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民國114年 離島三等 環保行政 水污染與土壤污染防治考古題
民國114年 離島三等 環保行政 水污染與土壤污染防治收錄考選部官方試題,共 6 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。
題目與答案
請回答下列問題:(每小題10 分,共20 分)
根據我國土壤及地下水污染整治法,請說明土壤污染的定義。
土壤污染評估調查及檢測作業管理辦法中規定,評估調查及採樣檢測
參考解答(AI 生成,非官方) 一、法源與定義:依《土壤及地下水污染整治法》第二條,土壤污染指土壤因物質、生物或能量之介入,致變更品質,有影響其正常用途或危害國民健康及生活環境之虞。其構成要件有三:須有物質、生物或能量之介入;須因而變更土壤原有品質;須已達影響正常用途或危害國民健康及生活環境之程度,三者兼具,始足當之。 二、與相關概念之區別:土壤污染著重「品質變更」與「風險之虞」,不以實際損害發生為必要;是否超過污染管制標準,僅為主管機關判定之客觀依據之一。土壤污染與地下水污染常相伴而生,惟兩者介質不同,其公告列管、查證、應變及整治程序各異,作答時宜分別敘明,避免混用。 三、場址環境評估法之定位:依《土壤污染評估調查及檢測作業管理辦法》,評估調查得採場址環境評估法或系統性調查法。場址環境評估法係以事業製程、原物料、廢棄物及污染潛勢為導向,建立「污染源—傳輸途徑—受體」之概念場址模式(conceptual site model, CSM),據以規劃採樣點位、深度與檢測項目,屬風險導向之調查方式。 四、五大部分工作:一般可歸納為:(一)基本資料蒐集與研判,含地籍、土地使用分區、工廠登記、製程與歷史沿革;(二)現場勘查與訪談,確認廠區配置、原料儲槽、廢水處理設施與管線走向;(三)污染潛勢區劃分及概念場址模式建立;(四)採樣檢測規劃,含點位、深度、數量、採樣方法及品質保證與品質控制(QA/QC);(五)檢測數據品保驗證、污染範圍推估與評估結論建議。 五、作業重點提醒:採樣規劃應說明採樣目的、網格或判斷性採樣之理由、品保品管樣品比例、保存與運送方式及檢測方法;檢測結果須經數據品保驗證,方能作為污染範圍判定與後續應變、整治之依據。作答時宜先寫法條定義,再寫作業辦法之五大工作,層次分明。
規劃,若採用場址環境評估法辦理土壤污染評估調查及檢測時,需包
含那五大部分工作?
請回答下列問題:(每小題10 分,共20 分)
根據水污染防治法,請說明水污染及涵容能力的定義。
事業或污水下水道系統,排放廢(污)水於劃定為總量管制之水體,
參考解答(AI 生成,非官方) 一、水污染之定義:依《水污染防治法》第二條,水污染指水因物質、生物或能量之介入,而變更品質,致影響其正常用途或危害國民健康及生活環境。其構成與土壤污染相同,均以「介入—品質變更—影響用途或危害」為三階要件,並以水體為規範客體;所謂水體,包括河川、湖泊、水庫、地下水、海洋及其他經中央主管機關指定之水體。 二、涵容能力之定義:同法第二條所稱涵容能力(assimilative capacity),指在不妨害水體正常用途情況下,水體所能涵養之污染量。其大小取決於水體流量、流速、水深、水溫、溶氧、背景水質及污染物之流布與衰減特性,通常以水質模式模擬推算,作為總量管制核配排放量之科學基礎。 三、總量管制之適用:同法第九條規定,水體因事業、污水下水道系統密集,以放流水標準管制仍未能達成該水體水質標準,或經主管機關認定需特予保護者,應依該水體之涵容能力,採廢(污)水排放總量管制方式管制。此即由「濃度管制」轉為「總量管制」,並得核配各事業及污水下水道系統之排放量,必要時得交易或削減。 四、應設置自動監測系統之情形:依同法第十八條之一規定意旨,事業或污水下水道系統排放廢(污)水於劃定為總量管制之水體者,應自行設置放流水水質水量自動監測系統(continuous emission monitoring system, CEMS),並與直轄市、縣(市)主管機關連線,即時監測放流水水量與水質;惟排放量在一定規模以下,經主管機關同意者,得免設置。 五、監測項目與法律效果:監測項目、頻率、校正維護及連線方式,依《放流水水質水量自動監測系統設置管理辦法》辦理,通常包含水量、pH、水溫、導電度及化學需氧量等。未依規定設置、連線或維護者,主管機關得處以罰鍰並通知限期改善,屆期未改善得按次處罰,使總量管制具可稽核性。
在何種情形下,應自行設置放流水水質水量自動監測系統?
請回答下列問題:(每小題10 分,共20 分)
針對廢(污)水特性指標中,請列舉四種水質特性中之物理特性。
請說明微生物生長過程的四個階段並畫出微生物生長曲線圖。
參考解答(AI 生成,非官方) 一、物理特性之意義:廢(污)水特性指標可分物理、化學及生物三類。物理特性係指不涉及化學反應即可量測之外觀與感官性質,用以初步判斷污染程度、選擇處理單元,並作為放流水標準訂定之依據,常用於現場快速篩選與操作控制。 二、四種物理特性:(一)溫度:影響溶氧飽和度、微生物活性及生化處理效率,过高或过低均不利硝化作用;(二)色度:以鉑鈷單位(Pt-Co unit)表示,常見於染整、造紙、製革廢水;(三)濁度:以濁度單位(NTU)表示,源自懸浮微粒與膠體;(四)臭味:以閾值或臭氣濃度表示,多來自腐敗有機物、硫化氫或氨。另懸浮固體(SS)、導電度亦屬常見物理指標。 三、微生物生長四階段:於批式培養下,微生物濃度對時間之變化可分四期:(一)遲滯期(lag phase),菌體適應環境、合成酵素,數量幾不增加;(二)對數生長期(log phase),基質充足,呈指數增殖,比生長速率最大;(三)穩定期(stationary phase),基質限制或代謝物累積,增殖與死亡速率相當;(四)死亡期(decline phase),基質耗盡、內呼吸作用,菌數快速下降。 四、生長曲線之繪製要領:以橫軸為時間(h)、縱軸為微生物數量或濃度(建議採對數刻度),繪出S形曲線;曲線起點平緩為遲滯期,隨後陡升為對數期,於穩定期轉為水平高原,末段下彎為死亡期。圖上應標明軸名與單位、原點、四階段分界線及名稱,並以切線斜率標示比生長速率μ。 五、繪圖提醒:考生宜採半對數座標繪製,並於圖旁加註各期特徵;若以線性刻度作圖,對數期將呈上凹急升,易與穩定期混淆。另可補充活性污泥槽連續培養時,因持續排泥與進流,系統常操作於對數期後段,以維持較高之比生長速率與處理效率。
請列舉二種現地處理技術及二種離地處理技術以整治農地重金屬污染
土壤。(10 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、現地處理技術(in-situ):(一)植物萃取法(phytoremediation):種植超累積植物如蜈蚣草(As)、印度芥菜(Cd、Zn),將重金屬富集於地上部後收割移除,適用中低濃度、大面積農地;惟需多次栽植、耗時較長,收割植體須妥為處理以免二次污染。(二)現地土壤翻轉稀釋法:以深耕機具將受污染表土與下層潔淨土壤均勻混合,使表土濃度降至食用作物農地污染管制標準以下,適用污染層淺、下層未受污染者,惟須先確認下層背景值並防止污染擴散。 二、離地處理技術(ex-situ):(一)土壤淋洗法(soil washing):挖除污染土壤,以酸液、螯合劑或有機酸淋洗,使重金屬由固相轉入液相,再經固液分離與廢水處理,適用高濃度、質地偏砂者;黏粒及有機質含量高者效率較差。(二)排客土法(土壤置換):移除污染表土後回填潔淨客土,或於其上覆蓋足夠厚度之潔淨土層,效果迅速明確,惟工程量大、成本高,且須規劃污染土之最終處置場所。 三、選用考量與限制:技術選擇應綜合污染物種類與濃度、土壤質地與pH、污染深度、作物種類、經費與工期,並以健康風險評估為基礎。農地整治須兼顧農業生產功能之恢復,避免破壞表土與造成二次污染;整治後應持續監測土壤與農作物,確認達管制標準始得恢復耕作。 四、補充技術:現地尚有電動復育(electrokinetic remediation)、現地固化/穩定化(solidification/stabilization)及現地淋洗;離地尚有熱脫附(thermal desorption,適用汞等揮發性金屬)、離地固化/穩定化及土壤淘洗分選,作答時列舉二種並簡述原理即可。
請回答下列問題:(每小題10 分,共20 分)
請說明廢(污)水活性污泥處理系統中污泥齡的定義。
請問污泥體積指數(SVI)的計算程序。
參考解答(AI 生成,非官方) 一、污泥齡之定義:污泥齡(sludge retention time, SRT;亦稱平均細胞停留時間,mean cell residence time, MCRT)指活性污泥系統中微生物之總質量,除以每日由系統排出之微生物質量,亦即微生物在系統內之平均停留時間,通常以日(d)為單位,為活性污泥法最重要之操作控制參數之一。 二、計算式:SRT=(V×X)/(Qw×Xr+Qe×Xe)。式中V為曝氣槽有效容積(m³),X為混合液懸浮固體MLSS(mg/L),Qw為廢棄污泥流量(m³/d),Xr為迴流污泥濃度(mg/L),Qe為出流水量,Xe為出流水懸浮固體(mg/L)。若出流水SS可忽略,則簡化為SRT=V×X/(Qw×Xr)。SRT過長易致污泥老化、沉降性差;過短則微生物來不及增殖,處理效率下降。 三、SVI之測定程序:取曝氣槽混合液約1,000 mL置於1,000 mL量筒中,靜置30分鐘後讀取污泥沉降體積SV30(mL/L);同時以烘乾稱重法(103~105℃)測定該混合液之MLSS(mg/L)。再依SVI=SV30×1,000/MLSS計算,單位為mL/g,代表每公克乾污泥所佔之沉降體積。 四、判定與應用:SVI約在100~150 mL/g時,污泥沉降性良好;大於150 mL/g表污泥膨化(bulking),常見於絲狀菌過度生長,易造成出流水SS升高;小於80 mL/g則可能為污泥老化或無機物累積。SVI可與SRT相互檢核,作為調整廢棄污泥量、迴流比與控制污泥齡之依據。 五、計算題作答提醒:若題目未給V、X、Qw、Xr等數值,應先列出公式與符號定義,說明忽略出流水SS之簡化假設及單位一致性(mL/L與mg/L之換算),並註明「題目資料缺漏,無法得出唯一數值」,切勿自行假設數字代入。
廢水處理中產生的污泥含有大量水分,請列舉四種可降低污泥量的程
序。(10 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、濃縮(thickening):以重力濃縮、浮除濃縮或離心濃縮提高污泥固體濃度,可將含水率由約99%降至95~97%,體積減至原三分之一以下。濃縮為消化與脫水之前處理,可縮小後續設備規模、降低操作成本,惟須注意臭味逸散及上澄液迴流增加之污染負荷。 二、消化(digestion):於厭氧或好氧條件下,利用微生物分解污泥中之揮發性固體,厭氧消化可再產甲烷回收能源,固體減量率約30~50%。消化兼具穩定污泥、降低病原菌與臭味、改善脫水性之功能;惟厭氧消化啟動慢,對溫度、pH及毒性物質敏感,須嚴格控制。 三、脫水(dewatering):以加壓過濾、帶濾式脫水、離心脫水或污泥乾燥床移除自由水與部分結合水,可將含水率降至60~80%,體積大幅縮減。脫水前通常須添加高分子混凝劑或無機調理劑改善脫水性,濾液須迴流至廢水處理系統再處理,避免污染負荷回流。 四、乾燥與焚化(thermal drying/incineration):以熱風乾燥將含水率降至10~30%,或以焚化爐高溫燃燒,體積可減至原體積之5~10%,並可回收熱能。焚化適用於有機成分高、無再利用途徑之污泥,惟須設置空氣污染防制設備並妥善處置灰渣;另堆肥化、鹼穩定、臭氧氧化及熱鹼水解等,亦具減量與穩定效果。 五、程序組合:實務上常採「濃縮—消化—脫水—乾燥或焚化」之組合流程,逐步降低污泥量與含水率;選用時應考量污泥性質、最終處置途徑、能源與藥劑成本及法規要求,並以減量、安定化、無害化與資源化為目標。