108 國軍退除役轉任公務人員三等 衛生行政 食品與環境衛生學 考古題詳解
第 一 題20 分
請由食品安全或環境衛生的觀點,試述下列名詞之意涵:
(一)Biotransformation
(二)Persistent organic pollutants
(三)GMO
(四)Microplastics
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核心觀念
本題考查食品與環境中的四類重要概念:外來物質在生物體內的代謝轉化、難以分解且會累積的環境污染物、基因工程改造生物,以及塑膠微粒的來源與暴露風險。作答時宜先下定義,再補充主要特性及其與食品安全或環境衛生的關聯。
解題方法與名詞說明
(一)Biotransformation(生物轉化)
生物轉化是生物體藉由酵素或其他生化作用,將進入體內的化學物質轉變為其他化學型態的過程。常見於藥物、農藥、食品污染物及其他外來物質的代謝,主要發生在肝臟,也可在腸道、腎臟等組織進行。
一般可分為:
- 第一相反應:氧化、還原、水解等反應,常由細胞色素 P450 酵素系統參與,使分子引入或露出可反應的官能基。
- 第二相反應:與葡萄醣醛酸、硫酸、麩胱甘肽等內源性物質結合,通常增加水溶性,利於經尿液或膽汁排出。
- 第三相轉運:代謝物經轉運蛋白移出細胞,進入排泄途徑。
生物轉化常有助於解毒與排除,但不一定使毒性降低;某些物質經代謝後會形成更具反應性或毒性的代謝物,稱為代謝活化。因此,評估化學物質危害時,應同時考量原物質與其代謝產物。
(二)Persistent organic pollutants(持久性有機污染物,POPs)
POPs 是一類具有持久性、可在生物體內累積,並可能造成健康或生態危害的有機化學物質。部分 POPs 會經大氣或水體進行長距離傳輸,因此污染可跨越國界,並在遠離排放源的地區被發現。
其典型特性包括:
- 持久性:不易在環境中分解,能長期存在於土壤、水體及沉積物。
- 生物累積性:可進入生物體並累積於脂肪等組織。
- 生物放大作用:在食物鏈較高階的生物體內濃度可能上升。
- 潛在毒性與長距離傳輸性:可能影響人體健康、野生動物及生態系統。
代表物質包括戴奧辛、多氯聯苯(PCBs)、滴滴涕(DDT)及部分有機氯農藥。食品安全上,脂溶性 POPs 可能經受污染的魚類、肉類及乳品進入人體;環境管理則以減少或消除其製造、使用及排放為重點。國際管制架構以《斯德哥爾摩公約》為代表。
(三)GMO(genetically modified organism,基因改造生物)
第 二 題20 分
Norovirus 及 Clostridium botulinum 皆可造成微生物型的食物中毒,請比較此二微生物的特性、致病原因或方式、主要污染食物、中毒症狀及預防中毒的方法。
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核心觀念
本題要比較兩種不同型態的微生物性食物中毒:
- 諾羅病毒(Norovirus):病毒經口進入人體後,在腸道感染、增殖,引起急性腸胃炎;常見傳播途徑包括受污染食物與水、糞口傳播,以及病人或帶病毒者污染食物與環境。
- 肉毒桿菌(Clostridium botulinum):革蘭氏陽性、厭氧、可形成芽孢的桿菌。典型食因性肉毒中毒是吃進食品中已形成的肉毒神經毒素,屬於毒素型中毒;毒素阻斷神經肌肉接合處的乙醯膽鹼釋放,造成弛緩性麻痺。
因此,作答時應抓住核心差異:諾羅病毒是感染性腸胃炎;肉毒中毒主要是攝入預先形成的神經毒素,造成神經症狀。
解題方法
依題目要求,分別比較「微生物特性、致病原因或方式、主要污染食物、中毒症狀、預防方法」,再以相同項目對照兩者。此題不是選擇題,沒有選項分析;作答宜呈現完整比較,並避免只列症狀而漏掉致病機轉或預防措施。
比較整理
| 比較項目 | 諾羅病毒(Norovirus) | 肉毒桿菌(Clostridium botulinum) |
|---|---|---|
| 微生物特性 | 無套膜、單股正鏈 RNA 病毒,感染劑量低,傳染力強;可在人群中經糞口途徑或受污染環境傳播。 | 革蘭氏陽性、厭氧、可形成芽孢的桿菌;芽孢耐熱,菌體在適當低氧環境中生長繁殖時可產生肉毒神經毒素。 |
| 致病原因或方式 | 病毒由口進入人體,感染腸道,引起急性腸胃炎;也可由感染者的糞便、嘔吐物或受污染物體表面傳播。 | 食因性肉毒中毒通常是攝入食品中已形成的肉毒神經毒素。毒素抑制乙醯膽鹼釋放,導致神經肌肉傳導受阻,產生下行性弛緩麻痺。 |
| 主要污染食物 | 生食或未充分加熱的貝類,尤其牡蠣;受污染的蔬果、沙拉、即食食品,以及由感染者在備餐時污染的食品。 | 不當製備或保存的低酸罐頭食品,如自製蔬菜、肉類罐頭; |
第 三 題20 分
請說明水污染的可能種類?自來水廠處理飲用水可能使用的處理方式包含哪些基本步驟?這些步驟有助於清除哪些可能的污染?常見的污水或廢水處理方式為何?
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核心觀念
本題考查三個相連的水衛生觀念:水污染的分類、自來水淨水流程及其去除污染物的功能,以及污水或廢水處理方法。作答時宜先分類污染物,再依淨水流程說明各步驟的處理目的,最後整理污水處理的主要方法。
水污染可依污染物性質分為:
- 物理性污染:懸浮固體、泥砂、濁度、色度、異味,以及水溫改變等。
- 化學性污染:酸鹼值異常、營養鹽(如氮、磷)、有機污染物、農藥、清潔劑、重金屬及其他無機鹽類。
- 生物性污染:細菌、病毒、原蟲及寄生蟲等病原微生物;有機物及營養鹽過多也可能促進藻類繁殖,造成優養化。
- 放射性污染:水中含有放射性物質。
也可依污染來源補充區分為點源污染與非點源污染:前者來自可辨識的排放口,例如工廠或污水處理廠排放;後者來自分散的地表逕流,例如農地肥料、畜牧排水或都市雨水。
解題方法
一、自來水廠處理飲用水的基本步驟
傳統地表水淨水流程可依序說明如下:
| 處理步驟 | 主要作用與可去除的污染 |
|---|---|
| 攔污與取水 | 以攔污柵等設備攔截大型漂浮物、樹枝及垃圾。 |
| 混凝 | 加入混凝劑,使不易沉降的細小懸浮粒子及膠體脫穩、聚集。 |
| 膠凝 | 經攪拌使細小粒子形成較大的絮體,利於後續沉澱或過濾。 |
| 沉澱 | 去除可沉降的絮體、泥砂及部分懸浮固體,降低濁度。 |
| 過濾 | 通過砂濾等濾床,去除剩餘細小懸浮物與絮體;也可降低部分附著在粒子上的微生物。 |
| 消毒 | 常以氯消毒,滅活病原微生物,並在配水系統中維持一定消毒效果。 |
| 清水貯存與配水 | 供應處理後的飲用水;須維持水質並避免二次污染。 |
實際流程可因原水水質及設備而增加曝氣、活性碳吸附、軟化、氧化或特殊處理。曝氣可協助去除部分揮發性物質、改善異味,或氧化某些溶解性物質;活性碳可吸附部分有機物、異味及微量污染物;軟化則用於降低鈣、鎂等造成的硬度。
第 四 題15 分
行政院農業委員會推動學校午餐全面採用「四章一 Q」食材。請詳細說明「四章一 Q」各為何指?
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核心觀念
本題考查民國 108 年學校午餐推動的「四章一 Q」食材政策。其核心是鼓勵學校午餐使用具品質或生產驗證標章,或可查詢生產來源的國產食材,以提升食材品質、安全與可追溯性。
這是政策名詞題,沒有計算公式或特定法條需要援引;作答時應逐一寫出四種標章及一種追溯識別方式,並簡述其意義。
解題方法
「四章」是四種農產品標章;「一 Q」是臺灣農產品生產追溯 QR Code。逐項說明標章名稱、驗證或追溯重點,即能完整回答題目。
四章一 Q 的內容
-
CAS 優良農產品標章 「CAS」為臺灣優良農產品標章,適用於經驗證符合相關品質與衛生安全要求的國產農產品及其加工品,提供消費者品質與安全方面的識別。
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CAS 有機農產品標章 表示農產品依有機農業相關規範生產,並經驗證符合有機要求。其驗證涉及生產、資材使用、收穫處理及包裝儲存等管理,重點在有機生產方式與驗證管理。
-
吉園圃安全蔬果標章 代表蔬果生產依安全用藥及相關管理規範進行,透過生產管理及驗證降低農藥使用不當等風險。此為命題當年「四章」之一。
第 五 題25 分
請說明粒狀空氣污染物的定義與特性、化學組成、可能造成的健康影響以及主要可使用的採樣分析方法。
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核心觀念
粒狀空氣污染物是分散在空氣中的固體微粒或液滴,通常以氣膠(aerosol)形式懸浮於大氣中。常見型態包括粉塵、煙塵、燻煙、霧滴、花粉及微生物等。依形成方式可分為:
- 一次粒狀物:由污染源直接排放,例如道路揚塵、燃燒產生的煙塵、工業製程粉塵。
- 二次粒狀物:由氣態前驅物在大氣中反應或凝結形成,例如二氧化硫氧化後生成硫酸鹽、氮氧化物轉化後生成硝酸鹽。
粒狀物的重要特性包括粒徑、形狀、密度、化學組成、表面積及吸濕性。環境監測常按空氣動力學直徑區分粒徑:PM₁₀為空氣動力學直徑不大於 的粒子;PM₂.₅為不大於 的細懸浮微粒。PM₁₀中的粗粒徑部分可表示為 PM₁₀–₂.₅。
粒徑會影響粒子的停留時間、沉降及進入呼吸道的深度。粗粒子較易沉降,常來自揚塵、海鹽或植物碎屑;細粒子通常在空氣中停留較久,且常含燃燒產物或二次生成物。粒子也會受風速、濕度、溫度及大氣穩定度影響而輸送、聚集或沉降。
解題方法
本題是綜合申論題,可依「定義與特性 → 化學組成 → 健康影響 → 採樣與分析」作答。先說明粒狀物並非單一化學物質,而是不同粒徑與成分的混合物;再將粒徑和化學組成連結到健康危害及檢測方法。
粒狀物濃度常用重量法計算。若濾紙採樣前後重量差為 ,採樣空氣體積為 ,則:
其中 為粒狀物質量濃度。若 以 表示、 以 表示,則 的單位為 。實務上需先以指定粒徑切割器篩分粒子,再將粒子收集於濾紙;採樣前後應控制濾紙調理與秤重條件,並確認採樣流量及時間,以降低濕度與流量誤差。
化學組成
粒狀污染物的組成會隨來源、粒徑、季節與地點改變,常見成分如下:
- 無機離子:硫酸根、硝酸根、銨根、氯離子及鈉離子等。硫酸鹽與硝酸鹽常由氣態前驅物經大氣反應形成。
- 碳質物:有機碳(OC)及元素碳(EC,又稱黑碳)。燃燒排放常含元素碳;有機碳則可由直接排放或氣態有機物在大氣中轉化形成。
- 地殼元素與礦物粉塵:如矽、鋁、鈣、鐵、鎂等,常見於土壤、道路揚塵及營建活動。
- 金屬與有毒元素:如鉛、鎘、砷、鎳、鉻及汞等,可來自工業製程、燃燒或交通排放。
- 有機污染物:例如多環芳香烴(PAHs)及其他有毒有機化合物,可能附著於粒子表面。
- 生物性成分:花粉、孢子、細菌、真菌及動植物碎屑等。
細粒子常含硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、碳質物及部分金屬;粗粒子則較常含地殼礦物、生物碎屑與海鹽。這是常見趨勢,並非每一來源都符合固定組成。
可能造成的健康影響
粒狀物的健康危害與粒徑、暴露濃度、暴露時間及化學毒性有關。粗粒子主要沉積於鼻腔、咽喉及較大的支氣管,可能造成黏膜刺激、咳嗽及呼吸道不適;細粒子可深入細支氣管與肺泡,部分超細粒子還可能穿過肺泡屏障,造成較廣泛的生理影響。
常見健康影響包括: