115 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25 分
依環境部國家環境研究院公告「環境檢驗檢量線製備及查核指引(NIEA-PA103)」,請說明:
(一) 執行檢量線查核之週期為何?(10 分)
(二) 檢量線線性模式是否須強制通過原點?(5 分)
(三) 校正因子(Calibration factor)與感應因子(Response factor)之校正方法有何不同?(6 分)
(四) 哪些檢測需製備檢量線?請舉四例說明。(4 分)
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核心觀念與法源
本題考查環境檢驗的檢量線查核時機、檢量線是否通過原點,以及外標準品與內標準品校正的差異。依《環境檢驗檢量線製備及查核指引(NIEA-PA103)》及其問答,檢量線查核用來確認初始檢量線仍可持續使用;校正方式則決定檢量線的建立方式與計算公式。
法規基準:以下以命題當年(民國 115 年)適用之規定為準。
解題方法
(一)執行檢量線查核之週期
初始建立檢量線後,應以接近檢量線中點濃度的標準品作週期性查核。查核結果符合可接受範圍,才可繼續使用該檢量線。
一般情形下,應在每批次樣品分析前,或每十二小時為一週期的樣品分析工作前執行查核。
若分析當日才製備檢量線,且樣品量超過一批次或分析時間超過十二小時,則自第二批次起,或自第十二小時後起,仍須在每批次或每十二小時週期的樣品分析前查核;樣品分析完成後也須再查核一次。
(二)檢量線線性模式是否須強制通過原點
不一定,依採用的校正方法而定。
- **校正因子法(外標準品法)及感應因子法(內標準品法):**以線性校正曲線通過原點為假設,因此檢量線須強制通過原點,形式為 。
- **線性迴歸校正法:**以迴歸分析求得最適直線,截距不得任意取消,因此不得強制通過原點,形式可為 。
(三)校正因子與感應因子之校正方法差異
兩者分別對應外標準品校正與內標準品校正。
校正因子(Calibration factor, CF;外標準品法) 比較待測物的儀器訊號與校正標準品中待測物的量或濃度。對每一校正標準品計算:
其中 為標準品中待測物訊號, 為標準品中待測物的量或濃度。求得各校正標準品的 CF 後,可計算平均校正因子;樣品則以待測物訊號與平均 CF 換算其量或濃度。外標準品法不以樣品中的另一化合物作訊號比值校正。
感應因子(Response factor, RF;內標準品法) 在樣品或樣品萃取液注入儀器前,加入固定量的內標準品,再比較待測物與內標準品的訊號比,並除以其在標準品中的量或濃度比:
第 二 題25 分
請說明:
(一) 環境部國家環境研究院公告「排放管道中氨氣之檢測方法-靛酚法(NIEA A408.73B)」檢測方法的方法概要。(8 分)
(二) 檢測干擾物質。(5 分)
(三) 若採樣之排放管道中可知干擾物質,且該物質濃度不致產生干擾時,樣品採樣步驟為何?(12 分)
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(一)方法概要
核心觀念
本題考 NIEA A408.73B 的採樣吸收原理與靛酚比色定量原理。氨氣先由吸收液捕集,再使銨根與酚、亞硝五氰鐵化鈉及次氯酸鈉反應生成藍色靛酚,最後以分光光度法定量。
解題方法
作答時依序寫出「吸收氨氣 → 顯色反應 → 測定波長 → 定量」:
- 氣體樣品中的氨氣,以硼酸吸收液或過氧化氫吸收液吸收。
- 向吸收後的樣品加入酚-亞硝五氰鐵化鈉溶液及次氯酸鈉溶液,使氨形成的銨根反應生成靛酚藍。
- 以分光光度計於 640 nm 測量吸光度,再依檢量線定量氨氣濃度。
(二)檢測干擾物質
核心觀念與作答內容
干擾判斷以「排氣中干擾物濃度相對於氨濃度的倍數」為重點:
| 干擾物質 | 會造成分析干擾的濃度條件 |
|---|---|
| 硫化氫(H₂S) | 排氣中濃度超過氨濃度 |
| 胺類及二氧化硫(SO₂) | 排氣中濃度達氨濃度的 10 倍以上 |
| 二氧化氮(NO₂) | 排氣中濃度達氨濃度的 100 倍以上 |
(三)已知干擾物質且濃度不致產生干擾時的樣品採樣步驟
核心觀念
當已知排氣中的干擾物質濃度未達方法所列的干擾門檻時,依一般採樣程序,以兩個串聯吸收瓶各裝 **50 mL 吸收液 A(0.5% 硼酸溶液)**採樣。若干擾物濃度達干擾門檻,或無法判定其濃度,則改用吸收液 B;本小題指定的是干擾物濃度不致產生干擾,因此採一般程序。
採樣步驟
- **選定採樣位置:**選擇排放管道內氣流穩定處。採樣管插入管道橫截面約 1/3 至 1/2,或距管道內壁 1 公尺以上,以取得具代表性的氣體。
- **準備吸收瓶:**準備兩個吸收瓶,各加入 50 mL 吸收液 A,視需要採用冰水浴;將吸收瓶串聯接入採樣裝置。
第 三 題25 分
請說明環境部國家環境研究院公告「空氣中汞檢測方法-冷蒸氣原子螢光光譜法(NIEA A304.10C)」之:
(一) 方法概要。(12 分)
(二) 此法的適用範圍,包括氣狀汞與粒狀汞之偵測極限。(5 分)
(三) 方法干擾。(8 分)
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核心觀念
本題考查 NIEA A304.10C 如何分別採集、分析空氣中的氣狀汞與粒狀汞,以及兩者的偵測極限和分析干擾。作答重點是掌握「金汞齊捕集、兩種汞分流採樣、CVAFS 測定」的流程。
解題方法
(一) 方法概要
本法利用汞可在金表面形成汞齊的性質捕集汞,主要介質為塗覆金之玻璃珠,也可使用具有相同作用的塗覆金砂粒或固態金介質。採集後以雙金汞齊-冷蒸氣原子螢光光譜法(CVAFS)測定。
- 氣狀汞採樣:空氣先通過裝有玻璃纖維濾紙的鐵氟龍濾紙匣,先濾除粒狀物,再通過塗覆金玻璃珠吸附管捕集氣狀汞。採樣時採低流率,使氣狀汞能吸附在金表面;分析時直接測定吸附管捕集的汞總量。
- 粒狀汞採樣:空氣通過開放式鐵氟龍濾紙匣,以玻璃纖維濾紙捕集粒狀物。採樣時採較大流率,以收集足量粒狀物。
- 粒狀汞分析:以酸萃取玻璃纖維濾紙上的汞,再以氯化亞錫(SnCl₂)還原成汞原子;以氮氣(N₂)吹出汞原子,通過塗覆金玻璃珠吸附管捕集,最後以雙金汞齊 CVAFS 測定。
- 分流採樣的理由:氣狀汞與粒狀汞所需流率不同,故須用獨立採樣系統分別採樣,並準確量測各自流率,才能正確計算空氣濃度。
(二) 適用範圍及偵測極限
本法適用於空氣中氣狀汞與粒狀汞的採樣及分析。以採樣 24 小時計:
| 汞形態 | 偵測極限 |
|---|---|
| 氣狀汞 | 45 pg/m³ |
| 粒狀汞 | 30 pg/m³ |
方法干擾
第 四 題25 分
為離岸風力發電設施開發中所產生之水下噪音測量,使用符合國際標準組織(International Organization for Standardization)ISO 18406 之水下噪音測量系統,及使用符合國際電工協會(International Electrotechnical Commission)IEC 61260-1 規範之倍頻帶(Octave Band)濾波器的資料處理系統,進行水下噪音測量。請說明:
(一) 環境部國家環境研究院公告「水下噪音測量方法(NIEA P210.22B)」測量報告須包含的一般要求項目?(6 分)
(二) 基樁尺寸項目?(14 分)
(三) 儀器佈設項目?(5 分)
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核心觀念與解題方法
本題考查 NIEA P210.22B「水下噪音測量方法」第六節「結果處理」中,測量報告應列載的三類資料:一般要求、基樁尺寸、儀器佈設。作答時依方法的分類逐項列出即可;「基樁尺寸」一節除樁體尺寸外,也包含打樁、海床及施工條件等音源資料。
以下依 民國 115 年命題時適用的 NIEA P210.22B 作答。
(一)測量報告的一般要求(6 分)
報告至少應包含:
- 測量日期及時間。
- 測量期間氣象狀態:風速、風向、氣溫、大氣壓力、相對濕度及最近降雨日期。
- 測量位置及音源相對位置:測量地點、水下麥克風深度、GPS 座標,以及音源 GPS 座標與兩者距離。
- 測量方法及設備資料:測量設備與聲音校正器的廠牌、型號、序號,數據顯示時距、校正紀錄及校正有效期限等。
- 測量結果:計算所得的水下噪音指標。
- 原始資料存檔備查:測量期間水下噪音及確認值、風速等原始數據,並包含水下噪音錄音資料。
- 其他相關資訊:特殊音源特性、音源隨時間的變化,以及可能影響測量結果的因素。
(二)基樁尺寸及相關項目(14 分)
方法規定,如可取得相關資訊,報告應一併檢附下列資料:
- 基樁的標識符號及位置。
- 基樁尺寸。
- 海床類型:採 Folk 沉積物分類,並說明其種類。
- 基樁位置的水深。
- 敲擊錘型號及系統,例如液壓錘及所使用的緩衝墊。
- 每次錘擊能量的歷史紀錄,包括軟啟動(Soft start)期間。
- 減輕噪音干擾系統的描述,以及可能降低噪音的措施,例如氣泡幕。
- 基礎類型,例如單樁式或三腳架式基座。
- 樁體材料類型,例如鋼筋或混凝土。