108 高普考高考三級 環保行政 水污染與土壤污染防治 考古題詳解
第 一 題25 分
行政院農業委員會及環境保護署已於近年修正相關法規,推動畜牧場沼液、沼渣農地肥分再利用政策。試說明:
沼液、沼渣對土壤及地下水環境之可能影響為何?如何防範污染及進行監測?
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核心觀念
本題考查「畜牧糞尿資源化」與「污染預防、監測管理」如何兼顧。沼液、沼渣含有氮、磷及有機質,可作為農地肥分;但資源化不等於可任意施灌。施灌量、施灌地點及施灌時機若未配合土壤吸收能力、作物需求及水文條件,仍會造成土壤劣化及地下水污染。
法規以命題當年(民國 108 年)為準,主要依據《水污染防治法》及《水污染防治措施及檢測申報管理辦法》中「沼液沼渣農地肥分使用」相關規定。民國 108 年 3 月修正後,規範依施灌規模分級管理,並簡化小型養豬場程序;現行法規後續已有修正,考試作答仍以命題當年規定為準。
解題方法
依「污染物來源與性質 → 土壤影響 → 地下水影響 → 防範措施 → 監測與管理」作答。先說明沼液沼渣具肥料價值,再指出施用過量或管理不當會造成的污染途徑,最後以源頭管制、適量施灌、背景值調查及定期監測形成完整管理鏈。
一、對土壤環境的影響
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氮、磷累積與養分失衡 沼液、沼渣含氮、磷。施用量超過作物吸收量時,土壤養分累積,可能造成土壤肥力失衡;降雨或灌溉也會將氮、磷帶離施灌區,增加周邊水體優養化風險。
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土壤鹽分增加 沼液含有可溶性離子,長期或過量施用會提高土壤導電度(EC),使土壤鹽分累積,影響作物吸水與生長。
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酸鹼度改變 沼液沼渣的酸鹼性及施用後的硝化等作用,會影響土壤 pH;土壤酸鹼度改變亦可能影響養分有效性及金屬移動性。
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銅、鋅等元素累積 畜牧飼料及糞尿中可能含銅、鋅。長期施灌會使其累積於表土,若超出作物及土壤可承受範圍,將影響土壤生物、作物生長及農產品安全。
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有機物負荷及局部缺氧 若沼液仍含較高有機物,且施灌量過大、土壤排水不良,土壤孔隙容易缺氧,影響根系及土壤微生物作用,並可能產生異味或還原性物質。
二、對地下水環境的影響
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硝酸鹽及氨氮污染 沼液中的氮經轉化後可形成硝酸鹽,隨水分滲漏至地下水;氨氮亦可能因施灌過量或土壤吸附、轉化能力不足而進入地下水。
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溶解性有機物及微生物污染 未充分處理的沼液若滲漏,可能增加地下水有機物負荷,並帶入病原微生物,影響地下水作為飲用或灌溉水源的安全。
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銅、鋅等物質下移 土壤對金屬具有一定吸附能力,但若長期累積、土壤酸鹼條件改變或滲流水量增加,金屬仍有向下移動的風險。
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地表逕流與地下滲漏 坡地、低窪地、排水不良區或靠近水井、水體的施灌農地,若遇強降雨或灌溉過量,污染物易隨逕流進入水體,亦可能經土壤滲漏影響地下水。
三、防範污染措施
(一)源頭處理與計畫審查
沼液沼渣應依規定經厭氧發酵處理,並妥善收集沼氣;依核准計畫進行必要的後續處理、貯存及輸送。申請肥分使用時,應提出沼液沼渣品質、施灌農地位置與面積、運輸方式、施灌作業及監測資料,由主管機關審查核定。
民國 108 年修正後,飼養豬隻達 200 頭及飼養牛隻的畜牧業,依核准的沼液沼渣農地肥分使用計畫辦理;豬隻 20 頭以上未滿 200 頭者,相關資料納入廢(污)水管理計畫,採分級管理。
(二)按作物需求與土壤承載量施灌
施灌量應配合土壤肥力、作物種類及生長期,以氮、磷等肥分需求為依據,避免超量或長期集中施灌。
第 二 題20 分
目前行政院環境保護署將河川依其污染狀態分為嚴重污染、中度污染、輕度污染及未(稍)受污染四種,請說明其採用之判斷指標及其比對基準為何?
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核心觀念
本題考查環保署以河川污染指標(River Pollution Index,RPI)評估河川水質的方式。RPI 由四項水質參數組成:溶氧量(DO)、生化需氧量(BOD₅)、懸浮固體(SS)及氨氮(NH₃-N)。各項測值先依比對基準換算為污染點數,再取算術平均,依積分值判定污染程度。
四項參數各自所代表的意義可簡要掌握為:DO 越低通常污染越重;BOD₅、SS 及氨氮越高通常污染越重。
解題方法與比對基準
先分別將四項測值對照下表,取得各項點數;再計算 RPI:
其中 為第 項水質參數的污染點數。各參數的分級基準及點數如下:
| 水質項目 | 未(稍)受污染:1 點 | 輕度污染:3 點 | 中度污染:6 點 | 嚴重污染:10 點 |
|---|---|---|---|---|
| 溶氧量 DO(mg/L) | DO ≥ 6.5 | 4.6 ≤ DO < 6.5 | 2.0 ≤ DO ≤ 4.5 | DO < 2.0 |
| 生化需氧量 BOD₅(mg/L) | BOD₅ ≤ 3.0 | 3.0 < BOD₅ ≤ 4.9 | 5.0 ≤ BOD₅ ≤ 15.0 | BOD₅ > 15.0 |
| 懸浮固體 SS(mg/L) | SS ≤ 20.0 | 20.0 < SS ≤ 49.9 | 50.0 ≤ SS ≤ 100 | SS > 100 |
第 三 題20 分
地下水污染物質,目前較受重視的為重金屬、非混合性污染物。非混合性污染物以液態存在的,一般稱為 NAPL(non-aqueous phase liquid,非水相液體),請問其種類及污染流布特性各為何?
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核心觀念
本題考查非水相液體(NAPL)在地下介質中的密度分類,以及密度、重力、毛細作用與地層構造共同造成的污染流布。
NAPL 是與水不互溶、能以獨立液相存在的污染物。進入地下後,部分會被土壤孔隙捕捉成殘留相,部分可形成連續的自由相;同時也會逐漸溶入地下水,形成溶解相污染羽流。因此,污染物的流布不只由地下水流向控制,也受重力、浮力、毛細壓力、孔隙大小及地層非均質性影響。
解題方法:先依密度分兩類,再判斷移動方向
判斷 NAPL 流布的切入點,是比較其密度與水的密度:
- 密度小於水者為 輕質非水相液體(LNAPL, light non-aqueous phase liquid)。
- 密度大於水者為 重質非水相液體(DNAPL, dense non-aqueous phase liquid)。
密度決定污染物相對於地下水的浮沉趨勢;但實際移動還會受到土壤孔隙與低滲透層的毛細阻力影響,不能把「比水輕」或「比水重」理解成只會垂直移動。
NAPL 種類及污染流布特性
一、輕質非水相液體(LNAPL)
LNAPL 密度小於水,常見例子包括汽油、柴油及其他石油類烴類。
污染物由地表向下滲入時,先在包氣帶孔隙中移動並留下部分殘留相。到達地下水位附近後,因浮力作用,主要聚集在地下水位及毛細帶附近,並可沿地下水位面向側向擴散。地下水位升降會使其接觸區上下變動,污染物也可能被重新分布或滯留於不同深度。
第 四 題20 分
土壤及地下水的污染整治技術可概分為現地(in situ)、現場(on site)及非現地(ex situ)處理技術,請各舉例說明。
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核心觀念
本題考查土壤及地下水污染整治技術的分類,分類依據是污染物是否在原污染位置處理,以及污染土壤是否挖出、移出場址:
- 現地處理(in situ):不挖除污染土壤,也不抽出地下水,在原污染位置直接處理。
- 現場處理(on site):將污染土壤挖出或地下水抽出,在污染場址範圍內處理。
- 非現地處理(ex situ):將污染土壤或地下水移離污染場址,再運至其他地點處理。
這三者是依「處理位置」區分,與生物、物理、化學等「處理原理」是不同的分類方式。本題屬技術分類說明題,沒有計算公式或特定法條須適用。
解題方法
作答時先說明分類標準,再對土壤與地下水各舉適當例子,並交代污染介質如何移動、在哪裡處理。只列技術名稱容易失分;要指出「原地處理」、「場內挖出或抽出處理」及「移至場外處理」的差別。
各類技術與例子
一、現地處理(in situ)
污染物在原位置處理,通常不必大規模開挖或搬運污染介質,可減少地表工程及運輸,但成效受土壤透水性、污染物分布與場址條件影響。
- 土壤例:土壤氣體抽除法(soil vapor extraction, SVE) 在污染區設置抽氣井,將土壤孔隙中的揮發性有機污染物抽出,再於地面處理抽出氣體。污染土壤仍留在原處。
- 地下水例:現地生物復育(in situ bioremediation) 將氧氣、營養鹽或適當電子受體注入污染含水層,促進微生物於地下分解污染物,地下水留在原位置處理。
- 其他例子包括土壤沖洗或藥劑注入,以及地下水的空氣曝注(air sparging)等。
二、現場處理(on site)
先將污染介質從地下移出,但仍在污染場址內處理。此類方法能在地表設備中較直接地控制處理條件,但須進行開挖、抽水及場內設施管理。
第 五 題15 分
依據土壤及地下水污染整治法,主管機關為減輕土壤及地下水污染危害或避免污染擴大,應依污染場址實際狀況,採取哪些應變必要措施?
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核心觀念
本題考《土壤及地下水污染整治法》第 15 條第 1 項所定的「應變必要措施」。主管機關為減輕污染危害或避免污染擴大,應依控制場址或整治場址的實際狀況採取必要措施。答題重點是完整列出法定八款措施。
本解以命題當年(民國 108 年)法規為準。現行法於底泥相關規定有所修正,以下仍依命題當年條文作答。
解題方法
題幹直接沿用第 15 條第 1 項的目的與用語,應採條文列舉法作答,不需另作事實判斷或計算。可依污染防治順序記憶:停止污染源、調查並保護水源、保障飲水、隔離警示、檢測與管制農漁產品、疏散或管制人員、移除污染物,以及其他必要措施。
應變必要措施
直轄市、縣(市)主管機關得依場址實際情況採取下列措施:
- 命污染行為人停止作為、停業,或部分、全部停工。
- 依《水污染防治法》調查地下水污染情形並追查污染責任;必要時告知居民停止使用地下水或其他受污染水源,並得限制鑽井使用地下水。
- **提供必要的替代飲水,或通知自來水主管機關優先接裝自來水。