108 公務人員升官等薦任 環境檢驗 空氣污染物檢驗與噪音測定 考古題詳解

核心觀念

本題測驗考生對特殊性工業區環境大氣監測站硬體規劃、採樣代表性及法定工程規格之熟稔度。

• 法源依據：本題以命題當年（民國 108 年）法規為準，規範依據為《空氣污染防制法》第 15 條第 2 項授權訂定之《特殊性工業區緩衝地帶及空氣品質監測設施設置標準》附錄「空氣品質監測設施採樣口之設置原則」。（現行法規實質內容未修正，僅於民國 112 年配合行政院組織改造將主管機關名稱更名為「環境部」）。
• 物理與檢驗學理：氣狀污染物（如 $\text{SO}_2$、$\text{NO}_x$、$\text{O}_3$、$\text{CO}$、VOCs 等）易受微氣候流場（建築物尾流渦流、下洗現象）、表面吸附降解（壁面反應）及局部排放源（車輛廢氣、鍋爐排煙）干擾。採樣口設置必須具備「大氣代表性」、「充足通風視角」與「足夠防干擾距離」。

---

解題方法

本題為標準的公務法規工程技術題。在申論答題上，若僅平鋪直敘背誦法條容易遺漏數據，建議以系統化分類法將規範歸納為以下四大維度作答，層次分明：

1. 空間高度與代表性位置：規範離地高度與最大可能衝擊點。
2. 周邊氣流通暢度（角度要求）：區分開闊處與靠牆處之氣流流通範圍。
3. 周邊障礙與干擾源防護間距：依「固定建物／障礙物」、「樹木與屋簷」、「移動源（道路）」及「高溫點源（鍋爐焚化爐）」分別列出法定淨空距離。
4. 管線材質與傳輸動力限制：確保氣體進入監測設備前無壁面損失與過度滯留。

---

選項分析

本題為申論題型，無選項。針對法規所訂氣狀污染物採樣口設置原則之各項法定要件，深入解析其環境檢驗學理依據如下：

1. 高度介於 $3\sim 15\text{ m}$：低於 $3\text{ m}$ 易受地表塵土、行人活動及鄰近微地表干擾；高於 $15\text{ m}$ 則脫離人類呼吸帶暴露範圍，失去防護周界民眾健康之代表性。
2. 通流通暢度 $270^\circ$（或 $180^\circ$）：避免建築物背風面形成空氣停滯區或渦流循環，確保採集到的是自由流動之混合大氣。
3. 退縮距離（樹簷 $10\text{ m}$、屋簷 $20\text{ m}$、道路 $10\text{ m}$）：樹木表面會吸附氣狀污染物（如 $\text{O}_3$ 乾沉降）；屋簷邊緣有氣流剝離與紊流渦流效應；道路則直接排放高濃度機動車輛尾氣（如 $\text{CO}$、$\text{NO}_x$、非甲烷碳氫化合物），均會造成監測代表性嚴重偏差。
4. 管線傳輸時間不超過 20 秒：活性氣體（如 $\text{O}_3$、$\text{NO}_2$、$\text{SO}_2$）在長管線中易發生壁面吸附或管內均相光化反應，故限制傳輸時間以保真樣品。

---

解題技巧

1. 「階梯數字記憶法」：

• $1\text{ m}$：與支撐建築物之水平及垂直距離 $\ge 1\text{ m}$；

核心觀念

本題評量環境檢驗類科的核心實務技能——「固定污染源排氣採樣」與「環境空氣粒狀物精密稱重分析」。涉及的法規依據與檢測原理如下（本題以命題當年民國 108 年之標準檢驗方法為準；現行法主管機關已改制為環境部，方法代號亦隨技術進展適時修訂，但核心物理原理與作業規範一致）：

1. 排放管道粒狀污染物採樣（NIEA A101.75C）：

• 等速吸引原理（Isokinetic Sampling）：氣流進入採樣嘴的流速（$v_n$）必須與該測定點管道內排氣流速（$v_s$）相等。若吸引速度過快（$v_n > v_s$），大粒徑微粒因慣性無法隨流線轉向而掠過採樣嘴，導致測定值偏低；若吸引速度過慢（$v_n < v_s$），流線在採樣嘴前發散，大粒徑微粒慣性衝入採樣嘴，導致測定值偏高。
• 等速吸引率（$I$）規範： $I = \frac{v_n}{v_s} \times 100\% = \frac{V_m \times \left(T_s / T_m\right) \times \left(P_m / P_s\right)}{A_n \times \theta \times v_s \times (1 - B_{ws})} \times 100\%$ 規範合格範圍為 $90\% \le I \le 110\%$。
• 乾基標準體積換算： $V_{m(\text{std})} = V_m \times \frac{273}{273 + T_m} \times \frac{P_{\text{bar}} + \frac{\Delta H}{13.6}}{101.3}$
• 濃度公式： $C = \frac{M}{V_{m(\text{std})}}$ 其中總質量 $M$ 包含捕集濾紙增重（$\Delta W$）與採樣嘴、採樣管探管前端的丙酮洗滌蒸發殘渣重（$W_{\text{rinse}}$）。

2. 空氣中懸浮微粒（$PM_{2.5}$）手動採樣稱重（NIEA A205.11C）：

• 採用**微量重量分析法（Gravimetric Method）**定量。
• 核心控制變因為溫濕度平衡（消除 PTFE 濾膜及微粒水分吸附/脫附誤差）、靜電消除（防止靜電荷干擾微量天平磁場或讀數漂移）以及品管參考濾紙校正。

---

解題方法

1. 第 (一) 子題：

• 採兩段式結構作答，先述「方法概要」，再述「適用範圍」。
• 方法概要需按標準採樣列車流程拆解：測點配置 $\rightarrow$ 等速採樣 $\rightarrow$ 溫控捕集 $\rightarrow$ 冷凝除水 $\rightarrow$ 乾式計量 $\rightarrow$ 樣品回收（濾紙＋丙酮洗液）與濃度計算。
• 適用範圍需精確說明適用的管道類型、限制條件（如流場平穩性、動壓限制、水分干擾排除）。

2. 第 (二) 子題：

• 將稱重注意事項依時序與管制要素歸納為六大維度：濾紙規格與外觀檢驗、天平精度與校正、稱重室溫濕度管制、前處理平衡時間、靜電消除、品管控制機制（參考濾紙與重複稱重）。條列必須附帶具體數值指標（如溫度、濕度、天平感量）。

---

選項分析

本題為申論試題，無選擇題選項可供分析。評分核心在於專業術語是否精準、操作流程是否完整，以及標準方法規範的各項法定數值（如等速吸引百分比、溫濕度控制範圍、平衡時限）是否精確寫出。

---

解題技巧

1. 防止漏失質量成分：排放管道粒狀污染物採樣中，考生最常遺漏「採樣管探針前端與採樣嘴的丙酮洗液蒸發殘留重」。若只寫「稱量濾紙前後重量差」，會被扣除採樣回收不完全的分數。
2. 數字記憶口訣：

• 煙道加熱：濾紙夾保溫箱 $120 \pm 14 ^\circ\text{C}$（高於酸露點防凝結）。
• 等速吸引率：$90\% \sim 110\%$。
• $PM_{2.5}$ 稱重室環境：溫度 $20 \sim 23 ^\circ\text{C}$（變動 $\le \pm 2.0 ^\circ\text{C}$）、相對濕度 $30 \sim 40\%$（變動 $\le \pm 5\%$）、平衡時間 $\ge 24$ 小時、天平感量 $1\ \mu\text{g}$。

3. 避開常見混淆：

• 切勿將總懸浮微粒（TSP）使用的高溫烘箱乾燥或矽膠防潮箱乾燥程序，套用到 $PM_{2.5}$ 的聚四氟乙烯（PTFE）濾膜；$PM_{2.5}$ 濾膜禁止高溫烘乾，必須在恆溫恆濕室中調濕平衡。

---

【答案】

(一) 排放管道中粒狀污染物採樣及其濃度之測定方法（NIEA A101.75C）概要及適用範圍

1. 方法概要：

• 採樣原理（等速吸引）：依據排放管道直徑與流動特徵選定代表性測定點位。採樣時，採樣嘴正對氣流方向，隨時依據皮托管所測得之動壓與管道氣體條件調整吸引泵之抽氣量，使採樣嘴之吸引流速與該點排氣流速相同，達成等速吸引。全程採樣之等速吸引百分比（$I$）必須維持在 $90\% \sim 110\%$ 之間。
• 採樣系統組件與流程：

核心觀念

本題評量考生對我國噪音管制法規架構及標準檢驗方法之熟悉度，核心範疇包含兩大主軸：

1. 噪音管制標準之時段劃分哲學： 環境噪音對人體的干擾程度與生活作息高度相關（如睡眠、休憩與工作）。我國《噪音管制標準》將一天的 24 小時依生活作息與敏感度劃分不同時段，並賦予差異化的容許管制標準值（如夜間標準最為嚴格）。本題以命題當年（民國 108 年）法規為準，考驗考生對於法規時段分類與歷史演進脈絡的掌握。現行法已修正部分低頻規範，但時段架構與管制原理仍維持一致。
2. 標準檢驗方法之硬體設備規格（NIEA P201.96C）： 噪音檢驗屬於物理性公害檢測，量測結果之法定效力取決於儀器精密度與校正追溯性。依據行政院環境保護署（現改制為環境部）公告之《環境噪音測量方法》（NIEA P201.96C），測定系統並非單指噪音計本體，而是包含聲電轉換、聲學校正、環境干擾防護（風速、風切）及支撐固定等整套量測設備鏈。其規範基準主要依循中華民國國家標準（CNS）及國際電工委員會（IEC）標準規格。

---

解題方法

1. 第 (一) 小題切入點：

• 考題明確要求列出「4 個時段區分」。在台灣環境法規體系與公職考試歷年命題慣例中，工廠噪音傳統標準定義之 4 個時段為：晨間、日間、晚間、夜間，各自具有明確的起訖時間。
• 答題時，應先肯定列出此 4 個時段之法定區間；隨後進一步補充命題當年（民國 108 年）《噪音管制標準》第 3 條將時段整併為「日間、晚間、夜間」三時段，但實務上因第一、二類管制區與第三、四類管制區在早晨（06:00 與 07:00）及深夜（22:00 與 23:00）的劃分差異，實質上亦形成 4 個不同管制邊界的時段特徵。雙軌陳述能確保涵蓋命題委員的參考答案，避免失分。

2. 第 (二) 小題切入點：

• 依據 NIEA P201.96C 第四節「儀器與設備」，將量測系統依功能性做結構化分類展開：
• 主測量設備：噪音計（含麥克風，標明等級規範 CNS 7129 / IEC 61672-1 Class 1、動態特性 Fast/Slow、A 加權與低頻分析功能）。
• 校正系統：聲音校正器（標明等級 CNS 13331 / IEC 60942 Class 1、校正頻率與音壓）。
• 防風與環境監控：防風罩、風速計（風速限制 $5\text{ m/s}$）。
• 支撐與周邊設備：腳架（高度 $1.2\text{ m} \sim 1.5\text{ m}$）、溫濕度計、數據記錄器。
• 條理分明、規格數據齊全，即為高分關鍵。

---

重要法規與觀念辨析

為求概念精確，應試時須清楚釐清以下關鍵法規定義與技術指標：

1. 「4 個時段」之法理演進與界定：

• 傳統 4 時段制：早期法規將一日區分為晨間（05:00～07:00）、日間（07:00～20:00）、晚間（20:00～23:00）、夜間（23:00～翌日 05:00）。
• 民國 108 年適用法規：《噪音管制標準》第 3 條雖明訂「日間、晚間、夜間」三大類別，但其細部規範為：
• 第一、二類管制區：日間（06:00～20:00）、晚間（20:00～22:00）、夜間（22:00～翌日 06:00）。
• 第三、四類管制區：日間（07:00～20:00）、晚間（20:00～23:00）、夜間（23:00～翌日 07:00）。 因不同管制區之銜接點不同，答題時將兩者之關係釐清，可展現專業深度。

2. 儀器等級之要求（Class 1 vs. Class 2）：

• 法定環境檢驗測定機構執行公害測定時，必須採用 型式 1（Type 1 / Class 1） 噪音計與聲音校正器，以確保公信力與低公差；型式 2（Type 2 / Class 2）僅供一般簡易篩檢或參考使用。

3. 加權與動態響應特性：

• 法定工廠環境噪音評定指標以 A 加權音壓位準（$\text{dB(A)}$）為主，動態特性依噪音源變動性質設定為「快（Fast）」或「慢（Slow）」。低頻噪音檢測時，儀器則須具備 $20\text{ Hz} \sim 200\text{ Hz}$ 之 1/3 八音度頻帶（1/3 Octave Band）分析功能。

---

解題技巧與應試陷阱

1. 防風罩與風速計為「法定必要設備」： 許多考生常誤以為噪音測定只需攜帶「噪音計」，遺漏了防風罩與風速計。

核心觀念

1. 空氣品質指標（AQI）之健康效應：考查空氣品質指標（Air Quality Index, AQI）整合各項空氣污染物（$\text{O}_3$、$\text{PM}_{2.5}$、$\text{PM}_{10}$、$\text{CO}$、$\text{SO}_2$、$\text{NO}_2$）副指標後，依數值大小所界定之 6 級健康風險分級、顏色警示以及對「一般族群」與「敏感族群」之健康影響差異。
2. 移動污染源空氣污染物排放標準第 5 條：考查《移動污染源空氣污染物排放標準》第 5 條對「柴油及替代清潔燃料引擎汽車」所規範之法規列管檢驗項目（以命題當年民國 108 年法規為準）。重點在於能完整寫出一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、粒狀污染物質量與數量、黑煙／不透光率及氨等檢驗項目。

---

解題方法

1. 第 (一) 子題：採用「指標級距—分級色彩—敏感族群與一般族群之健康反應」三構面進行表格或層級化鋪陳，由低濃度至高濃度循序展開，展現標準化公衛與環保應答架構。
2. 第 (二) 子題：依據民國 108 年公布施行之《移動污染源空氣污染物排放標準》第 5 條本文與附表規定，將法規明定之污染物檢驗項目逐項列出，並標註中英文名稱／化學符號及管制意涵（包含第六期標準新增之管制指標）。

---

選項分析 本題為申論題（非選擇題），無個別選項可供分析。應試時應避免僅列舉零散名詞，必須依據主管機關公告之定義及法條條文完整寫出規範之全名、級距及健康衝擊。

---

解題技巧

1. AQI 數值與色彩口訣：

• 級距以 50 為階梯推進：$0 \sim 50$（綠色，良好）、$51 \sim 100$（黃色，普通）、$101 \sim 150$（橘色，對敏感族群不健康）、$151 \sim 200$（紅色，對所有族群不健康）、$201 \sim 300$（紫色，非常不健康）、$301 \sim 500$（褐紅色，危害）。
• 記憶關鍵門檻：破 100 橘色「敏感族群有感」、破 150 紅色「全民有感」、破 200 紫色「健康警報」、破 300 褐紅「健康危害緊急狀態」。

2. 柴油車管制項目記憶邏輯：

• 柴油引擎為「高溫壓燃、非均質燃燒」，傳統重點在於高溫產生的 $\text{NO}_x$ 與缺氧不完全燃燒產生的碳煙（$\text{PM}$、黑煙／不透光率）。
• 基礎氣狀不完全燃燒物：$\text{CO}$ 與 $\text{HC}$（或 $\text{NMHC}$）。
• 歐盟六期接軌項目（民國 108 年導入）：針對奈米級微粒之「粒狀污染物數量（$\text{PN}$）」與選擇性觸媒還原系統（SCR）尿素逃逸之「氨（$\text{NH}_3$）」。

---

【答案】

(一) 空氣品質指標值（AQI）對健康的影響

空氣品質指標（AQI）依據污染物對人體健康之影響程度，劃分為 6 個等級：

1. 良好（綠色，AQI $0 \sim 50$）：

• 健康影響：空氣品質令人滿意，空氣污染幾無危險性，對人體健康無不良危害，全體民眾均可正常從事戶外活動。

2. 普通（黃色，AQI $51 \sim 100$）：

• 健康影響：空氣品質可接受，對一般大眾無明顯健康危害；

核心觀念

本題涵蓋「空氣中揮發性有機物檢驗」與「環境物理性公害（噪音）測定」兩大主軸，均為環境檢驗類科必考之標準作業程序（SOP）：

1. 吸附管採樣與前處理技術（NIEA A751.10B）： 二氯甲醚（BCME）與硫酸乙酯（DES）等高危害性揮發性有機化合物（VOCs），在微量採樣時極易受吸附劑背景雜質干擾或發生穿透損失。核心在於：

• 調適（Conditioning）：藉由高溫烘烤與高純度惰性氣體吹掃除淨吸附劑孔隙中的殘留有機物，確保背景基線平穩。
• 品質管制（QC）：以多重空白試驗（調適空白、現場空白、運送空白）、串聯管穿透試驗（Breakthrough test）及內標準品／替代標準品回收率，確認吸附與脫附過程無污染且採樣容量未過載。
• 法規依據：以命題當年（民國 108 年）行政院環境保護署（現環境部）公告之「空氣中二氯甲醚及硫酸乙酯等揮發性有機物檢測方法－吸附管採樣／氣相層析質譜儀法（NIEA A751.10B）」為準。（現行法規相關檢測指引已依環境部最新公告規範滾動更新）。

2. 航空噪音非固定式連續監測技術（NIEA P207.91C）： 非固定式（流動型）航空噪音監測站使用自動觸發機制（Event Triggering）擷取航機飛越事件。若未在現地測定「環境背景音量」，將無法合理設定「事件觸發門檻音量（Threshold Level）」，導致交通或環境雜音誤觸發，或航機噪音因門檻過高而漏測。

• 法規依據：以命題當年（民國 108 年）公告之「環境中航空噪音測量方法（NIEA P207.91C）」為準。（現行環境部已就航空噪音監測作業發布後續修訂版次）。

---

解題方法

1. 第 (一) 子題： 切入點分為「調適程序」與「品質管制規範」兩大結構：

• 調適部分：條列載氣純度、流速、加熱溫度、加熱時間、冷卻密封及保存時效。
• 品管部分：涵蓋每批調適空白管抽驗比率與允收標準（MDL）、現場空白、運送空白、雙管串聯之後段管穿透百分比管制（$< 5\% \sim 10\%$ 或 $<$ MDL），以及內標準品添加查核。

2. 第 (二) 子題： 依據 SOP 時間軸，以邏輯步驟依序陳述：

• 「測點選定與架設」 $\rightarrow$ 「儀器校正與設定」 $\rightarrow$ 「氣象條件查核」 $\rightarrow$ 「避開航機事件進行背景音量連續量測」 $\rightarrow$ 「設定觸發門檻（Threshold Level）與持續時間」 $\rightarrow$ 「後校正與紀錄存檔」。

---

選項分析

本題為非選擇題（申論／簡答題），無選項分析。各小題之完整標準解題推導詳見【答案】。

---

解題技巧

1. 吸附管調適記憶口訣：「高溫、惰氣、長時、冷封」。調適溫度通常略高於脫附溫度但低於吸附劑熱裂解極限（如 Tenax-TA 約 $300 \sim 320^\circ\text{C}$），載氣純度必寫 $99.999\%$（5N）。
2. 品管五大支柱不可漏：調適空白（抽驗 $\ge 10\%$）、現場空白（至少 1 支或 $10\%$）、運送空白、穿透檢驗（後段/前段 $< 5\% \sim 10\%$）、替代標準品（Surrogate）回收率。
3. 噪音背景監測之關鍵數字與條件：

• 麥克風架設高 $1.2 \sim 1.5\text{ m}$，離反射面 $\ge 3.5\text{ m}$。
• 儀器校正差值容許範圍為 $\pm 0.5\text{ dB}$ 以內。
• 限制氣象條件：風速 $> 5\text{ m/s}$ 或下雨時嚴禁測量。
• 觸發門檻設定原則：通常設定為高於現地背景音量至少 $10\text{ dB(A)}$（即 $L_{\text{bg}} + 10\text{ dB(A)}$）。

---

【答案】

(一) 依據 NIEA A751.10B 吸附管之調適及品質管制

1. 吸附管調適（Conditioning）程序

• 設備與載氣條件：將吸附管置於專用調適器或熱脫附儀之調適流路中，通入高純度惰性氣體（高純氦氣或高純氮氣，純度 $\ge 99.999\%$），載氣流速設定約 $50 \sim 100\text{ mL/min}$。
• 加熱烘烤條件：加熱溫度設定於高於分析時之熱脫附溫度，但不得超過吸附劑最高耐受溫度（如 Tenax 吸附劑通常設定為 $300^\circ\text{C} \sim 320^\circ\text{C}$），連續通氣烘烤加熱至少 2 至 4 小時，以徹底排除殘留之揮發性有機物。
• 冷卻與密封：調適完成後，維持通氣保護狀態下冷卻至室溫。取出後立即以附有鐵氟龍（PTFE）內襯之金屬螺帽（如 Swagelok 密封蓋）將吸附管兩端旋緊氣密。
• 保存與時效：將密封吸附管存放於無有機溶劑污染之專用密閉容器（如玻璃乾燥皿或不鏽鋼儲存筒），並置於潔淨陰涼處或冷藏櫃（約 $4 \pm 2^\circ\text{C}$）。調適後吸附管應在規定效期內（通常為 14 至 30 天內）使用完畢，逾期未用需重新調適。