民國115年 普通考試 環境檢驗 環境化學概要
第4題
某水庫近年監測結果如下： 項目 單位 枯水期 豐水期 總磷（TP） mg /L 0.02 0.12 總氮（TN） mg /L 0.6 2.0 葉綠素a（Chl-…
題目
某水庫近年監測結果如下： 項目 單位 枯水期 豐水期 總磷（TP） mg /L 0.02 0.12 總氮（TN） mg /L 0.6 2.0 葉綠素a（Chl-a） g /L 底層溶氧（DO） mg /L 7.5 1.0 請回答下列問題： 是否有優養化現象？（5 分） 判斷主要限制因子可能為何？（5 分） 解釋DO 下降原因。（10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、優養化判定：依 OECD 及國內水庫水質標準，總磷大於 0.03 mg/L、總氮大於 0.75 mg/L、葉綠素 a 大於 10 μg/L 即屬優養。本水庫枯水期 TP 0.02、TN 0.6，屬中養偏優養；豐水期 TP 0.12、TN 2.0，分別超過門檻約 4 倍與 2.7 倍，明顯呈優養化。惟表列葉綠素 a 數值缺漏，題目資料缺漏，無法計算 Carlson 優養指數（TSI），僅能依營養鹽判定。
- 二、主要限制因子：以質量比 N/P 判斷，枯水期 0.6 ÷ 0.02 = 30，豐水期 2.0 ÷ 0.12 ≒ 17，均遠高於 Redfield 比值（原子比 16、質量比約 7.2），顯示磷相對不足，故磷為主要限制因子。豐水期比值下降，代表氮之相對供應增加，可能趨向氮磷共同限制，惟仍以磷為主要控制對象。
- 三、溶氧下降機制：豐水期表水受日照加熱、密度降低，與底層冷重水形成熱分層與躍溫層，阻斷上下水體交換與復氧。藻華形成後死亡沉降，異營細菌分解有機物大量耗氧；底泥耗氧（SOD）及還原態物質如 Fe2+、Mn2+、NH4+、H2S 之氧化亦持續消耗溶氧，使底層 DO 由 7.5 降至 1.0 mg/L。
- 四、內源性回饋與水溫效應：底層轉為厭氧後，鐵鋁結合態磷還原釋出，形成底泥內負荷（internal loading），造成「藻華—缺氧—磷釋出—再藻華」之惡性循環。此外水溫升高使氧氣溶解度下降，豐水期高溫更加劇底層缺氧，故即使外來污染削減，水質改善仍有時間落差。
- 五、建議與限制：應補測葉綠素 a、透明度、分層水溫與溶氧剖面及底泥釋磷通量，以完整評估。管理上可採集水區營養鹽削減、設置前置庫或人工濕地、深層曝氣或揚水破壞分層等措施；惟單次監測資料不足以判定長期趨勢，須以長期序列資料佐證。
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。