114 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

114 年・公務人員升官等・薦任・環境檢驗
試題代碼 空氣污染物檢驗與噪音測定

第 一 題25 分

環境部自 110 年起推動「聲音照相」科技執法,以降低高噪音車輛對社區安寧的影響。此制度兼具「環境治理科技化」與「法制正當性」兩大特性,涉及儀器認證、背景噪音修正、公平性驗證與法律授權等多面向議題。

請說明聲音照相系統「三重認證」的內容(檢定認證、比測驗證、校正查驗),且為確保量測結果公平與準確的機制,請說明如何進行背景噪音修正與環境干擾排除。

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核心觀念

本題考查聲音照相作為機動車輛行駛噪音執法工具時,如何確保量測設備合格、系統量測可信,以及單一車輛的噪音判定能排除背景聲與環境干擾。作答應分成兩部分:先說明「三重認證」,再交代背景噪音修正與干擾排除程序。

法規與檢測方法以命題當年(民國 114 年)為準,主要依據《度量衡法》、《噪音管制法》及《機動車輛行駛噪音量測方法-影像輔助法》(NIEA P211.80B)。NIEA P211.80B 後續已有修正,解題仍依命題當年適用的方法說明。

解題方法:先認證設備,再判定個案

三重認證可依序記成「噪音計依法檢定、整套系統年度比測、執法期間定期校正及查驗」。完成設備品質確認後,再以事件音量和背景音量的差值判斷是否需修正,並檢視事件前後影像、聲音紀錄與氣象條件。

一、三重認證

  1. 檢定認證:確認噪音計符合法定計量要求 系統使用的噪音計須符合公務檢測用噪音計規格,為第 1 級噪音計,並由經濟部標準檢驗局依《度量衡法》辦理檢定。檢定合格後,仍須於有效期間內使用;一般檢定週期為每二年一次。此項確認的是噪音計本身符合公務量測的法定要求。

  2. 比測驗證:確認整套聲音照相系統量測結果可信 聲音照相系統須依環境部公告的 NIEA P211.80B,與標準量測設備進行比測,由環境部認可的噪音法規實驗室執行,並每年辦理一次。比測對象是包含感應器、量測設備與系統運作在內的整套系統;目的在確認系統量測值與標準方法的結果具有一致性。

  3. 校正查驗:確認執法期間設備維持正常 執法使用期間,噪音量測系統須定期以聲音校正器進行校正查驗;命題當年制度要求至少每三日一次。另涉及時間序列的設備須定期與國家標準時間對時,聲音照相系統每五分鐘對時一次,以確保噪音事件、影像及車牌辨識資料可以正確對應。校正查驗屬現場使用期間的品質管制,與標檢局定期檢定、年度系統比測的目的不同。

二、背景噪音修正

聲音照相系統持續記錄事件期間的量測值與背景噪音。以車輛事件最大音量 LTL_T 和背景音量 LBL_B 的差值

ΔL=LT−LB\Delta L=L_T-L_B

作為是否修正的依據:

  • ΔL>10 dB\Delta L>10\ \mathrm{dB}:事件音量明顯高於背景音量,依方法規定不需作背景音量修正。
  • 3 dB≤ΔL≤10 dB3\ \mathrm{dB}\leq\Delta L\leq10\ \mathrm{dB}:須依背景音量修正程序扣除背景聲能量的影響。
  • ΔL<3 dB\Delta L<3\ \mathrm{dB}:事件聲與背景聲過於接近,難以可靠區分車輛噪音貢獻,不宜據此認定事件音量。
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第 二 題25 分

NIEA A754.11C 採用氣相層析法(GC/FID 或 GC/MS)定量分析塗料中之揮發性有機化合物,請說明內標法定量原理及其相對感應因子(RRF)之公式及意義。

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核心觀念

本題考查氣相層析定量中的內標法及相對感應因子(RRF)。NIEA A754.11C 以待測 VOC 的尖峰面積相對於內標準品尖峰面積的比值進行定量,並用 RRF 校正待測物與內標準品對偵測器的響應差異。

內標法是在檢量線標準液及塗料試樣中,加入已知量的內標準品,再比較待測物與內標的尖峰面積比。內標可校正進樣量、樣品處理及儀器響應波動造成的影響。內標應與待測物可分離、穩定,且樣品中原本不含或含量可忽略。

解題方法與公式

方法規定,待測物 aa 的相對感應因子為:

RRFa=AsCisAisCsRRF_a=\frac{A_s C_{is}}{A_{is} C_s}

其中:

  • AsA_s:檢量線標準液中待測物的尖峰面積。
  • AisA_{is}:檢量線標準液中內標準品的尖峰面積。
  • CsC_s:檢量線標準液中待測物的量。
  • CisC_{is}:檢量線標準液中內標準品的量。

此式等於「待測物與內標的面積比」除以「待測物與內標的量比」。因此,RRF 表示待測物相對於內標的單位量響應比;它不是待測物的濃度,也不是單純的尖峰面積比。方法要求至少配製五種濃度的標準液,計算各濃度的 RRF 並取平均,作為該待測物的平均 RRF。

樣品中待測物的重量百分率依下式計算:

X(%)=AsCis×100AisRRFaMcX(\%)=\frac{A_s C_{is}\times 100}{A_{is} RRF_a M_c}

其中,AsA_s 與 AisA_{is} 分別為樣品中待測物及內標的尖峰面積;CisC_{is} 為加入樣品的內標量;McM_c 為塗料樣品重量;RRFaRRF_a 為該待測物的平均相對感應因子。

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第 三 題25 分

為防止業者以引入空氣稀釋方式降低污染物濃度,依規定,燃燒過程排氣中之氧氣百分率,如無特別規定,則以 6%6\% 氧氣為參考基準。

某工廠排放廢氣經檢測結果如下:

SO2SO_2 分壓 =0.35 mmHg=0.35\ \mathrm{mmHg}

O2O_2 分壓 =100 mmHg=100\ \mathrm{mmHg}

排氣條件:1 atm1\ \mathrm{atm}、250∘C250^\circ\mathrm{C}

試計算此排放廢氣之 SO2SO_2 濃度(需經校正)是否符合現行排放標準 300 ppm300\ \mathrm{ppm}。

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核心觀念

本題考查燃燒排氣的含氧量校正。依《固定污染源空氣污染物排放標準》第 11 條,燃燒過程排氣如無特別規定,以排氣含氧率 6%6\% 為參考基準;污染物濃度依下式校正:

C=21−On21−Os CsC=\frac{21-O_n}{21-O_s}\,C_s

其中:

  • CC:校正後污染物濃度。
  • CsC_s:實測污染物濃度。
  • OnO_n:參考含氧率,本題為 6%6\%。
  • OsO_s:實測含氧率。

本題以命題當年(民國 114 年)法規為準。題目給定的 300 ppm300\ \mathrm{ppm} 作為本題比較用排放標準。

解題方法

先用分壓除以總壓,求實測的 SO2SO_2 與 O2O_2 體積百分率;氣體混合物中,體積分率等於莫耳分率,也等於分壓與總壓之比。

總壓為 1 atm=760 mmHg1\ \mathrm{atm}=760\ \mathrm{mmHg},因此:

Cs=0.35760×106=460.5 ppmC_s=\frac{0.35}{760}\times 10^6 =460.5\ \mathrm{ppm} Os=100760×100%=13.16%O_s=\frac{100}{760}\times 100\% =13.16\%

將數值代入含氧校正式:

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第 四 題25 分

請比較空氣品質國家監測站與智慧城鄉感測點,在監測目的、數據應用、儀器原理、數據空間解析度及使用限制的差異。

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核心觀念

本題考查空氣品質監測網中「高品質、可作為正式判讀依據的國家監測站」與「高密度、即時補充環境資訊的智慧城鄉感測點」之定位差異。作答時應比較兩者的監測目的、數據用途、儀器原理、空間解析度及使用限制,並掌握兩者是互補關係:微型感測點補足國家測站的時空分布,不能直接取代國家測站。

本題不涉及特定法條或計算公式;作答重點在監測網的功能分工、量測原理與資料品質限制。

解題方法

依「為何設站、如何量測、能回答什麼問題、資料能否作正式判定」四個切入點逐項比較。國家監測站強調標準化量測、品質管理及區域空氣品質判讀;智慧城鄉感測點則以物聯網微型感測器密集布點,掌握街道或社區尺度的變化與污染熱區。

比較表

比較面向空氣品質國家監測站智慧城鄉感測點
監測目的建立全國空品監測網,掌握區域背景、一般環境、交通或工業區空氣品質,提供穩定且具公信力的長期監測資料。以大量、分散的感測點補充傳統測站空間分布,掌握街道、社區及污染源周邊的局部變化,協助發現污染熱區及變化趨勢。
數據應用用於空氣品質現況判讀、AQI資訊發布、長期趨勢分析、政策規劃與成效評估等;資料經較嚴謹的品保作業,可作為正式監測判讀的重要依據。用於即時地圖呈現、局部污染變化追蹤、污染熱區辨識、污染傳輸路徑分析及環境管理輔助。感測數據適合看相對變化與空間趨勢,不能逕視為等同國家站的標準監測值。
儀器原理使用較完整的連續自動分析儀與採樣系統,依污染物種類採用相應方法。例如,二氧化硫可用紫外螢光法,氮氧化物可用化學發光法,臭氧可用紫外光吸收法,粒狀物可用貝他射線衰減或其他連續監測方法;特定污染物亦有手動採樣方法。使用體積小、成本較低的微型感測器,藉由感測元件與電子訊號轉換取得污染物訊號,再透過網路傳輸。常見PM感測器以光學散射訊號推估粒子濃度;
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