民國114年 地方四等 環保技術 環境化學概要
第3題
一河川某一採樣點測得之BOD 為120 mg/L，已知河川之一階生物降解反 應速率k = 0.08 1/hr，流速為0.417 m/s。（一階降解反應公式：C=…
題目
一河川某一採樣點測得之BOD 為120 mg/L，已知河川之一階生物降解反 應速率k = 0.08 1/hr，流速為0.417 m/s。（一階降解反應公式：C=C0e-kt） 試求15 km 下游處之BOD 為何？（15 分） 請說明理論計算所得之BOD 與實際狀況是否會有差異？原因為何？ （10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、水力停留時間：河段長 15 km＝15,000 m，流速 0.417 m/s，t＝L/v＝15,000 ÷ 0.417 ≒ 3.60×10⁴ s，換算 t＝3.60×10⁴ ÷ 3,600 ≒ 10.0 hr（約 9.99 hr）。此即污染物自採樣點流至下游 15 km 處所需時間，為代入一階反應之關鍵參數。
- 二、一階降解計算：C＝C₀e⁻ᵏᵗ＝120 × e^(−0.08×10.0)＝120 × e^(−0.8)＝120 × 0.4493 ≒ 53.9 mg/L。即下游 15 km 處理論 BOD 約 54 mg/L，削減率約 (120−53.9)/120 ≒ 55%。
- 三、與實際狀況之差異（一）物理作用：實際河川有延散（dispersion）、支流與地下水稀釋、蒸發、顆粒沉澱與底泥吸附，多使實測值低於理論值；反之底泥再懸浮與底泥需氧（sediment oxygen demand, SOD）會使測值偏高，故理論值僅為一維水質模式之簡化結果。
- 四、差異（二）生化與參數：BOD 僅代表可分解有機物之耗氧，未計氮氧化之 NBOD；難分解物質不參與 k；微生物有適應期（lag phase），初期降解較慢；水溫改變 k（k_T＝k₂₀θ^(T−20)，θ≒1.047）；且 BOD₅ 並非最終 BOD。實務上應以 Streeter-Phelps 模式配合現場追蹤與延散係數校正。
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。