民國115年 高考三級 環境檢驗 環境化學與環境微生物學
第1題
某焚化廠排放之戴奧辛均勻沉降至三塊種植芋頭的農田。A、B、C 三塊 農田的土壤有機質含量分別為0.5%、2.5% 與15%。假設三塊農田接受 相同戴奧辛污染負荷…
題目
某焚化廠排放之戴奧辛均勻沉降至三塊種植芋頭的農田。A、B、C 三塊 農田的土壤有機質含量分別為0.5%、2.5% 與15%。假設三塊農田接受 相同戴奧辛污染負荷，且其他土壤性質與栽培條件相近，請預測收成芋 頭中戴奧辛濃度的高低順序，並從土壤有機質含量對疏水性有機污染物 有效性與作物吸收的影響加以說明。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、原理與定義：戴奧辛（polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans, PCDD/Fs）屬於高親脂性的疏水性有機污染物（hydrophobic organic contaminant, HOC），其 log Kow 約為6至8，進入土壤後主要以分配作用吸附於土壤有機質。土壤與水之間的分配係數為 Kd＝Koc×foc，其中 foc 為有機碳的質量分率。三塊農田承受相同的沉降負荷，戴奧辛總量相近，因此芋頭濃度差異主要取決於有機質造成的分配作用與生物有效性。
- 二、有機質對有效性之影響：有機質愈高，土壤固相的吸附容量愈大，孔隙水中自由溶解態濃度（Cfree）愈低，生物有效性（bioavailability）亦隨之下降。A 田有機質僅0.5%，吸附量最少，Cfree 最高；C 田有機質達15%，吸附最強，Cfree 最低；B 田則居中。因此三塊農田的 Cfree 高低順序為 A＞B＞C。
- 三、作物吸收途徑：芋頭為球莖作物，戴奧辛主要經根部由土壤孔隙水吸收，並可能附著於球莖表面的土壤顆粒。吸收量與 Cfree 呈正相關，而戴奧辛在植體內向地上部傳輸有限，多滯留於根部與球莖。因此預測收成芋頭中戴奧辛濃度的高低順序為 A＞B＞C。
- 四、其他機制與限制：高有機質可促進微生物降解及老化封存（aging、sequestration），降低長期的有效性；但也可能溶出溶解性有機質（dissolved organic matter, DOM），攜帶污染物移動，或使等溫吸附呈非線性（Freundlich n＜1）。此外，品種、栽培期與球莖生育階段亦會影響結果，因此上述順序屬預測而非絕對。
- 五、應用建議：風險評估與農地管制宜採生物有效性概念，以總有機碳（total organic carbon, TOC）校正土壤戴奧辛管制值，並輔以孔隙水濃度或生物指標（如蚯蚓、作物累積）判定，避免僅以總濃度過度估計風險。
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。