108 高普考高考三級 環保行政 環境科學 考古題詳解

核心觀念

本題評量考生對我國化學品源頭管理法制變革之理解，核心在於掌握民國 108 年 1 月 16 日全案修正公布之《毒性及關注化學物質管理法》（以命題當年法規為準；現行法之中央主管機關已於民國 112 年隨行政院組織改造由「行政院環境保護署」改制為「環境部」，核心架構與定義維持不變）。

本科目命題核心鎖定在：

1. 毒性化學物質之法定定義與一至四類分級基準（法第 3 條第 1 款至第 5 款）。
2. 關注化學物質之立法意旨與法定定義（法第 3 條第 6 款），重點在於填補過往非屬傳統急慢性毒性、卻具民生安全危害（如食安風險物質、成癮吸入濫用物質、爆裂物前驅化學品）的管制缺口。
3. 我國化學物質管理之整體架構：從「新化學物質及既有化學物質資料登錄」（源頭掌握），經由「危害評估與風險篩選」，進而銜接至「毒性化學物質」與「關注化學物質」之「分級管理」機制。

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解題方法

本題為典型法規政策題，作答策略採取「定義法條化、分類階層化、架構圖表化」三步驟推進：

1. 法規定義力求精準：嚴格依據法條法定用語寫出第一類至第四類毒化物及關注化學物質之特性指標（如「環境不易分解」、「生物蓄積」、「慢性毒性」、「急性毒性」、「致腫瘤」、「危害民生安全之虞」）。
2. 對比功能定位：說明增列「關注化學物質」之背景（擴大列管對象、因應食安與社會治安事件、彈性賦予不同強度管制措施），凸顯與傳統毒性化學物質在管制密度上的差異。
3. 關聯圖具體呈現整體防護網：以流程化與階層化圖表，清楚交代化學物質如何由「大水庫（全化學物質）」經由「登錄評估」分流為「一般化學物質」、「關注化學物質」與「四類毒性化學物質」，展現「源頭登錄、評估篩選、分級管控」的治理邏輯。

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解題技巧

1. 記憶口訣與關鍵字掌握：

• 第一類：不易分解／生物蓄積（環境持久性，如戴奧辛、多氯聯苯）。
• 第二類：慢毒性（致癌、畸胎、突變，如鎘、三氯乙烯）。
• 第三類：急毒性（立即危害人體或生命，如光氣、氰化鈉）。
• 第四類：疑似毒性／預防性（有危害之虞，採核可制）。
• 關注化學物質：非毒化物＋民生安全關注＋彈性納管（如笑氣一氧化二氮、具食安風險之工業染料）。

2. 常見陷阱防範：

• 誤將第四類毒性化學物質與關注化學物質混為一談：第四類仍屬「具有毒理特性或危害數據」之疑似毒化物；關注化學物質則涵蓋更廣泛的「民生安全議題、非化學急慢性毒性之社會風險物質」。
• 關聯圖不可僅畫出毒化物與關注物質的並列方塊，必須向上溯及「化學物質登錄機制」（法第 30 條），向下延伸至「許可／登記／核可」之不同管制強度，方具完整性。

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【答案】

一、毒性化學物質之定義與分類

依據我國《毒性及關注化學物質管理法》第 3 條規定，「毒性化學物質」指人為意向產製或於產製過程中無意衍生之化學物質，經中央主管機關公告者。其分類依危害特性分為以下四類：

1. 第一類毒性化學物質：在環境中不易分解或因生物蓄積、生物濃縮、生物轉化等作用，致污染環境或危害人體健康者（持久性有機污染物 POPs 特性）。
2. 第二類毒性化學物質：有致腫瘤、生育能力受損、畸胎、遺傳因子突變或其他慢性疾病等作用者（慢性毒性物質）。

核心觀念

本題考查環境生態學與保育生物學之核心基石——生物多樣性（Biodiversity）​的內涵與當代所面臨的人為衝擊。具體測驗範疇包括：

1. 生物多樣性公約（Convention on Biological Diversity, CBD）之定義架構：生物多樣性涵蓋遺傳（基因）、物種與生態系三大階層結構。
2. 人為衝擊機制（HIPPO / CHIPPO 效應）：以愛德華·威爾森（E.O. Wilson）提出的生態脅迫模型，剖析棲地破壞、過度採捕、外來種入侵、環境污染與全球氣候變遷等人類活動對生物圈的具體破壞路徑。

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解題方法

本題為高普考環境科學典型的「基礎定義＋環境衝擊機制」申論題型，答題時應採取「結構化、層次分明」的論述架構：

1. 第一子題（生物多樣性組成）：採「由微觀至宏觀」的階層邏輯，依序闡述「遺傳多樣性」、「物種多樣性」與「生態系多樣性」，並分別指出其生物學意義（如適應潛力、物種豐富度與均勻度、生態系功能與穩定性）。
2. 第二子題（人類威脅）：運用國際公認的 HIPPO 架構（Habitat loss, Invasive species, Pollution, Population, Overexploitation）結合當代關鍵的 Climate change（合稱 CHIPPO 模型）展開，逐點列出威脅型態、致災途徑與生態後果，避免流於空泛口號，須列舉具體環境科學實例（如棲地破碎化、生物放大作用、優養化、外來種排擠等）以展現專業深度。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題型。考生答題時應避免將題目兩子題各寫成一整段散文，必須依據題旨切分為「壹、生物多樣性之主要組成」與「貳、人類活動對生物多樣性之主要威脅」兩大區塊，各區塊再建立二級標題，以利閱卷委員依點給分。

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解題技巧

1. 記憶口訣與答題骨架：

• 組成層次：基（遺傳）、種（物種）、系（生態系）。
• 人為威脅：直接套用 CHIPPO 記憶法（Climate change 氣候變遷、Habitat destruction 棲地破壞、Invasive species 外來入侵、Pollution 污染、Population 人口暴增、Overexploitation 過度捕撈採集）。

2. 得分亮點設計：

• 闡述「物種多樣性」時，點出包含「物種豐富度（Species Richness）」與「物種均勻度（Species Evenness）」兩大要素，更能展現本科系專業。
• 闡述「棲地破壞」時，強調「棲地破碎化（Habitat Fragmentation）」與「邊緣效應（Edge Effect）」，能大幅提升評閱分數。

3. 常見失分陷阱：

• 僅回答「動植物很多種」等常識性口語，缺乏遺傳、物種、生態系等專業分類。
• 列舉人為威脅時缺乏分類，東扯一點垃圾污染、西扯一點砍樹，造成篇幅凌亂且邏輯重疊。

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【答案】

壹、生物多樣性之主要組成

依據聯合國《生物多樣性公約》（CBD）之定義，生物多樣性係指地球上各類生態體系中所有生物之變異性，主要由三個相互依存且密不可分的階層所組成：

一、遺傳多樣性（Genetic Diversity，或稱基因多樣性）

1. 意涵：指單一物種內部不同個體或不同族群間所攜帶之基因與遺傳變異之總和。
2. 生態功能：遺傳多樣性是物種適應環境變遷（如疾病流行、氣候劇變、棲地變動）的基礎儲備庫。基因多樣性愈高，族群面對自然淘汰壓力時的抗逆力與存活機率愈高，有助於降低近親繁殖劣生化及物種滅絕之風險。

核心觀念

1. 大氣環境垂直減溫率與逆溫定義： 在一般對流層大氣中，氣溫通常隨高度增加而遞減，環境減溫率（Environmental Lapse Rate, ELR）定義為： $\Gamma = -\frac{dT}{dz}$ 正常大氣下 $\Gamma > 0$（平均約為 $6.5^\circ\text{C/km}$）。當出現 $\Gamma < 0$，即氣溫隨高度增加而上升（$\frac{dT}{dz} > 0$）的大氣層，稱為「逆溫（Temperature Inversion）」。
2. 靜力穩定度與擴散抑制： 逆溫層代表極度穩定的大氣狀態（位溫隨高度迅速增加，$\frac{d\theta}{dz} \gg 0$），垂直運動受浮力抑制。逆溫層會大幅壓低混合層高度（Mixing Height），封鎖地表空氣污染物的垂直對流與擴散，常導致污染物在近地層蓄積濃度劇增。

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解題方法

本題為標準的申論型機理解釋題，解題切入架構如下：

1. 破題定義：先明確界定逆溫之物理熱力學狀態（$\frac{dT}{dz} > 0$）。
2. 系統化分類：按大氣物理動力與熱力機制，將逆溫分為五大主要類型：輻射逆溫、沉降逆溫、平流逆溫、鋒面逆溫、地形（谷地）逆溫；並清楚界定其為「地面逆溫（Surface Inversion）」或「高空逆溫（Elevated Inversion）」。
3. 機制深度剖析：針對各類型，逐一說明其「形成物理機制（熱輻射傳遞、絕熱壓縮、平流冷卻等）」、「典型發生環境條件」以及「消散方式」。

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選項分析

本題為公職國家考試高考三級之專業科目申論題，非選擇題型，故無選項分析。作答核心在於名詞概念完整、物理機制精準、論述架構分明。

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解題技巧

1. 二維結構呈現：作答時區分「地面型」與「高空型」，再按「物理成因」展開，層次分明，利於閱卷評分。
2. 關鍵物理機制名詞必須命中：

• 輻射逆溫：地面長波輻射冷卻、晴朗無雲、清晨日出前最強。
• 沉降逆溫：反氣旋（高壓系統）、大尺度下沉氣流、乾絕熱壓縮增溫。
• 平流逆溫：暖氣團水平移動至冷下墊面。
• 鋒面逆溫：冷暖氣團交會、暖氣團沿鋒面斜面爬升。
• 地形逆溫：山坡冷空氣重力沉降（山風）、冷池（Cold Pool）蓄積。

3. 整合環境效應：延伸點出各逆溫型態對應的煙流擴散行為（如輻射逆溫上方破壞引起的「燻煙型 Fumigation」；沉降逆溫形成的「滯留型 Trapping」），展現環境科學專業素養。

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【答案】

一、逆溫現象之定義

正常對流層氣溫隨高度升高而降低。逆溫（Temperature Inversion）係指大氣溫度隨高度增加反而上升（$\frac{dT}{dz} > 0$）的異常熱力結構。此時大氣層極度穩定，垂直對流混合完全受到抑制，形成天然的大氣阻擋蓋，阻礙地表空氣污染物的垂直擴散。

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二、逆溫現象的主要類型及成因

(一) 輻射逆溫（Radiation Inversion）

1. 成因與機制：

• 夜間地表向外釋放長波輻射（地面有效輻射）而強烈降溫。
• 緊鄰地表的底層空氣經熱傳導冷卻最速，而較高層空氣冷卻較慢，導致近地層形成「下冷上暖」的氣溫垂直結構。

2. 發生條件與特徵：

• 好發於晴朗無雲、微風或靜風的秋冬夜間至清晨。雲層少利於長波輻射逸散，微風可維持層流避免強烈機械亂流攪動。
• 屬於典型之地面逆溫（逆溫底自地表開始向上延伸數十至數百公尺）。
• 逆溫強度通常在日出前後達到最大值，日出後地表受短波輻射加熱，逆溫層由地面逐漸向上被熱對流破壞而消散。

核心觀念

本題旨在評量考生對氣候變遷減緩技術中「碳捕集與封存（Carbon Capture and Storage, CCS）」技術體系、工程程序及封存環境機制的掌握程度。

1. 核心定義：依據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）架構，CCS 是指將工業製程或電廠排放之高濃度二氧化碳（$CO_2$）分離捕集、壓縮輸送，並長期隔離於大氣之外的工程技術。
2. 核心科學原理：包含超臨界二氧化碳（Supercritical $CO_2$, $scCO_2$）之相態變化、深部地層封存圈閉機制（構造、殘留、溶解、礦化）、深海流體力學與海洋碳酸鹽平衡、矽酸鹽礦物碳化反應熱力學。
3. 相關法規背景：以命題當年（民國 108 年）法規為準，我國依《溫室氣體減量及管理法》推動國家溫室氣體減緩推動方案；現行法已於民國 112 年修正為《氣候變遷因應法》，並將碳捕集、再利用與封存（CCUS）正式明定為邁向 2050 淨零排放的關鍵技術戰略之一。

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解題方法

本題為標準的兩段式問答申論題，作答策略採「定義與系統架構界定」結合「介質物理/化學機制分類法」展開：

1. 第一子題（何謂 CCS）：

• 採「三階段流程法」切入：精準定義技術本質後，分述「捕集（Capture）」、「輸送（Transport）」與「封存（Storage）」，並適度補述由 CCS 邁向 CCUS（加入 Utilization 再利用）之概念演進，展現知識廣度。

2. 第二子題（$CO_2$ 封存方式）：

• 採「環境介質與反應機制」分為三大主流工程方式與一項廣義輔助方式：
• 地質封存（Geological Storage）：當前技術成熟度最高的主流方式，必須詳細交代四大場址與四種圈閉機制。
• 海洋封存（Ocean Storage）：交代注入水深、液體碳池原理及其引發之海洋酸化爭議與國際公約限制。
• 礦化封存（Mineral Carbonation）：交代矽酸鹽與鹼性廢棄物反應之熱力學永久固定機制。
• 陸域生物封存（Terrestrial Storage）：簡述森林碳匯與土壤/生物炭之廣義固碳角色。

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選項分析

本題為公職高普考之申論題型，非選擇題，故無個別選項分析。各子題評分核心與應答論述已完整展現在【解題方法】與下方【答案】中。

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解題技巧

1. 專業關鍵字鋪陳：國考閱卷委員評分重視專有名詞。務必精準寫出「超臨界流體（$scCO_2$）」、「深部鹹水層（Deep Saline Aquifers）」、「枯竭油氣田」、「構造圈閉」、「殘留圈閉」、「溶解圈閉」、「礦化圈閉」、「海洋酸化」、「橄欖石／蛇紋石」等詞彙。
2. 層次分明之條列排版：申論題切忌一段到底，善用國考標準標題階層（一、(一)、1.、(1)），文字段落搭配關鍵機制解析，閱卷給分一目了然。
3. 常見失分陷阱：

• 混淆 CCS 與單純植樹造林：CCS 主軸是針對工業、電廠等「大集中排放源」的工程技術，森林碳匯僅屬於廣義自然碳匯，作答重心必須放在工程封存。
• 忽視海洋封存的爭議性：論述海洋封存時，若未點出「海洋酸化」與《倫敦公約／議定書》之生態與法規限制，會被視為欠缺環境風險評估思維。

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【答案】

一、碳捕存（Carbon Capture and Storage, CCS）之意涵

碳捕存（CCS）係指將化石燃料電廠、鋼鐵廠、水泥廠及煉油廠等大型固定排放源所產生之二氧化碳（$CO_2$），於排放至大氣前進行分離捕集、壓縮輸送，並注入深部地質構造或其他安全介質中長期封存，使其與大氣圈長期隔離之減碳工程技術。其完整系統架構包含三大環節：

1. 碳捕集（Capture）：依燃燒與分離順序可分為：

• 燃燒後捕集（Post-combustion）：利用化學吸收劑（如單乙醇胺 MEA）吸收煙道氣中之低分壓 $CO_2$。
• 燃燒前捕集（Pre-combustion）：將燃料氣化生成合成氣（$CO + H_2$），經水煤氣轉化反應後分離高濃度 $CO_2$。
• 富氧燃燒捕集（Oxy-fuel combustion）：以純氧代替空氣進行燃燒，煙道氣主成分僅為 $CO_2$ 與水蒸氣，冷凝水後即可獲得高純度 $CO_2$。