108 高普考高考三級 環境檢驗 空氣污染物檢驗與噪音測定 考古題詳解
第 一 題20 分
依據行政院環境保護署最新修正發布之「固定污染源空氣污染物連續自動監測設施管理辦法」，請說明二氧化硫及氮氧化物監測設施性能規格所包含之八個項目及其對應規格。
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核心觀念
本題考查《固定污染源空氣污染物連續自動監測設施管理辦法》附錄二「二氧化硫及氮氧化物監測設施之規範」中的表 2-1，要求列出性能規格的八個項目及其限值。
氮氧化物監測設施量測的氮氧化物包括一氧化氮及二氧化氮。表內規格涵蓋日常偏移、與標準檢測方法的比對、標準氣體查核、分析儀反應速度、NO₂／NO 轉化器效能及訊號採集誤差。
**法規基準：以命題當年（民國 108 年）法規為準。**該次修正所列零點偏移及全幅偏移規格自民國 109 年 1 月 1 日施行；現行法規已修正，作答本題仍依命題當年版本。
解題方法
先依表 2-1 的項目順序整理，再分成三類記憶：
- 日常偏移：零點偏移、全幅偏移。
- 準確度與查核：RATA、RAA、CGA。
- 儀器及訊號性能：應答時間、NO₂／NO 轉化器效率、訊號採集誤差。
RATA 是相對準確度測試查核，RAA 是相對準確度查核，CGA 是標準氣體查核。三者的查核方式不同，規格也不同，尤其低濃度時有以 ppm 差值作為判定條件的規定。
八項性能規格
| 項目 | 對應規格 |
|---|---|
| 1. 零點偏移（24 小時） | 零點偏移值 ，或 零點偏移率 。 |
| 2. 全幅偏移（24 小時） | 全幅偏移值 ，或 全幅偏移率 。 |
| 3. 相對準確度測試查核（RATA）之相對準確度 | 規格符合下列條件之一：①排放標準 ，監測數據紀錄值平均值 排放標準的 50% 時，；低於排放標準 50% 時，。②排放標準 時，。③檢測值算術平均值 時，檢測值與監測值差值平均值 須介於 至 。 |
第 二 題20 分
固定污染源連續自動監測設施中，現址式穿越型監測儀可以光電技術先作校正而去除粒狀物的影響。這些光電技術包括哪三種？相對於抽取式監測儀，現址式穿越型監測儀之優缺點為何？試說明之。
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核心觀念
本題考查固定污染源連續自動監測中的現址式穿越型氣狀污染物監測儀。它不把煙道氣抽出分析，而是讓光束穿越煙道內的排氣，依待測氣體對特定波長光的吸收訊號推算濃度。
煙道中的粒狀物會散射、吸收光線，造成光強衰減，干擾氣體訊號。因此，儀器須以光電方法辨識待測氣體吸收所造成的訊號變化，並補償粒狀物造成的寬頻光衰減。常見三種技術為：
- 差分吸收光譜法（differential absorption spectroscopy）
- 二階導數光譜法（second-derivative spectroscopy，又稱波長調制法）
- 氣體濾光相關法（gas filter correlation spectroscopy）
解題方法
作答分成兩部分：先列出三種光電技術，再從「樣品是否抽出煙道」比較現址式穿越型與抽取式監測儀。比較時可由取樣與調理、反應時間、維護、量測代表性及煙道環境影響等面向說明。
三種方法的辨識原理如下：
- 差分吸收光譜法：比較待測氣體吸收波長與參考波長的光強差異。粒狀物造成的寬頻衰減可由兩波長訊號差分抵銷，凸顯待測氣體的特徵吸收。
- 二階導數光譜法：分析吸收光譜的二階導數，利用待測氣體窄帶吸收特徵與粒狀物較平滑的背景衰減差異，分離氣體訊號。
- 氣體濾光相關法：利用含有待測氣體的參考氣室作為濾光元件，比較光束經過參考氣室及相關光路時的訊號差異，以辨識待測氣體吸收並降低干擾。
現址式穿越型與抽取式監測儀比較
第 三 題20 分
排放管道中排氣含水率測定之目的為何？若以吸濕管法進行測定，其測定裝置可分為水分採取部、氣體吸引部及吸引流量測定部。請分別說明各部所包含之設備名稱及其功能。
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核心觀念
本題考查排放管道排氣含水率的測定目的，以及吸濕管法採樣裝置各部分的構造與功能。吸濕管法以吸濕劑捕集排氣中的水分，依吸濕管採樣前後的質量差求得水分質量，再配合採氣體積及其溫度、壓力計算含水率。
測得的含水率可用來將濕基排氣量換算為乾基排氣量，並供污染物濃度、排氣流率等計算使用。以質量差表示捕集水分：
其中 為採樣前吸濕管質量， 為採樣後吸濕管質量。
解題方法
作答時依裝置的氣流順序整理：先說明排氣如何進入並捕集水分，再說明抽氣與流率控制，最後說明如何測量採氣量。各部設備名稱及功能如下。
一、水分採取部
- 採樣管：玻璃或金屬製，從測定孔伸入排放管道，將排氣導入吸濕管；前端填充玻璃纖維，以防粒狀物混入。
- 吸濕管：使用 U 型吸濕管或 Sheffield 型吸收瓶，內裝無水氯化鈣等吸濕劑以捕集水分；出口填裝玻璃纖維，避免吸濕劑飛散。原則上串聯兩支，以確認水分捕集完整。
- 冷卻水槽：內裝冰水，冷卻吸濕管，協助水分被吸濕劑捕集。
- 天平：可精稱至 10 mg，用於測量吸濕管採樣前後的質量，以質量差計算捕集水分。
二、氣體吸引部
- 二氧化硫吸收瓶：裝填 3% 過氧化氫溶液，吸收二氧化硫等硫氧化物，避免其腐蝕吸引裝置。
第 四 題20 分
對於燃油鍋爐排放管道之檢測數據，可依據實測值與理論值的差異進行檢測數據之合理性分析。試問哪些檢測項目及推算結果可以據以判斷檢測數據之合理性？請說明理由。
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核心觀念
本題考查以燃料組成及燃燒化學計量關係，檢核燃油鍋爐排放管道檢測數據是否彼此一致。燃料中的碳、氫、硫完全燃燒時，分別形成二氧化碳、水及二氧化硫；燃燒所需氧量、理論空氣量及理論煙氣組成，則可由燃料元素分析推算。將這些理論值與排氣實測的氧氣、二氧化碳、硫氧化物及其他檢測結果比對，可檢視採樣、分析與計算是否合理。
涉及法規時，以命題當年（民國 108 年）法規為準。本題重點是燃燒化學計量與檢測數據的交叉核對，並非單純判斷是否符合排放標準。
解題方法：先由燃料推理論值，再與排氣實測值交叉核對
取得燃油的元素分析資料，例如碳、氫、硫、氧及水分含量，依燃料用量換算完全燃燒的理論需氧量、理論空氣量與理論煙氣量，再與排氣管道檢測項目比對。各項判斷如下。
1. 理論空氣量與實測氧氣、二氧化碳
燃油燃燒後，排氣中的氧氣反映供氣量與過剩空氣程度；二氧化碳則主要來自燃料碳。兩者應呈合理的連動關係：過剩空氣增加，排氣氧氣通常升高，而二氧化碳濃度因稀釋而降低。
可由排氣氧氣估算過剩空氣率。以乾基、完全燃燒且忽略其他氣體影響的簡化關係表示：
估算結果應與鍋爐操作狀況及煙氣中二氧化碳的實測值相符。若氧氣值顯示過剩空氣很多，但二氧化碳濃度仍異常偏高，或相反，應檢查漏氣、採樣點混入空氣、乾濕基準不一致或分析儀器異常等原因。
2. 理論二氧化碳與實測二氧化碳
由燃料含碳量推算完全燃燒時可生成的二氧化碳量，並依理論煙氣量換算理論二氧化碳濃度。實測二氧化碳應與該理論值及實測氧氣所反映的稀釋程度相互吻合。
二氧化碳過低，可能是過剩空氣過多、排氣被漏入空氣稀釋，或燃燒不完全；二氧化碳偏高且氧氣接近耗盡，則須留意燃燒不完全及一氧化碳等結果是否相符。
3. 理論二氧化硫與實測硫氧化物
依燃油含硫量與燃料用量，推算硫完全氧化可生成的二氧化硫量。若假設燃料硫主要轉化為二氧化硫，可用化學計量關係表示：
第 五 題20 分
請說明「環境噪音測量方法」（NIEA P201.96C）之適用範圍、噪音計使用方法及品質管制規定。
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核心觀念
本題考查 NIEA P201.96C《環境噪音測量方法》中的三項規定：適用範圍、噪音計現場操作方法，以及測量前後的品質管制。作答時應依標準方法的架構說明，並特別掌握噪音計等級、加權設定、測量前後確認的允收差值，以及儀器檢定與校正期限。
本題以命題當年（民國 108 年）法規及方法版本為準。P201.96C 後續訂有新版本，現行法已修正；本題仍依當年適用版本作答。
適用範圍
P201.96C 適用於一般環境、固定性噪音發生源，以及移動性擴音設施之噪音位準測量。測量儀器須符合 CNS 7129 1 級或 IEC 61672-1 Class 1，或具有以上性能，且頻率範圍涵蓋 20 Hz 至 20 kHz；原則上使用 A 加權聽感修正回路。
方法所稱噪音位準 ，係 A 加權音壓有效值相對於基準音壓 的對數表示，單位為 dB(A)：
噪音計使用方法
- **設定加權與動特性：**原則上採 A 加權；動特性原則上採快（Fast, F）。音源聲音變動不大時，可採慢（Slow, S）。測量時須記錄實際採用的加權與動特性。
- **確認現場條件：**測量時應無雨、路面乾燥，並為聲音感應器加裝防風罩。風速超過 5 m/s 時，必要時須提出防風罩原廠規範及功能報告，證明該風速下可避免風干擾。
- **選擇測點與架設儀器：**除法令另有規定外，室外測點距離反射物至少 3.5 m；評估建物外部噪音時，距牆面線 1 至 2 m。室內測點距牆壁或其他主要反射面至少 1 m，距窗戶約 1.5 m。測點高度距地面或樓板 1.2 至 1.5 m。噪音計應架在專用三腳架上，不以手持方式測量，以免測定者身體反射聲音；麥克風加防風罩後朝向音源，依其方向特性調整角度。風速計高度宜與聲音感應器相同。
- **測量前檢查：**確認電源或電池足夠，噪音計動態範圍足以涵蓋音源變化，避免過載。測量前以聲音校正器確認噪音計，不得任意調整儀器，並記錄、保存校正信號；結果須符合品管允收標準，否則停止測量。