111 經濟部聯招(台電、中油、台水、台糖)新進職員 環工 國營事業聯招 (環化及環微、廢棄物清理工程)A 考古題詳解

核心觀念

本題考查「碳封存（Carbon Sequestration）」的早期商業化應用案例，重點在於辨識各國推動二氧化碳捕集與封存（Carbon Capture and Storage, CCS）的代表性工程。

碳封存是指將大氣中的二氧化碳，或工業製程所產生的二氧化碳，透過吸收、分離、壓縮、運輸等程序後，長期儲存於下列環境：

• 地質構造，例如深層鹽水層、枯竭油氣田。
• 森林、土壤及海洋等自然碳庫。
• 工業設施所建置的人工封存系統。

本題所稱「1996 年首次進行商業應用」，主要是指二氧化碳地質封存的商業規模實例，而非一般森林造林或土壤碳封存。

解題方法

判斷關鍵在於 1996 年啟動的挪威 Sleipner 碳封存計畫。

Sleipner 氣田位於北海，天然氣中含有較高濃度的二氧化碳。天然氣開採及處理過程中，必須先將二氧化碳分離，以符合銷售天然氣的規格。挪威將分離出的二氧化碳壓縮後，注入海床下方的深層鹽水層中進行長期封存。

此計畫具有下列特徵：

1. 於 1996 年開始運轉。
2. 屬於商業規模的二氧化碳地質封存。
3. 將工業製程分離出的二氧化碳注入地下地質構造。
4. 被視為全球早期且具代表性的商業化 CCS 計畫。

因此，題目所問的國家為挪威。

選項分析

(A) 挪威

正確。

核心觀念

本題考查環境微生物學中**「鐵細菌（Iron Bacteria）與鐵氧化微生物之能量代謝機制」以及「常見環境細菌之營養生理型態分類」**。

1. 化能自營鐵氧化菌（Chemolithotrophic Iron-Oxidizing Bacteria）： 此類微生物能以無機亞鐵離子（$\text{Fe}^{2+}$）作為電子供體，經由電子傳遞鏈氧化為三價鐵離子（$\text{Fe}^{3+}$），並利用所釋放之自由能合成 $\text{ATP}$ 供代謝生長所需： 4\text{Fe}^{2+} + \text{O}_2 + 4\text{H}^+ \rightarrow 4\text{Fe}^{3+} + 2\text{H}_2\text{O} \quad (\Delta G^\circ' < 0) 生成的 $\text{Fe}^{3+}$ 易水解形成難溶的氫氧化鐵沉澱： $\text{Fe}^{3+} + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Fe(OH)}_3\text{(s)} \downarrow + 3\text{H}^+$
2. 被動沉積鐵之異營菌 vs. 代謝獲能之鐵氧化菌： 環境中部分鞘狀細菌（Sheathed bacteria）雖然菌鞘表面會被動吸附或沉積鐵、錳氧化物，但其生理本質為化學異營菌（Chemoheterotroph），僅能分解有機物獲取能量，無法透過氧化鐵化合物獲得代謝能量。

解題方法

解題關鍵在於辨識各菌種之**「能量來源（Energy Source）」與「代謝型態」**：

• 判斷選項中何者為「能透過氧化 $\text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{3+}$ 獲取能量的自營／兼性鐵細菌」。
• 找出何者為「僅利用有機物獲能、不能靠鐵化合物代謝獲能的化學異營菌」。

選項分析

• (A) 鐵細菌（Ferrobacillus）：能利用鐵獲能。 Ferrobacillus（鐵桿菌屬，現多歸類於 Acidithiobacillus ferrooxidans / 氧化亞鐵硫桿菌）為典型的專性嗜酸性化能自營菌（Obligate acidophilic chemolithotroph），能專一氧化 $\text{Fe}^{2+}$ 獲取生長所需

核心觀念

本題考查環境微生物學中硫循環（Sulfur Cycle）與硫代謝微生物之生理特性。

1. 硫氧化反應（Sulfur Oxidation）： 特定化學自營性硫氧化細菌（Sulfur-Oxidizing Bacteria, SOB）在好氧條件下，可利用元素硫（$\mathrm{S}^0$）或還原態硫化物作為電子供應體，並以氧氣（$\mathrm{O}_2$）為最終電子接受者進行氧化反應，產生硫酸並釋出質子（$\mathrm{H}^+$）： $2\mathrm{S}^0 + 3\mathrm{O}_2 + 2\mathrm{H}_2\mathrm{O} \xrightarrow{\text{氧化硫硫桿菌}} 2\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 \rightarrow 4\mathrm{H}^+ + 2\mathrm{SO}_4^{2-}$
2. 嗜酸性硫桿菌之生理耐受力： $1\ \mathrm{N}$ 之強酸溶液（如硫酸 $\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4$，$1\ \mathrm{N} = 0.5\ \mathrm{M}$）其 $\mathrm{pH}$ 值約為 $0.3$ 左右。Thiobacillus thiooxidans（現分類學常歸為 Acidithiobacillus thiooxidans，氧化硫嗜酸硫桿菌）屬於專性嗜酸性（Obligate acidophilic）、專性化學自營性（Obligate chemolithotrophic）細菌，最適生長 $\mathrm{pH}$ 在 $2.0 \sim 3.0$，且在極端酸性（$\mathrm{pH} \le 1.0$，相當於 $1\ \mathrm{N}$ 酸液）環境下仍具高活性與耐受力。

解題方法

1. 確認反應類型：題目敘述為「元素硫經微生物反應產生硫酸」，屬於硫的氧化作用（而非硫的還原作用）。
2. 鎖定關鍵生理特徵：尋找具備「氧化元素硫為硫酸」且「極具耐酸性（可耐受 $\mathrm{pH} \approx 0 \sim 1$ 或 $1\ \mathrm{N}$ 酸液）」之微生物族群。
3. 比對菌種代謝特性：在候選選項中，僅有硫桿菌屬（Thiobacillus spp. / Acidithiobacillus spp.）為典型產硫酸之嗜酸好氧化學自營菌。

選項分析

• (A) 錯誤。脫硫弧菌（Desulfovibrio）： 屬於嚴格厭氧之硫酸鹽還原菌（Sulfate-Reducing Bacteria, SRB）。

核心觀念

本題測驗環境微生物學中水媒疾病（Waterborne Diseases）與病原體（Pathogens）分類之對應關係。水中常見的病原微生物依生物學分類主要可分為四大類：

1. 細菌（Bacteria）：如傷寒桿菌、霍亂弧菌、志賀氏菌（痢疾桿菌）、致病性大腸桿菌等。
2. 病毒（Viruses）：如小兒麻痺病毒（Poliovirus）、A型肝炎病毒（HAV）、諾羅病毒（Norovirus）、輪狀病毒（Rotavirus）等。
3. 原蟲（Protozoa）：如隱孢子蟲（Cryptosporidium）、梨形鞭毛蟲（Giardia lamblia）、痢疾阿米巴原蟲（Entamoeba histolytica）等。
4. 蠕蟲（Helminths）：如血吸蟲（Schistosoma）、蛔蟲（Ascaris）等。

解題方法

檢視各選項疾病之病原體學名與生物屬性，判斷其是否由「細菌」以外的病原微生物（如病毒、原蟲）所引起：

• 找出屬於病毒性水媒疾病之選項，即為非細菌造成之正確解答。

選項分析

• (A) 傷寒（Typhoid fever）：錯誤（屬細菌感染）。
• 病原體：傷寒沙門氏桿菌（Salmonella enterica serovar Typhi）。
• 特徵：為革蘭氏陰性桿菌（G(-)$$，經由糞口途徑及受污染的水源傳播，進入人體後侵犯腸道及單核巨噬細胞系統，引發持續高燒、腹痛及玫瑰疹。
• (B) 霍亂（Cholera）：錯誤（屬細菌感染）。
• 病原體：霍亂弧菌（Vibrio cholerae）。
• 特徵：為革蘭氏陰性弧菌（G(-)$$，具單一鞭毛，分泌霍亂毒素（Cholera toxin）刺激腸黏膜分泌大量水分與電解質，導致嚴重的「米泔水樣」腹瀉與急性脫水。
• (C) 痢疾（Dysentery）：錯誤（水媒疾病中多指細菌性痢疾）。

核心觀念

本題考查環境化學與水質分析中「酸鹼指示劑（Acid-Base Indicators）的變色範圍（Transition Interval）與特性」。

1. 指示劑變色原理： 酸鹼指示劑多為弱有機酸（以 $\text{HIn}$ 表示）或弱有機鹼，在水溶液中存在解離平衡： $\text{HIn} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{In}^-$ 其中酸型（$\text{HIn}$）與共軛鹼型（$\text{In}^-$）呈現不同顏色。當溶液的 $\text{pH}$ 改變時，平衡發生移動，當兩者濃度比值改變至人眼可辨識程度時即發生顏色轉換。理論變色範圍通常為： $\text{pH} = \text{p}K_a \pm 1$ （約跨越 $1.5 \sim 2$ 個 $\text{pH}$ 單位）。

2. 常用指示劑適用範圍： 在環境工程水質檢驗（如鹼度、酸度測定）及化學滴定中，必須依據滴定當量點的 $\text{pH}$ 突變範圍選擇最適指示劑。

解題方法

直接比對分析化學與環境化學標準教材中常用酸鹼指示劑的變色範圍與顏色轉換特性，並特別辨析名稱相似（如「甲基紅」與「酚紅」）的區間差異。

選項分析

• (A) 正確。 **甲基橙（Methyl Orange）**的變色範圍約為 $\text{pH } 3.1 \sim 4.4$。在 $\text{pH} \le 3.1$ 時呈紅色，$\text{pH} \ge 4.4$ 時呈黃色，常用於強酸滴定弱鹼或總鹼度（M 鹼度）測定。

• (B) 錯誤。 **酚紅（Phenol Red）的變色範圍為 $\text{pH } 6.8 \sim 8.4$（酸型為黃色，鹼型為紅色）。題目選項中所列的「$4.2 \sim 6.2$」實際上是甲基紅（Methyl Red）**的變色範圍（酸型紅色，鹼型黃色）。本選項將「酚紅」與「甲基紅」的數值混淆，故有誤。

• (C) 正確。 **石蕊（Litmus）**的變色範圍約為 $\text{pH } 4.5 \sim 8.3$（酸型為紅色，鹼型為藍色），為廣泛使用的酸鹼指示劑。

核心觀念

本題考查**放射性衰變動力學（一級反應動力學）與半衰期（Half-life, $t_{1/2}$）**的定義與計算。

1. 放射性衰變定律：放射性物質的衰變遵循一級反應動力學，其輻射強度（或放射性核種數量）隨時間呈指數衰減： $I(t) = I_0 \cdot e^{-kt} = I_0 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{t_{1/2}}}$ 其中：

• $I_0$：初始輻射強度
• $I(t)$：時間 $t$ 時的輻射強度
• $t_{1/2}$：半衰期（物質強度衰減至原來一半所需的時間）
• $t$：經過的總時間
• $n = \frac{t}{t_{1/2}}$：經過的半衰期次數

解題方法

1. 計算經過的半衰期次數（$n$）： $n = \frac{t}{t_{1/2}} = \frac{20\text{ 天}}{10\text{ 天}} = 2$ 即 20 天共經歷了 2 個半衰期。

2. 計算輻射強度的衰減比例： 輻射強度衰減後與原強度的比值為： $\frac{I(20)}{I_0} = \left(\frac{1}{2}\right)^n = \left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{4}$

因此，經過 20 天後，該物質的輻射強度衰減至原來的 $\frac{1}{4}$。

選項分析

• (A) $\frac{1}{2}$：錯誤。此為僅經過 1 個半衰期（$t = 10\text{ 天}$）時的輻射強度比例：

核心觀念

本題考查環境毒物學中的水體重金屬污染致病案例以及我國**《飲用水水質標準》**對重金屬「汞（$\mathrm{Hg}$）」限值的法規修正重點（以命題當年民國 111 年法規為準）。

1. 水體重金屬中毒疾病：

• 汞污染（甲基汞）：無機汞經水體底泥中的微生物（如硫酸鹽還原菌）甲基化為有機甲基汞（$\mathrm{CH_3Hg^+}$），經由食物鏈生物濃縮（Bioaccumulation）與生物放大（Biomagnification）蓄積於魚貝類，人體攝入後引發中樞神經毒性疾病，稱為水俣病（Minamata Disease）。
• 砷污染（無機砷）：長期飲用含高濃度砷的深井水，會導致末梢血管阻塞、缺血壞疽，稱為烏腳病（Blackfoot Disease）。

2. 飲用水水質標準法規限值（以命題當年民國 111 年法規為準）：

• 我國《飲用水水質標準》第 3 條規定之重金屬限值，衛生毒理學項目中的「汞（$\mathrm{Hg}$）」標準原為 $0.002\ \mathrm{mg/L}$。
• 行政院環境保護署（現環境部）考量環境暴露風險與國際規範趨勢，修正《飲用水水質標準》，自民國 109 年 7 月 1 日起將汞之最大限值加嚴至 $0.001\ \mathrm{mg/L}$。

解題方法

本題為「環境公害疾病歷史」與「環境法規限值數字」的雙重判斷題，切入點分為兩階段：

1. 第一階段：判斷汞污染致病案例

• 題目敘述「水域遭受汞污染生成甲基汞，由魚類進入人體造成中毒和病變」，此為歷史上著名的有機汞中毒事件——日本熊本縣水俣灣的水俣病。
• 排除與砷（$\mathrm{As}$）相關的「烏腳病」。

2. 第二階段：判斷民國 109 年 7 月 1 日起實施之飲用水汞限值

• 我國《飲用水水質標準》自民國 109 年 7 月 1 日起，將汞（$\mathrm{Hg}$）的管制標準由原先的 $0.002\ \mathrm{mg/L}$ 加嚴修訂為 $0.001\ \mathrm{mg/L}$。

核心觀念

本題考查水的物化性質（環境化學基礎概念），包含：

1. 分子間作用力：水分子間強烈的「氫鍵（Hydrogen Bond）」作用，決定其熔沸點、比熱與表面張力等特質。
2. 水的自偶電離與離子積：純水在 $25\ ^\circ\mathrm{C}$ 下的離子積常數 $K_w = [\mathrm{H}^+][\mathrm{OH}^-] = 1.0 \times 10^{-14}$。
3. 水的異常膨脹與密度特性：常壓下純水在約 $4\ ^\circ\mathrm{C}$（精確值為 $3.98\ ^\circ\mathrm{C}$）時具有最大密度。
4. 沸點與蒸氣壓定義：液體的沸點定義為「蒸氣壓等於外界大氣壓力時的溫度」，沸點必定隨外壓改變。

解題方法

依據基礎化學與環境化學對於純水物理及化學性質的定義，逐一比對各選項敘述：

• 純水由 $\mathrm{H_2O}$ 分子組成，高極性結構使其分子間形成強固的氫鍵。
• 水的電離反應： $\mathrm{H_2O(l) \rightleftharpoons H^+(aq) + OH^-(aq)}$ 在 $25\ ^\circ\mathrm{C}$ 下，中性純水之 $[\mathrm{H}^+] = [\mathrm{OH}^-] = 10^{-7}\ \mathrm{M}$。
• 水在 $0\ ^\circ\mathrm{C}$ 至 $4\ ^\circ\mathrm{C}$ 之間具有冷縮熱脹的反常現象，在 $4\ ^\circ\mathrm{C}$ 時密度達到最大值。
• 相變化熱力學中，液體的沸點（Boiling Point）取決於液體蒸氣壓與外界壓力的平衡，因此大氣壓力改變會直接影響沸點。

選項分析

• (A) 正確 水分子中，氧原子的電負度遠大於氫原子，使得水分子具有強極性。水分子的氫原子與相鄰水分子的氧原子孤對電子之間會形成氫鍵（Hydrogen bond）。氫鍵的存在賦予水較高的沸點、高比熱及高表面張力等特性。

核心觀念

1. 百萬分濃度（$\mathrm{ppm}$）之定義 $\mathrm{ppm}$ 即 Parts Per Million，代表每百萬單位（質量或體積）中所含標的物的單位數。在質量基底下： $1\ \mathrm{ppm} = \frac{1\ \text{質量單位}}{10^6\ \text{質量單位}} = \frac{1\ \mathrm{mg}}{1\ \mathrm{kg}} = \frac{1\ \mathrm{mg}}{1000\ \mathrm{g}}$
2. 水質硬度之表示方式 水質硬度習慣以「碳酸鈣當量（$\mathrm{CaCO_3}$）」表示。總硬度 $350\ \mathrm{ppm}$（以 $\mathrm{CaCO_3}$ 計）即代表每 $1\ \mathrm{kg}$（$1000\ \mathrm{g}$）的水溶液中含有相當於 $350\ \mathrm{mg}$ 之 $\mathrm{CaCO_3}$。

解題方法

步驟一：運用 $\mathrm{ppm}$ 質量濃度公式 $\text{濃度 } C (\mathrm{ppm}) = \frac{m_{\mathrm{CaCO_3}}\ (\mathrm{g})}{m_{\text{水}}\ (\mathrm{g})} \times 10^6$

步驟二：代入已知條件

• 水樣質量 $m_{\text{水}} = 1000\ \mathrm{g}$
• 總硬度 $C = 350\ \mathrm{ppm}$

$350 = \frac{m_{\mathrm{CaCO_3}}\ (\mathrm{g})}{1000\ \mathrm{g}} \times 10^6$

步驟三：求解 $\mathrm{CaCO_3}$ 之質量（$\mathrm{g}$）

核心觀念 水化學中，**鹼度（Alkalinity）**定義為水體中接受質子（$\mathrm{H^+}$）以中和強酸之總能力，即水體抵抗 $\mathrm{pH}$ 降低之緩衝能力。天然水體中構成鹼度的化學物種主要為碳酸鹽系統及水解產物。

總鹼度（Total Alkalinity）之莫耳當量濃度定義式為： $[\text{Alk}] = [\mathrm{HCO_3^-}] + 2[\mathrm{CO_3^{2-}}] + [\mathrm{OH^-}] - [\mathrm{H_3O^+}]$

其中：

1. 質子受體（正貢獻項）：$\mathrm{HCO_3^-}$、$\mathrm{CO_3^{2-}}$ 及 $\mathrm{OH^-}$ 為構成鹼度之主要成分。
2. 質子供體（負貢獻項）：水合氫離子（$\mathrm{H_3O^+}$，即自由質子 $\mathrm{H^+}$）代表酸度來源，其作用為中和並消耗鹼度。

解題方法 本題之切入點在於區分水體中「提供鹼度（接受質子）」與「提供酸度（給予質子）」之化學物種：

1. 分析各選項離子在水中接受質子的反應能力。
2. 凡能與滴定酸反應並結合質子者，即屬於鹼度成分（如 $\mathrm{HCO_3^-}$、$\mathrm{CO_3^{2-}}$、$\mathrm{OH^-}$）。
3. 凡為酸性物質、提供質子者（如 $\mathrm{H_3O^+}$），在總鹼度數學表示式中為扣減項，不屬於鹼度之構成成分。

選項分析

• (A) $\mathrm{OH^-}$：正確成分。氫氧根離子可接受一個質子（$\mathrm{OH^-} + \mathrm{H^+} \rightarrow \mathrm{H_2O}$），為高 $\mathrm{pH}$ 水體中氫氧根鹼度（Hydroxide Alkalini

核心觀念 本題考查環境微生物學與自來水淨水工程中「原水藻類對過濾單元（快濾池／慢濾池）之影響」。 矽藻（Diatoms）屬於單細胞真核藻類，其細胞壁主要由堅硬且不易腐爛分解的二氧化矽（$\text{SiO}_2$）組成。當原水發生季節性藻華（以矽藻為主，如小環藻 Cyclotella、針桿藻 Fragilaria 等）時，體積較大且具矽質外殼的細胞會隨水流進入淨水廠過濾單元，迅速積聚在濾料（如石英砂、無煙煤）表面與介質孔隙中，導致水頭損失（Head Loss）急劇上升，進而造成濾床阻塞（Filter Clogging）與濾程（Filter Run Time）大幅縮短。

解題方法 解題切入點在於區分「不同藻類生理結構與代謝物對淨水程序所造成的直接影響」：

1. 矽藻（Diatoms）：具備硬質二氧化矽細胞壁，在淨水處理過濾階段會造成強烈物理性攔截與孔隙堵塞，導致濾床水頭損失過大、反衝洗頻率增加與濾床阻塞。
2. 藍綠藻（Cyanobacteria，現稱藍菌）：代謝過程中易產生土臭素（Geosmin）與 2-甲基異 borneol（2-MIB），主要造成自來水散發泥土腐臭味（臭味問題），並可能釋放藻毒素。

因此，原水中含大量矽藻時，對淨水過程最主要且直接的問題即為濾床阻塞。

核心觀念

本題考查我國《飲用水水質標準》（以命題當年民國 111 年法規為準）中關於戴奧辛（Dioxins）之管制規範與周邊污染源之法定監測距離。

戴奧辛（聚氯二苯基對二噁英及聚氯二苯基呋喃，PCDD/Fs）主要源自廢棄物焚化爐、鋼鐵業電弧爐及燒結爐等高溫燃燒程序。由於戴奧辛具強疏水性、持久性與高致癌風險，法規特別規定若淨水場周邊一定範圍內設有大型高溫燃燒污染源時，供水單位須定期進行水質檢測以維護飲水安全。該項水質標準之最大限值為 $12 \text{ pg-WHO-TEQ/L}$。

解題方法

依據《飲用水水質標準》第 3 條與相關規定（以命題當年民國 111 年法規為準）： 自來水、簡易自來水或社區自設公共給水設備等淨水場周邊 5 公里 範圍內，若存在大型戴奧辛污染源（如廢棄物焚化廠等），應定期辦理水質檢測（通常每年檢測一次；若連續兩年檢測結果均未超過標準值，次年起得調整為每兩年檢測一次）。

核心觀念

卡爾森優養化指數（Carlson Trophic State Index, CTSI）是以湖泊或水庫的三項指標，分別換算成營養狀態指數後，再取算術平均數：

1. 葉綠素 $a$（Chlorophyll $a$）
2. 水體透明度，通常以塞氏盤深度（Secchi depth）表示
3. 總磷（Total Phosphorus, TP）

其概念是利用藻類生物量、光穿透程度及藻類重要營養鹽濃度，評估水體的優養化程度。

常見計算式如下：

其中：

• $SD$：透明度，單位通常為公尺
• $Chl\ a$：葉綠素 $a$ 濃度
• $TP$：總磷濃度，單位通常為 $\mu g/L$
• $\ln$：自然對數

三項指數取算術平均：

一般判定上，CTSI 大於 $50$ 表示優養狀態。

解題方法

題目直接詢問兩個重點：

1. 葉綠素 $a$、透明度之外，第三項指標為何？
2. CTSI 大於多少判定為優養？

依卡爾森指數的標準定義，第三項為「總磷」，優養化判定門檻為 $50$。

因此正確組合為「總磷，$50$」。

核心觀念

本題考查膠體的**界達電位（Zeta potential）**與膠體穩定性的關係。

界達電位是指膠體粒子在液體中運動時，剪切面（滑動面）相對於溶液本體的電位差，可用來表示膠體粒子表面的電性及其周圍電雙層的特性。

膠體粒子通常帶有相同電荷，粒子彼此接近時會產生靜電排斥力。界達電位的絕對值越大，表示粒子間的靜電排斥作用越強，越能抵抗凡得瓦力造成的凝聚，因此膠體越穩定。

其關係可表示為：

解題方法

判斷本題只需掌握一項原則：

界達電位的絕對值越大，膠體粒子間的排斥力越大，越不容易互相凝聚，膠體越穩定。

實務上常以界達電位絕對值約 $25\sim30\ \text{mV}$ 作為膠體穩定程度的參考界線；絕對值越高，通常代表分散系統越穩定。

題目所稱「界達電位愈大」，在膠體化學中通常是指其絕對值愈大，不單純比較正負號。

選項分析

(A) 界達電位愈大，排斥力愈大，膠體愈穩定

核心觀念

三鹵甲烷（Trihalomethanes, THMs）是飲用水消毒過程中，氯與水中天然有機物反應所形成的消毒副產物，主要包括三氯甲烷、溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷及三溴甲烷。

影響三鹵甲烷生成量的主要控制因子包括：

• 水中有機前質濃度與性質
• pH
• 溫度
• 消毒劑種類與劑量
• 氯與水的接觸時間
• 溴離子濃度
• 水質中部分無機離子與氧化還原條件

其中，總硬度並非三鹵甲烷生成的主要控制因子。

解題方法

本題採「反應條件辨識法」。先掌握三鹵甲烷的生成本質：

因此，凡是會直接影響有機物反應性、鹵化反應速率或消毒反應程度的水質條件，通常都屬於控制因子。pH 與溫度會影響反應速率及反應路徑；有機前質則是生成三鹵甲烷的必要原料。

總硬度主要代表水中鈣、鎂離子的含量，雖會影響結垢性、肥皂消耗量及部分水處理操作，但不是三鹵甲烷生成量的主要直接控制因子。

選項分析

(A) pH：屬於影響因子，選項正確

pH 會影響次氯酸與次氯酸根的比例：

核心觀念

河川污染指標（River Pollution Index, RPI）是以 4 項水質參數評估河川污染程度：

1. 溶氧量（DO）
2. 生化需氧量（BOD₅）
3. 懸浮固體（SS）
4. 氨氮（NH₃-N）

各項參數依檢測濃度或水質狀況分級計分，再計算 RPI：

RPI 數值越高，代表河川污染程度越嚴重。

常用分級概念如下：

• $RPI \leq 2$：未受污染
• $2<RPI\leq 3$：輕度污染
• $3<RPI\leq 6$：中度污染
• $RPI>6$：嚴重污染

本題不要求計算，重點在辨認 RPI 的 4 項固定水質參數。

解題方法

先從各選項中辨認 RPI 的核心參數：

• DO：必定包含
• BOD₅：必定包含
• SS：必定包含
• NH₃-N：必定包含

因此，正確組合應同時具備「氨氮、溶氧量、懸浮固體、生化需氧量」4 項，答案為（D）。

其中：

• 濁度雖可反映水中懸浮物造成的光學混濁程度，但不是 RPI 的正式計算參數。
• 大腸桿菌可作為衛生或糞便污染指標，但不是 RPI 的正式計算參數。
• 化學需氧量（COD）雖可反映水中可氧化物質的污染程度，但不列入 RPI。

選項分析

（A）濁度、溶氧量、大腸桿菌、生化需氧量

錯誤。

核心觀念

本題考查《飲用水管理條例》及其授權訂定之《飲用水水源水質標準》中，水源水質的生物性指標。

飲用水管理可區分為：

• 飲用水水源水質標準：管制原水或水源，目的在於降低後續淨水處理負荷。
• 飲用水水質標準：管制經處理後供人飲用的水，要求更嚴格，常見項目包括大腸桿菌、總菌落數等。

以命題當年（民國111年）法規為準，《飲用水水源水質標準》所規範的生物性項目為「大腸桿菌群密度」。

解題方法

判斷本題的關鍵，不是單純找出哪個項目與微生物有關，而是辨認其是否為「飲用水水源水質標準」中的法定用語。

水源水質標準的生物性指標採用「大腸桿菌群密度」，用來反映水體受到人畜糞便污染的程度。其概念是測定單位水量中大腸桿菌群的數量或密度，作為水源污染程度與衛生風險的指標。

因此，正確選項為「大腸桿菌群密度」。

選項分析

(A) 腸球菌

腸球菌屬於糞便污染指標菌，在水質衛生及環境微生物學上具有指標意義，但「腸球菌」並非民國111年《飲用水水源水質標準》所列的生物性項目。

因此錯誤。

(B) 大腸桿菌

核心觀念

本題考查環境微生物與給水工程中「水庫優養化與水質異味（Taste and Odor, T&O）」的致臭物質。

1. 水庫霉臭味成因：夏季高溫或枯水期低蓄水位時，水體易發生優養化（Eutrophication），促進藍綠菌（Cyanobacteria，如 Oscillatoria、Anabaena 等）與放線菌（Actinomycetes）大量繁殖。
2. 關鍵致臭代謝產物：藍綠菌與放線菌在代謝過程中所產生的代表性有機物主要為 Geosmin（土臭素） 與 2-MIB（2-Methylisoborneol，2-甲基異冰片）。此兩類化合物具極低的嗅覺閾濃度（Odor Threshold Concentration, OTC，約 $1 \sim 10\text{ ng/L}$），即使濃度極低也會使水體產生強烈的土臭味與霉臭味。

解題方法

解題切入點在於區分水體中各類臭味物質的化學來源與嗅覺特徵：

• 題目明確指出「水庫在夏季高溫或枯水期達低蓄水位時」與「產生霉臭味」，此為典型微生物（藍綠菌、放線菌）過度滋生所排放之次級代謝產物特徵。
• 在四個選項中，比對何者屬於生物性次級代謝產物且專一性造成霉臭味。

選項分析

• (A) Ammonia（氨，$\mathrm{NH_3}$）：錯誤。 氨氣具強烈刺激性臭味（Pungent odor），主要來自含氮有機物之厭氧分解或民生污水排放，非水庫藻類與放線菌所引發之「霉臭味」主要代謝物。

核心觀念

本題考查環保署公告之檢測水中臭度標準方法 NIEA W206.52C 中，多名檢驗員測定結果的彙整方式。

臭度以「初嗅數」表示，當有多位檢驗員進行測定時，不能直接採用算術平均，而是以各檢驗員初嗅數的幾何平均數作為計算結果。

幾何平均數公式為：

其中：

• $G$：臭度初嗅數計算結果
• $x_i$：各檢驗員測得的初嗅數
• $n$：檢驗員人數

解題方法

本題共有 5 位檢驗員，測定值如下：

依幾何平均數計算：

先計算乘積：

因此：

因為：

所以：

選項分析

核心觀念

本題考查飲用水中「生物可同化性有機碳」AOC 的檢測方法及其指標菌種。

AOC 是水中可被微生物直接利用、轉化為細胞生物量的溶解性有機碳。淨水處理後若仍殘留較多 AOC，且管網停留時間過長，微生物容易利用這些營養源繁殖，形成管壁生物膜，造成微生物再生。

Van der Kooij 於 1982 年建立的 AOC 生物分析法，使用特定指標菌種接種水樣，依據菌體生長量推估水中可同化有機碳含量。該方法使用的代表性菌株為：

• Pseudomonas fluorescens P17
• Spirillum species strain NOX

其中，題目選項中以菌株名稱完整、辨識度最高者為 Spirillum species strain NOX。

解題方法

本題沒有計算，直接依據 AOC 經典生物分析法的指標菌種判斷。

Van der Kooij 的 AOC 測定原理是：

1. 將水樣以指標菌種接種。
2. 在適當條件下培養，使菌種利用水中的 AOC 生長。
3. 測定菌體最大生長量。
4. 以菌體生長量換算水樣中的 AOC 濃度，常以 $\mu\text{g C/L}$ 表示。

AOC 檢測的核心並非單純測量總有機碳，而是測量「能被微生物實際利用」的有機碳，因此必須使用特定測試菌株。題目列出的選項中，與 Van der Kooij 經典方法直接對應且菌株名稱最完整者為 Spirillum species strain NOX。

選項分析

(A) Coryneform

核心觀念

本題考查水環境微生物依「溶氧需求」所作的分類：

• 厭氧菌（anaerobes）：不需要氧氣生長，部分種類接觸氧氣會受到抑制或死亡。
• 好氧菌（aerobes）：需要以氧氣作為電子受體或進行有氧呼吸。
• 兼性厭氧菌：有氧、無氧環境皆可生長，依環境條件調整代謝方式。

判斷本題的關鍵，是看各類微生物進行主要代謝時是否必須利用分子氧 $O_2$。

解題方法

逐一判斷各選項的主要代謝特性：

1. 甲烷菌進行產甲烷作用，通常存在於無氧環境。
2. 硝化菌進行硝化作用，必須利用氧氣將氨氮氧化。
3. 紫硫菌進行不產氧光合作用，常利用硫化氫等還原性物質，主要分布於缺氧或厭氧環境。
4. 硫還原菌以硫酸鹽、元素硫等作為電子受體，產生硫化物，屬於厭氧代謝微生物。

其中只有硝化菌的代謝需要氧氣，因此「非屬厭氧菌」為硝化菌。

選項分析

(A) 甲烷菌

甲烷菌屬於古菌，主要在厭氧環境中進行產甲烷作用，例如污泥消化槽、沼澤底泥及掩埋場內部。

其典型反應包括：

或：

甲烷菌對氧氣相當敏感，屬於典型厭氧微生物，因此本選項正確。

(B) 硝化菌

硝化菌包含氨氧化菌及亞硝酸氧化菌，進行硝化作用時需要氧氣：

第一階段：

第二階段：

核心觀念

本題考查以糞便指標菌判斷水體污染來源的方法。WHO 傳統上以糞便大腸桿菌與糞便鏈球菌的數量比值，作為判斷污染源偏向人類或畜牧溫血動物的參考：

• 糞便大腸桿菌：Fecal Coliform，簡稱 FC
• 糞便鏈球菌：Fecal Streptococci，簡稱 FS
• 判斷比值：

一般判定如下：

表示污染來源偏向人類糞便；

表示污染來源偏向畜牧等溫血動物糞便。

本題以命題當年（民國 111 年）相關環境工程教材及 WHO 水體污染判斷方法為準，並非法律條文題。

解題方法

先確認 FS 的英文全名，再核對污染來源判斷比值：

1. 人類糞便通常含有較多糞便大腸桿菌，因此 FC 所占比例較高。
2. 畜牧溫血動物糞便中，糞便鏈球菌比例通常較高，因此 FS 所占比例較高。
3. 當 FC 遠高於 FS 時，$\mathrm{FC}/\mathrm{FS}$ 會大於 4，污染來源偏向人類。
4. 當 FS 遠高於 FC 時，$\mathrm{FC}/\mathrm{FS}$ 會小於 0.7，污染來源偏向畜牧溫血動物。

選項 B 將 Fecal Streptococci 誤寫為 Fecal Spirilla，故為錯誤敘述。

選項分析

核心觀念

本題考查活性污泥法之**傳統污泥齡（Sludge Age，又稱 Gould 污泥齡）**之定義與計算。

在傳統水處理工程定義中，污泥齡代表曝氣槽內所累積的固體量與每日進流懸浮固體量之比值： $\text{污泥齡 (Sludge Age)} = \frac{\text{曝氣槽內總污泥量}}{\text{每日進流懸浮固體量}} = \frac{V \times X}{Q \times SS_{\text{in}}} = \frac{\text{HRT} \times X}{SS_{\text{in}}}$

• $V$：曝氣槽體積（$\mathrm{m^3}$）
• $Q$：進流廢水量（$\mathrm{m^3/day}$）
• $\text{HRT} = \frac{V}{Q}$：水力停留時間（$\mathrm{day}$）
• $X$：曝氣槽混合液懸浮固體濃度（$\mathrm{MLSS}$，$\mathrm{mg/L}$）
• $SS_{\text{in}}$：進流廢水懸浮固體濃度（$\mathrm{mg/L}$）

解題方法

步驟一：水力停留時間（$\text{HRT}$）單位換算 題目給定停留時間為 6 小時，須換算為「天（day）」以符合污泥齡的常用單位： $\text{HRT} = 6\ \text{hr} = \frac{6}{24}\ \text{day} = 0.25\ \text{day}$

步驟二：代入污泥齡公式計算 將已知條件 $\text{HRT} = 0.25\ \text{day}$、$\text{MLSS} = 2000\ \mathrm{mg/L}$、

核心觀念

1. 氣體濃度與莫耳分率關係：

• 莫耳分率（Mole Fraction, $y_i$）：指某成分之莫耳數佔混合氣體總莫耳數之比例。
• 質量分率（Mass Fraction, $w_i$）與莫耳分率的轉換： 假設混合氣體總質量為 $m_{\text{total}}$，各成分質量為 $m_i$，分子量分別為 $M_{\text{total}}$ 與 $M_i$： $y_i = \frac{n_i}{n_{\text{total}}} = \frac{\frac{m_i}{M_i}}{\frac{m_{\text{total}}}{M_{\text{total}}}} = \left(\frac{m_i}{m_{\text{total}}}\right) \times \left(\frac{M_{\text{total}}}{M_i}\right) = w_i \times \frac{M_{\text{total}}}{M_i}$

2. 分子量計算：

• 二氧化硫（$\mathrm{SO_2}$）分子量：$M_{\mathrm{SO_2}} = 32 + 16 \times 2 = 64\ \text{g/mol}$
• 空氣平均分子量：$M_{\text{air}} = 29\ \text{g/mol}$

解題方法

1. 確認題意脈絡與單位基準： 題目明確給定「空氣分子量為 29」，且選項數值均為 $1.36 \times 10^{-n}$ 形式，顯示命題者將 $30\ \text{ppb}$ 視為質量分率基準（$\text{ppb}_w$，即重量比）： $w_{\mathrm{SO_2}} = 30\ \text{ppb} = 30 \times 10^{-9}$

2. 計算 $\mathrm{SO_2}$ 的莫耳分率： 代入質量分率轉莫耳分率公式： $y_{\mathrm{SO_2}} = w_{\mathrm{SO_2}} \times \frac{M_{\text{air}}}{M_{\mathrm{SO_2}}}$

核心觀念

本題考查環境化學水質平衡中離子強度（Ionic Strength, $I$）、**活性係數（Activity Coefficient, $\gamma$）與離子活性（Activity, $a = \gamma C$）**的計算：

1. 離子強度公式： $I = \frac{1}{2} \sum_{i} C_i z_i^2$ 其中 $C_i$ 為離子 $i$ 之體積莫耳濃度（$\mathrm{M}$），$z_i$ 為該離子所帶電荷數。
2. 德拜－休克爾延伸公式（Debye-Hückel Extended Equation，水化學常用之 Güntelberg 近似式）： $\log \gamma_i = -0.5 z_i^2 \frac{\sqrt{I}}{1 + \sqrt{I}}$ 在同一溶液中，離子的活性係數大小僅取決於離子強度 $I$ 與離子電荷數平方 $z_i^2$。電荷數相同的離子具有相同的活性係數。
3. 離子活性（Activity）： $a_i = \gamma_i \times C_i$

解題方法

步驟 1：解離方程式與各離子濃度計算

溶液中鹽類完全解離：

• $\mathrm{0.01\ M\ MgCl_2 \rightarrow 0.01\ M\ Mg^{2+} + 0.02\ M\ Cl^-}$
• $[\mathrm{Mg^{2+}}] = 0.01\ \mathrm{M}$
• $[\mathrm{Cl^-}] = 2 \times 0.01 = 0.02\ \mathrm{M}$
• $\mathrm{0.02\ M\ Na_2SO_4 \rightarrow 0.04\ M\ Na^+ + 0.02\ M\ SO_4^{2-}}$
• $[\mathrm{Na^+}] = 2 \times 0.02 = 0.04\ \mathrm{M}$
• $[\mathrm{SO_4^{2-}}] = 0.02\ \mathrm{M}$

步驟 2：計算溶液之總離子強度 $I$

$I = \frac{1}{2} \left( [\mathrm{Mg^{2+}}](+2)^2 + [\mathrm{Cl^-}](-1)^2 + [\mathrm{Na^+}](+1)^2 + [\mathrm{SO_4^{2-}}](-2)^2 \right)$ $I = \frac{1}{2} \left[ 0.01 \times 4 + 0.02 \times 1 + 0.04 \times 1 + 0.02 \times 4 \right]$ $I = \frac{1}{2} \left[ 0.04 + 0.02 + 0.04 + 0.08 \right] = \frac{0.18}{2} = 0.09\ \mathrm{M}$ $\sqrt{I} = \sqrt{0.09} = 0.30$

步驟 3：計算活性係數 $\gamma$

利用公式 $\log \gamma_i = -0.5 z_i^2 \frac{\sqrt{I}}{1 + \sqrt{I}}$： $\frac{\sqrt{I}}{1 + \sqrt{I}} = \frac{0.30}{1 + 0.30} = \frac{0.30}{1.30} \approx 0.2308$

• 一價離子（$\mathrm{Na^+,\ Cl^-}$，此時 $z^2 = 1$）： $\log \gamma_{\pm 1} = -0.5 \times 1^2 \times 0.2308 = -0.1154$

核心觀念

本題考查環境毒理學（Environmental Toxicology）中評估急毒性（Acute Toxicity）的基礎劑量–效應指標：

1. $\text{LC}_{50}$（Lethal Concentration 50%，半數致死濃度）：指在特定時間與試驗條件下（如水生生物連續暴露 96 小時，或吸入性氣體暴露 4 小時），使受試實驗生物族群中 $50\%$（半數）個體死亡所需的環境介質「濃度」。常見單位為水中之 $\text{mg/L}$、空氣中之 $\text{ppm}$ 或 $\text{mg/m}^3$。
2. $\text{LD}_{50}$（Lethal Dose 50%，半數致死劑量）：指經由口服、注射或經皮吸收等方式單次投藥，使受試實驗生物族群中 $50\%$（半數）個體死亡所需的化學物質「劑量」。常見單位為 $\text{mg/kg-bw}$（每公斤體重所承受之毫克數）。

解題方法

由英文專有名詞與代號縮寫切入拆解：

• L = Lethal（致死）
• C = Concentration（濃度，非 Dose 劑量）
• 50 = $50\%$（受試族群達到 $50\%$ 死亡率之統計量）

結合以上定義，$\text{LC}_{50}$ 代表在特定暴露環境中，能引起半數（$50\%$）受試動物死亡的暴露物質「濃度」。

選項分析

核心觀念 本題考查《廢棄物清理法》中主管機關之「現場稽查採樣權限」與「違反行政調查配合義務之罰則」（以命題當年民國 111 年法規為準）：

1. 權限依據（第 37 條第 1 項）：主管機關得派員攜帶證明文件，進入公私場所檢查事業廢棄物之貯存、清除、處理、再利用情形，索取有關資料或採取樣品檢驗。
2. 處罰規定（第 56 條）：規避、妨礙或拒絕主管機關依規定所為之查核、採樣、檢驗或命提示、交付證明文件或相關資料者，依法處以行政罰鍰。

解題方法

1. 區分責任性質（刑罰 vs. 行政罰）： 事業單位或公私場所逃避、拒絕主管機關進場採樣，屬於違反公法上之配合調查義務，其法律效果為「行政秩序罰（罰鍰）」，並非刑事犯罪，絕不涉及「拘役」或「有期徒刑」等剝奪人身自由之刑罰。據此可立即排除含有自由刑之選項 (C) 與 (D)。
2. 對應法定罰鍰金額： 依《廢棄物清理法》第 56 條之罰則規範，拒絕採樣、查核之罰鍰起點為新臺幣 3 萬元以上，故鎖定純處罰鍰之選項 (B)。

選項分析

• (A) 錯誤：處新臺幣 1 萬 2 千元以上 6 萬元以下罰鍰並非《廢棄物清理法》第 56 條之法定罰鍰額度。此額度亦非拒絕採樣之處罰標準。
• (B) 正確：規避、妨礙或拒絕主管機關進廠採樣或查核，依《廢棄物清理法》第 56 條規定，處新臺幣 3 萬元以上罰鍰，且屬純行政罰鍰，無附帶人身自由刑，為本題正確選項。

核心觀念

本題考查環境化學與大氣污染控制中「古典煙霧（倫敦煙霧事件，London Smog）」的形成原因與大氣條件。 倫敦煙霧事件發生於 1952 年 1 2 月的英國倫敦，屬於典型的燃煤型煙霧（又稱工業煙霧、還原型煙霧）。其主要成因包含三大要素：

1. 初級污染物來源：低品質含硫煤炭大量燃燒，排放高濃度的二氧化硫（$\text{SO}_2$）與浮游塵（懸浮微粒）。
2. 氣象擴散條件：強烈的**氣溫逆轉（輻射逆轉）形成極穩定大氣層，阻擋垂直對流；近地面呈現無風（微風）**狀態，阻擋水平擴散。
3. 大氣濕度條件：環境伴隨高濕度（相對濕度常達 85%～100% 的大霧天氣），水滴作為化學反應介質，催化二氧化硫氧化生成硫酸霧（$\text{H}_2\text{SO}_4$ mist）。

解題方法

本題要求選出「非屬」倫敦煙霧事件主要成因的選項。 切入點為區分「倫敦煙霧（燃煤濕煙霧）」與「洛杉磯煙霧（光化學乾煙霧）」的大氣條件差異：

• 倫敦煙霧：發生於冬季、低溫、高濕度（大霧）、無風、氣溫逆轉環境。
• 洛杉磯煙霧：發生於**夏秋季晴天、高溫、低濕度、強烈陽光（紫外線）**環境。

選項 (C) 標示「濕度 30％以下」，屬於極度乾燥的大氣環境，完全不符合倫敦煙霧需要高濕度霧滴介質以形成酸霧的機制，故 (C) 非屬其成因。

核心觀念

本題考查環境工程中**廢棄物採樣技術與統計採樣方法（Sampling Methods）**之基本定義與實務操作。

在廢棄物清理工程與環境檢驗實務中（依據民國 111 年環境保護署廢棄物採樣技術規範與環境統計觀念），由於固體廢棄物或土壤等母體具有高度的不均勻性（Heterogeneity），直接進行單次微量分析容易產生極大代表性誤差。因此，採樣方法主要分為以下四種標準型態：

1. 簡易隨機採樣法（Simple Random Sampling）：母體中每個單元被抽取的機率皆均等。
2. 系統隨機採樣法（Systematic Random Sampling）：按固定的時間或空間間隔進行等距採樣。
3. 分層隨機採樣法（Stratified Random Sampling）：將異質母體按特性劃分為若干同質「層（Strata）」，再於各層中隨機抽取。
4. 階段式採樣法（Stage Sampling / Multistage Sampling）：採樣過程分為兩階段或多階段進行。第一階段採集原始樣品（Primary samples），經過物理攪拌混合均質化後，第二階段再抽取次樣品（Subsample）供實驗室分析。

解題方法

本題為觀念判斷題，解題切入點在於對題幹敘述進行關鍵字拆解與邏輯階段比對：

1. 第一階段動作：「將個別取出之樣品」$\rightarrow$ 從母體中選取並採集數個初級樣品（Increments）。
2. 中間處理動作：「先行充分攪拌混合均勻後」$\rightarrow$ 進行物理性混合均質化與縮分處理，目的在降低樣品不均勻造成的誤差。
3. 第二階段動作：「再次抽取次樣品進行分析」$\rightarrow$ 從均勻混合物中抽取代表性的「次樣品（Subsample）」進入儀器檢驗。

由於整體採樣程序呈現「初採 $\rightarrow$ 混合均質 $\rightarrow$ 再抽取」的多階段層次，完全符合階段式採樣法的標準定義。

核心觀念

本題考查廢棄物物理性質檢驗與化學成分分析中**三成分（水分、可燃分、灰分）**之標準實驗檢測方法（以命題當年民國 111 年環境部／前環保署公告之「廢棄物中灰分、可燃分測定方法 NIEA R205」為準）。

• 灰分（Ash content）定義：指廢棄物樣品經去除水分（於 $105\pm5\ ^\circ\mathrm{C}$ 乾燥至恆重）後，置於高溫爐（Muffle Furnace）中，在 $800\pm50\ ^\circ\mathrm{C}$ 高溫與足夠氧氣下完全燃燒灰化，揮發性有機物逸散後所殘留之不燃性無機物質重量百分比。

解題方法

依據廢棄物標準檢測方法（NIEA R205）規範之實驗操作流程與關鍵參數：

1. 水分測定：樣品置於烘箱中以 $105\pm5\ ^\circ\mathrm{C}$ 加熱乾燥至恆重（通常至少 2 小時），測定重量損失。
2. 灰分測定：將乾燥後之樣品置於坩堝中，放入高溫爐內，在高溫 $800\pm50\ ^\circ\mathrm{C}$ 下持續加熱燃燒 3 小時，冷卻後稱量殘餘無機灰燼重。
3. 可燃分計算：可燃分即為扣除水分與灰分後之揮發性有機物質百分比，計算式為： $\text{可燃分}\% = 100\% - \text{水分}\% - \text{灰分}\%$

因此，高溫爐中灰化燃燒之標準規定時間為 3 小時。

選項分析

核心觀念

本題考查環境工程中「廢棄物清理工程」之法規核心依據——《有害事業廢棄物認定標準》（本題以命題當年民國 111 年法規為準；現行法規範架構相同）。

依據該標準第 2 條規定，事業廢棄物判定為有害事業廢棄物之途徑主要分為：

1. 列表之有害事業廢棄物（第 3 條）
2. 有害特性認定之有害事業廢棄物（第 4 條）
3. 其他經中央主管機關公告者

考生須能清楚分辨「列表認定」與「有害特性認定」兩大類別所涵蓋的項目差異。

解題方法

本題切入點為對照《有害事業廢棄物認定標準》第 3 條與第 4 條之項目分類：

1. 列表之有害事業廢棄物（第 3 條）：

• 製程有害事業廢棄物（附表一）
• 生物醫療廢棄物（含感染性廢棄物、廢尖銳器具、解剖廢棄物等，附表三）
• 混合五金廢料（附表二）

2. 有害特性認定之有害事業廢棄物（第 4 條，具備下列特性之一者）：

• 毒性有害事業廢棄物
• 溶出毒性事業廢棄物（經毒性特性溶出程序 TCLP 檢測超過標準，包含重金屬與有機物）
• 戴奧辛有害事業廢棄物
• 多氯聯苯有害事業廢棄物（含氯聯苯廢棄物重量含量值達到 $50\text{ mg/kg}$ 以上者）
• 腐蝕性事業廢棄物（$\text{pH} \le 2.0$ 或 $\text{pH} \ge 12.5$，或對鋼材腐蝕速率每年超過 $6.35\text{ mm}$）
• 易燃性事業廢棄物（閃火點 $< 60^\circ\text{C}$ 等）
• 反應性事業廢棄物
• 石綿及其製品廢棄物

經由比對可知，感染性廢棄物屬於「生物醫療廢棄物」範疇，係採「列表認定」，而非經由檢測特定物理或化學危害特性之「有害特性認定」。

選項分析

核心觀念

本題考查事業廢棄物現場檢檢與採樣安全防護規範中，利用光解離檢知器（Photoionization Detector, PID，如 HNU 儀器）進行廢棄物易燃性與可燃性現場初步篩選時之判定標準與閃火點（Flash Point）界線。 以命題當年（民國 111 年）相關環境採樣檢測規範及廢棄物現場安全篩選指導手冊為準。

1. 光解離檢知器（HNU PID）之作用： PID 利用高能量紫外線（UV）燈管將氣相揮發性有機化合物（VOCs）光離子化並測量微弱電流。在廢棄物採樣現場，可用於迅速預估揮發性氣體濃度與閃火風險。
2. 易燃物與可燃物之閃火點判定門檻： 在現場使用 HNU 儀器進行可燃性測試時，廢棄物之閃火點判定標準如下：

• 易燃物（Flammable Materials）：閃火點標準為 $46\ ^\circ\mathrm{C}$ 以下。
• 可燃物（Combustible Materials）：閃火點標準為 $96\ ^\circ\mathrm{C}$ 以下。

解題方法

本題為記憶與規範觀念題。解題時直接對應廢棄物現場檢驗與採樣規範中，光解離檢知器（HNU）針對可燃性測試所設定之閃火點溫度臨界值：

1. 確認測試設備與項目：光解離檢知器 HNU 之可燃性／易燃物判定。
2. 對應「易燃物」之閃火點判定門檻值為 $46\ ^\circ\mathrm{C}$。
3. 對應「可燃物」之閃火點判定門檻值為 $96\ ^\circ\mathrm{C}$。
4. 比對各選項，僅 (C) 選項數值完全相符。

選項分析

• (A) 錯誤：可燃物標示為 $84\ ^\circ\mathrm{C}$、易燃物標示為 $34\ ^\circ\mathrm{C}$，均低於規範界線（$96\ ^\circ\mathrm{C}$ 與

核心觀念

本題考查《事業廢棄物申報及管理辦法》與《事業廢棄物輸入輸出管理辦法》（以命題當年民國 111 年法規為準）中有關廢棄物跨境輸出與流向追蹤（Cradle-to-Grave）的申報規範。 （提醒：現行法規架構亦維持此項境外紙本備援聯單制度。）

1. 網路申報原則：依《廢棄物清理法》第 31 條規範，事業廢棄物之清理與輸出入流向，原則上應以中央主管機關指定之網路傳輸方式（事業廢棄物申報及管理資訊系統）進行連線申報與勾稽。
2. 境外運送紙本備援機制：當許可輸出之廢棄物運抵國外，若接受國處理機構因國外系統限制或特殊原因，無法依規定以網路傳輸方式回傳處理資訊時，為維持跨國監管之完整性，法規規定應改採紙本遞送聯單進行備援追蹤，於本國境外之運送必須填具一式七聯之遞送聯單。

解題方法

1. 確定法規適用情境：題目明確指出「經許可輸出之廢棄物」且「接受國處理機構因故無法依規定以網路傳輸方式申報者」。
2. 對比各種廢棄物遞送聯單之法定聯數：

• 國內一般事業廢棄物紙本聯單：一式 3 聯（俗稱三聯單）。
• 國內有害事業廢棄物紙本聯單：依《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》第 17 條規範，為一式 6 聯（俗稱六聯單）。
• 境外輸出無法網路申報之備援聯單：因涉及跨國監管、國內地方主管機關、中央主管機關及境外接受與運送機構，管制層級最高，故規定採用最高聯數之一式 7 聯。

核心觀念

本題考「感染性事業廢棄物焚化處理」的法定燃燒效率。以命題當年（民國 111 年）法規為準，依《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》相關規定，燃燒感染性事業廢棄物時，燃燒效率須達 99.99％以上。

燃燒效率通常以煙氣中二氧化碳與一氧化碳的比例表示：

燃燒越完全，$CO$ 越少，燃燒效率越高。

解題方法

直接抓法規所定的數值即可：

因此正確選項為 99.99％。

本題不涉及焚化爐溫度、停留時間或戴奧辛排放標準，切勿將不同管制數值混淆。

選項分析

核心觀念

本題考查事業廢棄物於清除、運送過程中，相關清運紀錄的保存年限。依民國 111 年命題時適用之《事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準》規定，事業廢棄物清運相關紀錄應保存 5 年，以供主管機關查核。

這類紀錄通常包括廢棄物種類、數量、清除日期、清除機構、運送及處理流向等資料。

解題方法

直接抓住法規所定的保存年限：

因此選擇保存年限為 5 年的選項即可。

本題不涉及廢棄物數量或清除頻率計算，關鍵在於記憶「清運紀錄」與「保存 5 年」的法規要求。

選項分析

核心觀念

垃圾特性分析通常分為：

1. 物理組成分析：分析紙類、塑膠、廚餘、金屬、玻璃等物質比例，以及含水率、密度、粒徑等。
2. 化學組成與熱性質分析：分析垃圾中的水分、可燃分、灰分、元素組成及燃燒性能。
3. 有害特性分析：判定垃圾是否具有毒性、溶出性、腐蝕性或其他危害性。

本題要辨別的是：何者不屬於垃圾化學組成分析，而是另一類的有害特性檢測。

解題方法

垃圾化學組成分析主要著重於垃圾本身的成分與燃燒特性，包括：

• 三成分分析：水分、可燃分、灰分。
• 元素分析：碳、氫、氧、氮、硫及灰分等。
• 發熱量分析：測定垃圾燃燒時所能釋放的熱量。

毒性溶出分析則是將垃圾以規定方法進行溶出試驗，再檢測溶出液中的重金屬或有害物質濃度，目的在於判定其毒性溶出特性，並非分析垃圾的一般化學組成。

因此，非屬垃圾化學組成分析者為毒性溶出分析。

選項分析

(A) 三成分分析：正確

三成分分析通常包括：

• 水分
• 可燃分
• 灰分

其中可燃分與灰分的比例可反映垃圾的燃燒性及殘渣量，是垃圾基本成分與燃燒特性分析的重要項目，屬於垃圾化學與熱性質分析的基礎內容。

(B) 元素分析：正確

元素分析主要測定垃圾中碳、氫、氧、氮、硫等元素的含量，有時並列入灰分或鹵素等成分。

元素分析可用於：

核心觀念

本題考的是有機垃圾堆肥化所需的適宜碳氮比（C/N ratio）。

碳是微生物分解有機物、取得能量的主要來源；氮則是合成細胞蛋白質與核酸的重要營養元素。若碳氮比過高，氮源不足，微生物繁殖與分解速度降低；若碳氮比過低，氮容易以氨氣形式逸散，造成臭味與氮損失。

一般生垃圾進行堆肥化時，適宜的初始碳氮比約為 $25:1$～$30:1$，實務上常以約 $20:1$～$35:1$ 作為合理範圍。

解題方法

判斷生垃圾是否適合堆肥化，直接掌握堆肥微生物所需的適宜碳氮比：

題目選項中，只有「20～35」涵蓋此一適宜範圍，因此選擇（B）。

選項分析

核心觀念

本題考查「廢棄物清理工程」中都市廢棄物焚化爐（Incinerator）二次燃燒室之最佳操作溫度區間，以及燃燒控制「3T1O」原則之理論應用（以命題當年民國 111 年法規及設計規範為準）。

廢棄物焚化處理需滿足燃燒控制 3T 原則：溫度（Temperature）、停留時間（Time）、擾動（Turbulence），並搭配適量過剩氧氣（Oxygen）。依據《一般廢棄物焚化爐設計規範》，二次燃燒室操作溫度維持在 $850～1050\ ^\circ\mathrm{C}$（氣體停留時間 $\ge 2\text{ 秒}$）具備以下主要功能：

1. 完全燃燒：將有機物及戴奧辛（Dioxins）等有害氣體高效率熱分解（破壞去除率 $\ge 99.99\%$），並降低一氧化碳（$\mathrm{CO}$）排放。
2. 抑制副作用：避免溫度過高導致熱力型氮氧化物（Thermal $\mathrm{NO}_x$）大量生成。
3. 保護設備：防止爐內耐火材料受高溫燒蝕破壞，並避免灰份高溫熔融結渣（Slagging / Fouling）。

解題方法

焚化爐操作溫度區間的設定係依據「分解效率」與「操作代價」之平衡點進行評估：

1. 下限溫度設定（$850\ ^\circ\mathrm{C}$）： 若操作溫度低於 $850\ ^\circ\mathrm{C}$，廢棄物熱分解反應速率不足，易造成燃燒不完全，產生大量一氧化碳（$\mathrm{CO}$）、未燃碳顆粒，且戴奧辛前驅物（如氯酚、氯苯）無法被完全破壞，無法達到排放標準。
2. 上限溫度設定（$1050\ ^\circ\mathrm{C}$）： 當溫度高於 $1050\ ^\circ\mathrm{C}$ 時，空氣中的氮氣與氧氣在高溫下反應形成的熱力型 $\mathrm{NO}_x$ 濃度大幅攀升；此外，廢棄物中的灰份在高溫下易達熔點而黏附於爐壁結渣，損害耐火磚與熱回收設備，並增加輔助燃料不必要的消耗。

核心觀念

焚化爐的燃燒效率（Combustion Efficiency, CE）是用來判斷燃料或廢棄物中的碳，經燃燒後有多少比例轉化為完全燃燒產物二氧化碳，而非不完全燃燒產物一氧化碳。

常用計算式為：

其中，$\mathrm{CO_2}$ 與 $\mathrm{CO}$ 為煙道排氣中的濃度，且通常採用相同基準之濃度資料。燃燒越完全，$\mathrm{CO_2}$ 比例越高、$\mathrm{CO}$ 越低，燃燒效率就越接近 $100\%$。

解題方法

本題直接辨認各選項所對應的環境工程指標：

1. 尋找以煙道排氣中 $\mathrm{CO_2}$ 與 $\mathrm{CO}$ 濃度計算的定義。
2. 確認公式是否為：

$\frac{\mathrm{CO_2}}{\mathrm{CO_2}+\mathrm{CO}}\times100\%$

3. 其餘選項若是在描述有害物去除、殘渣減量或污染物排放濃度，即非燃燒效率。

因此，符合燃燒效率定義者為選項（A）。

選項分析

（A）正確

煙道排氣中的碳，主要以二氧化碳及一氧化碳形式表示。二氧化碳代表較完全的燃燒產物，一氧化碳則代表不完全燃燒。故燃燒效率為：

此選項正確描述燃燒效率的計算方式。

（B）錯誤

「有害有機物質經熱處理後所減少之百分比」是在描述有機污染物的破壞去除效率，通常稱為破壞去除效率（Destruction and Removal Efficiency, DRE），概念上可表示為：

核心觀念

本題考查受重金屬污染土壤之「安定化法（stabilization）」及常用安定劑種類。

安定化法係利用化學反應，使土壤中的重金屬轉變為難溶、低溶解度或低移動性的化合物，降低其溶出性與環境危害。常見機制包括：

• 生成難溶金屬硫化物。
• 生成難溶金屬磷酸鹽。
• 透過碳酸鹽反應或調整鹼度，使重金屬形成碳酸鹽沉澱。
• 提高土壤鹼度，使部分金屬氫氧化物沉澱，並降低其溶解度。

因此，判斷選項時，應觀察該物質是否能使重金屬形成難溶沉澱，且是否屬於污染土壤安定化中常用的藥劑。

解題方法

逐一判斷各鹽類與重金屬反應後，是否能形成低溶解度化合物：

1. 硫化物可與重金屬形成難溶的金屬硫化物。
2. 磷酸鹽可與重金屬形成難溶的金屬磷酸鹽。
3. 碳酸鹽可促進重金屬形成難溶碳酸鹽，並提高系統鹼度。
4. 硝酸鹽多數具有良好水溶性，無法有效將重金屬固定成難溶沉澱，且硝酸根本身不是常用的重金屬安定化沉澱來源。

所以，非屬常使用安定劑者為硝酸鹽。

選項分析

(A) 硫化物：正確選項敘述

硫化物可與鉛、鎘、汞、銅等重金屬反應，生成溶解度很低的金屬硫化物，例如：

其中 $\mathrm{M}$ 代表重金屬。金屬硫化物通常具有低溶解度，能降低重金屬的溶出性，因此硫化物是常見的安定劑。

(B) 磷酸鹽：正確選項敘述

核心觀念

本題考查污染場址整治技術的空間位置分類：

• 現地處理（in situ treatment）：不挖掘、不搬運污染土壤或污染物，直接在原污染位置進行處理。
• 離場處理（ex situ／off-site treatment）：先將污染物挖掘或移出，再於場址外或其他設施進行處理。
• 現場處理（on-site treatment）：污染物仍在原場址範圍內處理，但不一定代表完全不開挖；可包含挖掘後於場內處理。

題幹的關鍵語句是「不經開挖程序，而直接現地處理污染物」，對應「現地（in situ）處理」。

解題方法

判斷此類題目可先抓兩個要件：

1. 是否需要開挖或移出污染物？
2. 處理位置是否為污染物原本所在位置？

若污染物不需開挖、不需搬運，直接在原位置進行生物、化學或物理處理，即屬於現地處理（in situ）。

常見的現地整治方式包括地下水抽除與現地處理、土壤氣體抽除、現地生物復育及現地化學氧化等。其共同特徵是污染介質仍留在原場址或原位置接受處理。

選項分析

• (A) 現地（in situ）處理：正確。 「in situ」的意思是「在原位置」，指不挖掘污染物，直接於污染發生的位置進行處理，完全符合題幹描述。

核心觀念

本題考查土壤酸鹼度對磷有效性的影響。磷的「可用性」是指土壤中磷以植物根部能吸收利用的形態存在之程度，並非單純指土壤總磷含量。

土壤 pH 會影響磷的化學形態及其固定作用：

• 強酸性土壤中，磷容易與鐵、鋁形成難溶性的磷酸鐵、磷酸鋁。
• 鹼性土壤中，磷容易與鈣形成難溶性的磷酸鈣。
• 接近中性的微酸性至中性土壤中，磷較不易被鐵、鋁或鈣固定，植物較容易吸收。

因此，土壤磷的有效性通常以 pH 約 $6～7$ 時最佳。

解題方法

判斷磷有效性可掌握「兩端固定、中間最佳」的原則：

四個選項中，只有 pH $6～7$ 屬於接近中性的範圍，能使磷維持較高的植物有效性，因此選擇（C）。

選項分析

核心觀念

日本痛痛病（Itai-Itai Disease）是由長期攝入受鎘（Cadmium, Cd）污染的食物與飲水所引發的公害疾病。

鎘可在人體腎臟累積，造成腎臟近端腎小管功能障礙，使鈣、磷等物質代謝失常，進一步導致：

• 骨質疏鬆、骨軟化
• 骨骼變形與容易骨折
• 嚴重骨痛，因此被稱為「痛痛病」
• 腎功能受損

日本富山縣神通川流域曾因礦山及冶煉活動排放含鎘廢水，鎘進入農田與稻米，居民長期食用受污染稻米後，形成典型的鎘中毒公害事件。

解題方法

本題屬於「環境污染物與公害疾病配對」題型。解題重點是直接辨認經典公害病：

痛痛病的主要致病物質為鎘，故選擇含有鎘的選項即可。

選項分析

核心觀念

本題考查環境化學中離子的靜電吸引力（庫侖定律）、**離子電荷數（價數）與離子半徑（電荷密度）**對陰離子吸引能力之影響。

1. 庫侖定律（Coulomb's Law）： 陽離子與陰離子之間的靜電吸引力 $F$ 與兩者所帶電荷量成正比，與離子中心間距的平方成反比： $F = k_e \frac{|q_+ \cdot q_-|}{r^2}$ 其中 $q_+$ 為陽離子電荷、$q_-$ 為陰離子電荷、$r$ 為陰陽離子核心間的有效距離（與離子半徑相關）、$k_e$ 為靜電常數。
2. 電荷密度與離子勢（Ionic Potential, $\Phi$）： $\Phi = \frac{z}{r}$ 其中 $z$ 為離子價數，$r$ 為離子半徑。離子勢（電荷密度）愈大者，其表面電場強度愈強，對周圍相反電荷（陰離子）的吸引力愈大。

解題方法

判斷陽離子對陰離子靜電吸引力大小的分析步驟如下：

1. 第一步：比較離子價數（電荷效應）

• 題目選項中：
• 一價陽離子（$+1$）：$\mathrm{H^+}$、$\mathrm{Na^+}$
• 二價陽離子（$+2$）：$\mathrm{Ca^{2+}}$、$\mathrm{Mg^{2+}}$
• 根據庫侖定律，二價陽離子的電荷量為一價陽離子的 2 倍，故二價陽離子（$\mathrm{Ca^{2+}}, \mathrm{Mg^{2+}}$）對陰離子的靜電吸引力顯著大於一價陽離子（$\mathrm{H^+}, \mathrm{Na^+}$）。