民國115年 高考三級 環境工程 空氣污染與噪音控制技術
第1題
氮氧化物之種類、來源與生成原因、條件、反應機制，以及不同氮氧化 物於產生源至大氣中可能發生之反應與轉化途徑有那些？（30 分）
題目
氮氧化物之種類、來源與生成原因、條件、反應機制，以及不同氮氧化 物於產生源至大氣中可能發生之反應與轉化途徑有那些？（30 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、種類與來源：氮氧化物（NOx）通常指一氧化氮（NO）與二氧化氮（NO2），另包括一氧化二氮（N2O）、三氧化二氮（N2O3）、四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）、亞硝酸（HNO2）、硝酸（HNO3）、過氧乙醯硝酸酯（PAN）及硝酸鹽氣膠。人為源以燃燒為主，如車輛、電廠、鍋爐、水泥窯、焚化爐與鋼鐵燒結；自然源包括閃電、土壤微生物與生物燃燒。燃燒排氣之初級污染物以NO為主，NO2占少數。
- 二、生成原因與條件：熱力型NOx（thermal NOx）在高溫富氧下生成，Zeldovich機制約需1,500°C以上，溫度、氧濃度與停留時間為關鍵；瞬時型（prompt NOx）由CH自由基與N2反應，於火焰前緣生成；燃料型（fuel NOx）源自煤、油、生質燃料中之有機氮，約800至1,200°C即顯著。流體化床燃燒另有N2O生成途徑。
- 三、反應機制：熱力型主要為O＋N2→NO＋N、N＋O2→NO＋O、N＋OH→NO＋H；瞬時型為CH＋N2→HCN＋N，再經HCN、CN氧化成NO；燃料型先將燃料氮揮發為HCN或NH3，再氧化為NO，部分還原為N2。低氮燃燒、分級燃燒、煙氣再循環及SCR/SNCR即據此抑制生成或還原。
- 四、大氣轉化途徑：NO迅速與O3、RO2、HO2反應生成NO2；NO2光解為NO與O，O再與O2結合生成O3，形成日間光化學循環。NO2與OH生成HNO3，或經N2O5水解成HNO3與硝酸鹽；NO3夜間與NO2生成N2O5，與有機物反應生成有機硝酸酯。HNO3可沉降或與NH3生成NH4NO3氣膠。
- 五、二次污染與控制意涵：NOx參與臭氧生成，並生成PAN、硝酸鹽氣膠與酸沉降；N2O為溫室氣體，並在平流層參與臭氧破壞。控制須兼顧NOx、揮發性有機物（VOCs）與NH3之協同，避免臭氧與PM2.5污染轉移，並以燃燒改良、低氮燃燒器、SCR/SNCR及監測達成減量。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。