110 高普考高考三級 環保技術 環境科學 考古題詳解

110 年・高普考・高考三級・環保技術
試題代碼 環境科學

第 一 題10 分

何謂海洋廢棄物?(10 分)請詳述其特性、污染途徑與國際治理。(15 分)

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核心觀念

本題考查海洋廢棄物的定義、環境特性、從陸域與海域進入海洋的路徑,以及國際公約與治理架構。作答時宜先界定「海洋廢棄物」,再依「特性—來源與途徑—國際治理」分段說明。

《聯合國海洋法公約》第 1 條所稱「海洋環境污染」,包括人為直接或間接將物質或能量引入海洋環境,造成或可能造成海洋生物受害、人體健康危害、妨礙海上活動、海水用途受損或環境品質降低等情形。海洋廢棄物則是其中的固體廢棄物部分。

解題方法

先用「人為產生、固態物質、進入海洋環境」掌握定義,再將污染途徑分成陸域與海域來源,最後以公約分別對應不同管制對象:海洋法公約提供一般義務,MARPOL 管制船舶排放,倫敦公約及議定書管制海上傾倒,巴塞爾公約則管制部分廢棄物跨境移動。

一、海洋廢棄物的定義

海洋廢棄物(marine litter/debris)是人類製造或使用後,經故意棄置、意外遺失或管理不當,直接或間接進入海洋及沿岸環境的持久性固體物質。常見種類包括塑膠袋、瓶罐、包裝材料、保麗龍、漁網與漁具、煙蒂、金屬、玻璃、紙類及其他生活或船舶廢棄物。

一般所稱海洋廢棄物以固體廢棄物為主,應與海洋污染的廣義概念區分;例如溶解性化學物質、污水、油污及噪音,雖可能造成海洋污染,並不屬於通常定義下的海洋廢棄物。

二、海洋廢棄物的特性與影響

  1. 持久、不易分解:塑膠、玻璃及部分合成纖維在海洋環境中可長期存在。塑膠通常不是完全消失,而是因日照、波浪及磨耗逐漸碎裂為微塑膠,增加清除與追蹤難度。

  2. 可長距離漂移、跨境傳輸:海流、潮汐與風力會將廢棄物帶離原始排放地,累積於海岸、島嶼、海灣或海流匯聚區。因此來源地與發現地往往不同,治理需要跨區域合作。

  3. 種類複雜、來源分散:陸源廢棄物通常來自生活消費、都市排水與河川輸送;海源廢棄物則包括漁業、航運及海上作業所產生或遺失的廢棄物,難以只靠單一排放點管理。

  4. 可在不同環境介質間移動:廢棄物可漂浮於海面、懸浮於水柱、沉積於海床,或纏繞於珊瑚礁、紅樹林與其他生物棲地;沉入海底者也增加調查及清除的困難。

  5. 造成物理與生態危害:海洋生物可能誤食廢棄物而阻塞消化道、降低攝食或營養狀況,也可能遭漁網、漁線纏繞而受傷、窒息或死亡;廢棄物亦會覆蓋棲地、妨礙生物活動,並影響漁業、航行、觀光及海岸景觀。

  6. 可能帶來化學與食物網風險:塑膠添加物及附著於廢棄物表面的污染物可能形成額外暴露途徑。微塑膠可被生物攝入並進入食物網,需關注其對生態與人體的潛在影響。

三、污染來源與途徑

(一)陸域來源

陸域來源是重要的海洋廢棄物輸入來源,常見路徑包括:

  • 都市與沿岸活動:遊憩、海灘活動、港區與沿岸聚落產生的垃圾,因亂丟、清運不當或風吹散落而進入海洋。
  • 都市排水與雨水逕流:街道垃圾及輕質塑膠經雨水溝、排水系統或暴雨逕流流入河川、港灣與海岸。
  • 河川輸送:河川將上游聚落、工業區及農業地區的廢棄物帶至河口,再進入海洋。
  • 廢棄物管理不當:露天堆置、非法棄置、掩埋場或廢棄物處理設施管理不良,可能使廢棄物經風力、洪水或逕流進入水域。
  • 微小塑膠與纖維輸送:洗滌纖維、塑膠碎片等可經污水及排水系統進入河川與海洋。

(二)海域來源

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第 二 題25 分

請比較石油燃料及天然氣燃料之優缺點。(25 分)

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核心觀念

本題比較石油燃料與天然氣燃料的優缺點,重點在燃料的組成與物性、燃燒排放、儲運方式、供應與使用彈性。作答時宜用相同面向逐項對照,並指出天然氣燃燒通常較潔淨,但「較潔淨」不等於沒有環境衝擊。

石油燃料主要由液態烴類組成,種類包括汽油、柴油及燃料油;天然氣則以甲烷為主,並含少量乙烷等烴類及其他氣體。石油在常溫常壓下易於液態儲存與運輸;天然氣則須以管線輸送,或經壓縮、液化後儲運。

解題方法

採「燃燒與污染、能源特性、儲運與使用、供應及環境風險」四個面向比較。每一面向都寫出兩者相對優劣,避免只列某一燃料的優點,卻未交代比較基準。

一、燃燒與空氣污染

天然氣以甲烷為主,燃燒反應可簡化表示為:

CH4+2O2→CO2+2H2O\mathrm{CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O}

天然氣通常含硫量低,且不含灰分,燃燒時粒狀物、硫氧化物及煙塵排放較少;燃燒條件適當時,氮氧化物排放也較低。石油燃料的硫分、氮分及重金屬含量會依油品種類與品質而異,燃燒可產生硫氧化物、氮氧化物、粒狀物及有害空氣污染物,重質油的污染問題通常較明顯。

兩者燃燒都會排放二氧化碳。天然氣每單位熱量的二氧化碳排放通常低於石油燃料,但天然氣開採、處理及輸送若有甲烷逸散,會增加溫室效應,不能只用燃燒端排放判斷整體氣候影響。

二、能源特性與設備運轉

石油燃料的體積能量密度高,液體容易計量、泵送與控制,適用於車輛、船舶、航空及各類鍋爐、引擎。其燃料種類多,既有設備與供應系統普及。

天然氣燃燒較潔淨,適用於燃氣鍋爐、工業製程及燃氣發電;燃氣渦輪與複循環機組可具較佳的負載調整能力。但天然氣在常溫常壓下為氣體,單位體積儲能較低,部分應用須建置專用燃燒器、管線與安全控制設備。

三、儲存與運輸

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第 三 題10 分

何謂藻礁?(10 分)請說明藻礁之生態功能及重要性。(15 分)

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核心觀念

本題考查「生物造礁」及藻礁生態系的功能。藻礁不是單純由藻類覆蓋在岩石上的景觀,而是造礁生物長期生長、死亡、堆積並膠結後形成的礁體。

藻礁的主要造礁者是能沉積碳酸鈣的殼狀珊瑚藻,又稱無節珊瑚藻,屬於紅藻類。其生長時緊貼基質,形成碳酸鈣骨骼;藻體死亡後與其他生物的殼體、骨骼及礁體碎屑堆積,經長時間膠結,逐漸形成多孔隙的生物礁。其他生物也會參與礁體的堆積與膠結。

藻礁與珊瑚礁同屬生物礁,但主要造礁者不同:珊瑚礁主要由造礁珊瑚形成;藻礁則以珊瑚藻等鈣化藻類為重要造礁者。臺灣桃園海岸是具代表性的藻礁分布區。

解題方法

作答可分為兩部分:

  1. 先定義藻礁:指出主要造礁生物、碳酸鈣沉積,以及長期堆積膠結形成礁體的過程。
  2. 再分項說明功能與重要性:從棲地、生物多樣性、食物網、海岸地形與保育價值等面向作答。

這樣能同時回答「何謂藻礁」與「生態功能及重要性」,避免只列物種或只描述地景而沒有說明生態作用。

生態功能及重要性

  1. 提供多樣化棲地 藻礁具有孔隙、裂縫、凹槽與潮池,能提供不同大小及生活型態的生物躲藏、覓食、附著與繁殖。魚類、蝦蟹、螺貝、海藻及其他潮間帶生物可利用這些微棲地。

  2. 維持生物多樣性 礁體內外的環境條件多樣,能容納不同生物群聚;藻礁海岸也常與河口、泥灘、礫石灘等環境相鄰,增加生態交界與棲地類型,使整體生物組成更豐富。

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第 四 題5 分

請試述下列名詞之意涵:(每小題 5 分,共 25 分)

(一) 廚房油煙

(二) 智慧電表

(三) 風力電場

(四) 熱帶雨林

(五) 辦公大樓症候群

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核心觀念

本題為名詞解釋,重點在於掌握每個名詞的定義、主要特徵,以及與環境或能源管理的關聯。作答時每小題可依「是什麼、如何形成或運作、重要影響或用途」三層次說明;本題不涉及計算或法條。

解題方法

逐一界定名詞,再補上能顯示理解的特徵。例如,污染類名詞說明來源與污染物;能源與電力名詞交代系統如何運作及其功能;生態名詞指出環境條件與生態價值;健康名詞說明發生場所、症狀及可能成因。

名詞解釋

(一)廚房油煙

廚房油煙是烹調過程中,油脂或食材受熱、煎炸或燃燒後,所產生的懸浮微粒與氣態污染物之總稱。其成分包括油脂氣膠、細懸浮微粒、揮發性有機物及異味物質;高溫烹調亦可能產生醛類等刺激性污染物。油煙若未有效收集與處理,會影響室內空氣品質、刺激呼吸道,並造成異味及周遭空氣污染。

(二)智慧電表

智慧電表是具備雙向通訊與數位量測功能的電表,可記錄用戶用電量及用電時間,並將資料傳送給電力事業,也能接收電力系統資訊。相較於傳統電表,智慧電表可支援遠端抄表、用電資訊查詢、分時電價、需量管理與停電資訊掌握,有助於用戶調整用電行為及電力系統調度。

(三)風力電場

風力電場是於適當風能資源區域設置多部風力發電機組,並透過集電線路、變電設備及輸電系統,將風能轉換成電能並併入電網的發電設施。風力電場可設於陸域或海域;其發電量受風速、風況、機組特性及場址條件影響。風力發電屬再生能源,運轉時無須燃燒燃料,但規劃仍須考量土地或海域使用、生態影響、噪音、景觀及電網併接等事項。

(四)熱帶雨林

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