民國115年 普通考試 環境檢驗 環境化學概要
第5題
某農業試驗所對一塊農地進行土壤化學性質分析。取1 公斤的乾土樣 本進行交換性陽離子萃取，測得各交換性陽離子含量如下： •鈣離子（Ca2+）：12.0 cmolc…
題目
某農業試驗所對一塊農地進行土壤化學性質分析。取1 公斤的乾土樣 本進行交換性陽離子萃取，測得各交換性陽離子含量如下： •鈣離子（Ca2+）：12.0 cmolc/kg •鎂離子（Mg2+）：3.5 cmolc/kg •鉀離子（K+）：1.0 cmolc/kg •鈉離子（Na+）：0.5 cmolc/kg •鋁離子（Al3+）：2.5 cmolc/kg •氫離子（H+）：0.5 cmolc/kg 試根據上述數據計算下列土壤化學指標： 該土壤的有效陽離子交換容量（effective cation exchange capacity, ECEC）。（5 分） 該土壤的鹽基飽和度（base saturation, BS %）。（5 分） 該土壤的交換性鈉百分率（exchangeable sodium percentage, ESP %）， 並評估該土壤是否有鹼土（sodic soil）的危害風險。（10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、ECEC 之定義與計算：有效陽離子交換容量（effective cation exchange capacity, ECEC）為土壤交換性鹽基（Ca2+、Mg2+、K+、Na+）與交換性酸（Al3+、H+）之總和，以 cmolc/kg 表示，通常以中性鹽（如 1 M NH4OAc）萃取測定。ECEC = 12.0 + 3.5 + 1.0 + 0.5 + 2.5 + 0.5 = 20.0 cmolc/kg。
- 二、鹽基飽和度：鹽基飽和度（base saturation, BS%）＝交換性鹽基總和 ÷ ECEC × 100%。鹽基總和 = 12.0 + 3.5 + 1.0 + 0.5 = 17.0 cmolc/kg，故 BS% = 17.0 ÷ 20.0 × 100% = 85%。一般 BS 大於 80% 屬鹽基飽和度高之土壤，養分供應能力較佳。
- 三、交換性鈉百分率：ESP% ＝交換性 Na+ ÷ ECEC × 100% = 0.5 ÷ 20.0 × 100% = 2.5%。此值代表鈉佔總交換位址之比例，為判斷鈉危害之核心指標，亦常與鈉吸附比（SAR）互換使用。
- 四、鹼土風險評估：依 USDA 分類，ESP 大於等於 15%（或 SAR 大於等於 13、pH 大於 8.5）者為鹼土（sodic soil）；ESP 5 至 15% 屬邊際。本土壤 ESP 僅 2.5%，遠低於門檻，無鹼土危害風險，亦不致因鈉造成土壤分散與透水性下降。惟交換性鋁 2.5 cmolc/kg 顯示部分交換位址呈酸性，實際 pH 可能偏低，與 BS 85% 並存，建議加測 pH、EC、有機質與 SAR 以完整判讀。
- 五、方法與限制：ECEC 係以實際交換性酸加總，與 pH 7 緩衝法測得之 CEC 數值不同，不可混用；萃取劑種類（NH4OAc、BaCl2、KCl）與土壤研磨程度均影響結果。另 ESP 與 SAR 之經驗換算須以區域土壤常數校正，判讀時應併同質地、排水與鹽分資料綜合評估。
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。