（屬於生態）；「水資源」則著重節約自來水、省水器具與雨水/中水回收再利用（屬於健康）。
• 日常節能：重點在於降低空調與照明耗電，非單指設置太陽能板。
• 必要通過門檻：欲取得綠建築標章，「日常節能」與「水資源」兩項為絕對不可欠缺之合格門檻。

【答案】

我國綠建築評估系統（EEWH）以生態、節能、減廢、健康四大範疇為核心，九大指標說明如下：

一、 生態範疇（Ecology）

1. 生物多樣性指標

• 評估宗旨：創造富有多樣化動植物棲息環境，健全微氣候與區域生態網絡。
• 具體作法：營造生態綠網、多孔隙生物棲地（如多孔隙護岸、石堆）、生態池、原生耐陰或誘鳥誘蝶植物造林，避免大規模水泥鋪面硬化。

2. 綠化量指標

• 評估宗旨：藉由植栽光合作用固定大氣中的二氧化碳（$\text{CO}_2$），並改善微氣候環境。
• 具體作法：提升基地綠化面積與綠容率，優先種植喬木、灌木、複層綠化及屋頂/垂直綠化，計算綠化植物長期之 $\text{CO}_2$ 固定量。

3. 基地保水指標