113 高普考高考三級 環保行政 環境科學 考古題詳解

核心觀念

本題分成兩部分：一是比較平流層與對流層臭氧的生成機制；二是說明保護臭氧層的國際公約。兩處的臭氧都是由氧原子與氧分子反應形成，但形成氧原子的來源不同：

• 平流層臭氧主要由太陽紫外線直接分解氧分子，屬於自然的光化學循環。
• 對流層臭氧主要由氮氧化物（NOₓ）與揮發性有機物（VOCs）等污染前驅物，在陽光照射下反應生成，常是光化學煙霧的重要成分。

解題方法：分層寫出反應機制

一、平流層臭氧：Chapman 循環

平流層約位於地表上方 10 至 50 公里。太陽紫外線分解氧分子，產生氧原子；氧原子再與氧分子結合形成臭氧。

臭氧生成：

$$\mathrm{O_2 + h\nu \rightarrow O + O}$$ $$\mathrm{O + O_2 + M \rightarrow O_3 + M}$$

其中 $h\nu$ 代表光子，$M$ 是第三體分子，通常為氮氣或氧氣；$M$ 帶走多餘能量，使生成的臭氧較穩定。

臭氧也會吸收紫外線而分解，並可與氧原子反應：

$$\mathrm{O_3 + h\nu \rightarrow O_2 + O}$$ $$\mathrm{O + O_3 \rightarrow 2O_2}$$

上述反應合稱 Chapman 循環，描述平流層臭氧的生成與自然損耗。臭氧層吸收有害紫外線，因而具有保護地表生物的功能。另須注意，含氯、含溴物質會在平流層釋出自由基，催化破壞臭氧；這是公約管制消耗臭氧層物質的主要背景。

二、對流層臭氧：NOₓ 與 VOCs 的光化學反應

對流層約從地表延伸至 10 至 15 公里。臭氧通常不是直接排放的污染物，而是由前驅物在陽光下反應生成。關鍵步驟為二氧化氮光解、氧原子與氧分子結合，以及 VOCs 氧化產物促進 NO 轉成 NO₂。

基本反應：

$$\mathrm{NO_2 + h\nu \rightarrow NO + O}$$ $$\mathrm{O + O_2 + M \rightarrow O_3 + M}$$

若只看這兩步，生成的臭氧會再被一氧化氮消耗：

$$\mathrm{NO + O_3 \rightarrow NO_2 + O_2}$$

因此，單靠 NO₂ 光解與上述反應，通常只是臭氧的生成與消耗循環，並不會造成大量淨生成。

當 VOCs 被氧化後形成過氧自由基，例如 $\mathrm{RO_2\cdot}$，可將 NO 氧化成 NO₂，而不消耗臭氧：

$$\mathrm{RO_2\cdot + NO \rightarrow RO\cdot + NO_2}$$

新生成的 NO₂ 再受光解，產生氧原子並形成臭氧，使臭氧得以淨累積。一氧化碳也可經氧化形成 $\mathrm{HO_2\cdot}$，促進 NO 轉成 NO₂，作用類似 VOCs。當 NOₓ、VOCs 或 CO 的排放與日照條件適合時，地表附近臭氧濃度會上升，形成光化學煙霧。

核心觀念

本題考一般廢棄物管理如何從「收集後焚化或掩埋」的線性處理，轉為減少資源投入、延長產品與材料使用壽命、降低最終處置量的循環經濟模式。生活垃圾循環策略可依「源頭減量、重複使用、分類回收、再生利用、妥善處理」的物質循環次序說明。

一般廢棄物主要包括家庭垃圾，以及與居民日常生活有關的垃圾。循環經濟的重點，不只是提高回收率，也包括從產品設計、消費使用到回收處理各階段減少資源耗用與環境負荷。以命題當年（民國 113 年）法規為準，可援引《廢棄物清理法》及《資源回收再利用法》的管理與資源循環精神。

解題方法

採「生命週期＋廢棄物管理優先順序」作答：由產品尚未成為垃圾時的設計與消費開始，接續說明使用後如何分類、回收、再利用，最後交代無法循環部分的能源回收及最終處置。每一階段都補上具體措施，即可兼顧政策方向與執行方法。

一般廢棄物的循環經濟策略

一、源頭減量與綠色設計

從生產與消費端減少垃圾產生，包括減少過度包裝及一次用產品、鼓勵自備環保用品、推動綠色採購與適量消費。產品設計則可採用耐用、易維修、易拆解、材質單純及可回收設計，並提高再生料使用比例，讓產品較容易延長使用壽命或回到生產端成為原料。

二、延長產品與物品使用壽命

鼓勵修理、整新、再製、二手交易、租用及共享，使仍有使用價值的物品不因短期汰換而成為廢棄物。例如家具、家電、衣物及書籍可透過修繕、交換或二手流通延長使用年限。此類作法優先保留產品原有功能，通常比拆解回收更能節省材料與能源。

三、落實分類回收與責任回收

民眾依規定將資源物、廚餘及一般垃圾分類交付，地方政府完善清運與回收設施，提升回收便利性及分類品質。配合《廢棄物清理法》相關公告與管理制度，以及《資源回收再利用法》的資源循環精神，透過應回收廢棄物責任業者制度、回收管道及資源回收管理基金等措施，促使產品生產、輸入及販賣相關業者承擔回收處理責任。

核心觀念

本題要掌握臺灣空氣品質不良的指標污染物，並說明污染物如何受到排放來源、地形、氣象條件與境外傳輸共同影響。臺灣較具代表性的主要污染物是細懸浮微粒（PM₂.₅）與臭氧（O₃）；懸浮微粒（PM₁₀）、二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）及一氧化碳（CO）也會影響空氣品質指標，但空品問題常以 PM₂.₅ 與臭氧作為討論重點。

PM₂.₅是空氣中粒徑小於或等於 2.5 微米的懸浮微粒。它可由燃燒、工業製程及交通排放直接產生，也可由硫氧化物、氮氧化物、氨及揮發性有機物等前驅物，在大氣中經化學反應形成。

臭氧是二次污染物，主要由氮氧化物（NOₓ）與揮發性有機物（VOCs）在日照下進行光化學反應生成。臭氧不是直接由污染源大量排出的污染物，其濃度與前驅物排放、日照及大氣反應條件密切相關。

解題方法

可依「污染物種類與形成 → 污染來源 → 影響濃度的環境條件」三層作答。先指出 PM₂.₅ 與臭氧是臺灣空品不良的主要指標污染物，再分別交代其形成與主要來源，最後說明氣象、地形、境外傳輸及季節變化如何使污染物累積、生成或移入臺灣。

主要空氣污染物與來源

一、細懸浮微粒（PM₂.₅）

PM₂.₅的來源包括：

• **境內排放：**汽機車與柴油車排氣、工業與電力設施燃燒排放、鍋爐及其他燃燒源；農業活動、營建與裸露地揚塵也會增加粒狀污染物或其前驅物。
• **二次生成：**SO₂、NOₓ、氨及 VOCs 在大氣中反應，形成硫酸鹽、硝酸鹽及有機氣膠等細粒徑粒子。
• **境外傳輸：**東亞地區污染物可隨季風與其他大尺度氣流傳入臺灣，增加 PM₂.₅ 濃度。

PM₂.₅容易深入呼吸道，且在靜風、降雨少、混合層低等條件下不易擴散或清除，因此容易出現高濃度事件。

二、臭氧（O₃）

臭氧主要由 NOₓ 與 VOCs 在陽光作用下經光化學反應生成。其重要來源包括汽機車、工業製程、燃燒排放及揮發性溶劑等所排放的前驅物。

高溫、強日照及大氣穩定時，光化學反應較旺盛；若前驅物同時累積，臭氧濃度便容易升高。臭氧也可能受到境外傳輸影響，因此不能只用當地排放解釋所有高臭氧事件。

三、其他空品指標污染物

核心觀念

本題考查巴黎協定的氣候行動方向，以及四個常被混用的氣候用語。作答時應先說明全球溫控與減碳方向，再用「涵蓋的氣體範圍」及「排放與移除的關係」區分各名詞。

題幹所述「2030 年前排放減半、2050 年淨零」是常見的全球減量路徑概括，並非巴黎協定對每一締約國設定的統一法定期限。巴黎協定的長期溫控目標是將全球平均氣溫升幅控制在遠低於工業革命前水準 $2^\circ\mathrm{C}$，並努力限制於 $1.5^\circ\mathrm{C}$ 以內；各國則透過國家自定貢獻提出減量目標。協定並要求全球排放儘速達峰，於本世紀下半葉使人為溫室氣體排放源與移除匯達到平衡。

解題方法

先分辨「氣候行動目標」與「名詞定義」兩層：前者交代要達成的全球方向與行動面向；後者說明排放量如何和移除量相抵，以及計算範圍涵蓋二氧化碳或所有溫室氣體。

氣候行動可分為三項：

1. 減緩（mitigation）：降低溫室氣體排放、增加碳匯，以控制升溫。
2. 調適（adaptation）：提升面對氣候衝擊的調適能力與韌性，降低脆弱度，並兼顧糧食安全及永續發展。
3. 資金與執行支持：使資金流向符合低溫室氣體排放及氣候韌性發展，並透過國際合作支持各國行動。

四個名詞的定義

淨零排放（Net Zero Emissions）

在特定範圍與期間內，先大幅減少人為溫室氣體排放，再以移除量平衡難以避免的剩餘排放，使排放源與移除匯的淨差為零：

$\text{淨排放量}=\text{人為排放量}-\text{人為移除量}=0$

「淨零排放」通常以多種溫室氣體及其二氧化碳當量計算，須說明納入的氣體、部門、範疇與期間。達成淨零的核心是先實質減排，不能只依賴抵換或碳移除。

淨零碳排（Net Zero Carbon）

指二氧化碳排放與二氧化碳移除相抵後達到零，範圍通常較「淨零排放」窄，著重於二氧化碳。若討論包含甲烷、氧化亞氮等其他溫室氣體，應使用「淨零排放」或明確說明計算口徑。