民國115年 高考三級 環境工程 廢棄物處理工程考古題
民國115年 高考三級 環境工程 廢棄物處理工程收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
在循環經濟理念下，廢棄物逐漸被視為可再利用之資源。試說明「都市
採礦」與「零廢棄」之概念，並探討我國推動「垃圾全分類零廢棄」政
策之具體作法及其對資源循環之貢獻。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、都市採礦（urban mining）之意義：係將都市中既存之廢棄產品、報廢設備、建築物與基礎設施視為「二次礦藏」，透過回收、拆解、分選與精煉，回收鐵、銅、鋁、貴金屬、塑膠及玻璃等物料。其特點為品位常高於天然礦石、無須開採破壞地表，且可縮短物料運輸距離，屬循環經濟中資源循環之核心手段，亦被視為降低初級資源依賴之策略。
- 二、零廢棄（zero waste）之意義：係依源頭減量、再使用、回收再利用、能源回收、最終處置之優先順序，使廢棄物最終處置量趨近於零之政策理念。其內涵包含生產者責任延伸（Extended Producer Responsibility, EPR）、全生命周期思維與物質流管理，強調廢棄物僅是「錯置的資源」，並要求於產品設計階段即考慮易拆解、易回收與低毒性。
- 三、我國「垃圾全分類零廢棄」政策之具體作法：（一）源頭減量：限塑政策、一次用產品減量、包裝減量與環保標章。（二）強制分類：家戶垃圾分為資源、廚餘、一般垃圾三類，清潔隊破袋稽查。（三）資源回收四合一：結合社區民眾、回收商、地方政府與回收基金。（四）垃圾費隨袋徵收。（五）廚餘分流：養豬與堆肥。（六）巨大垃圾破碎再利用。（七）焚化底渣與飛灰再利用。
- 四、對資源循環之貢獻：推動後全國資源回收率顯著提升，每人每日垃圾清運量下降，垃圾掩埋量與掩埋場需求大幅減少；廚餘堆肥與焚化底渣再利用可替代天然砂石，減少開採與運輸之環境負荷，並帶動回收處理產業與綠色就業，兼具減碳與物質循環雙重效益。
- 五、限制與精進建議：底渣與飛灰再利用仍有重金屬溶出與流向管控疑慮，複合材質塑膠去化困難，偏鄉分類成效不一。建議強化再利用產品品質標準與流向追蹤、擴大循環採購、建立再生粒料工程應用規範，並以物質流分析檢討政策成效，使零廢棄由末端分類進一步走向綠色設計與源頭減量。
衛生掩埋與封閉掩埋為我國廢棄物最終處置之重要方式，其設計目的與
工程結構各有不同，掩埋場之底部防滲設施及最終覆蓋系統為防止污染
物逸散及保護環境之重要工程措施。試說明衛生掩埋場及封閉掩埋場應
具備之功能，並以剖面圖說明其底部防滲層與頂部覆蓋層之結構配置。
（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、衛生掩埋場（sanitary landfill）應具備之功能：用以處置一般廢棄物及一般事業廢棄物，須具備（1）阻絕雨水入滲、控制滲出水產生量；（2）滲出水收集與處理；（3）掩埋氣（甲烷、二氧化碳）收集與排除，防止氣爆與異味；（4）廢棄物壓實與穩定化；（5）最終覆蓋、植生綠化與長期監測；（6）場址安定與土地利用再生。其核心在「當日覆土、分層壓實」。
- 二、封閉掩埋場（secure landfill）應具備之功能：用以處置有害事業廢棄物，強調多重屏障（multiple barrier）概念，除前述功能外，須具備（1）雙層不透水襯裡與滲漏偵測；（2）抗化學腐蝕之材料選用；（3）渗出水（含高鹽、重金屬）之收集與妥善處理；（4）長期封閉後之維護與地下水監測；（5）防止有害物質經由對流、擴散遷移。
- 三、底部防滲層剖面結構（由下而上，請依此描述繪製）：夯實基礎層（承載與整平）→ 地下水收集導排層 → 第一層不透水層（夯實黏土層，滲透係數小於十的負七次方公分每秒）→ 滲漏偵測層（碎石加穿孔管）→ 第二層不透水層（高密度聚乙烯 HDPE 膜，約二毫米）→ 不織布保護層 → 碎石導水層並埋設滲出水收集管 → 過濾層（不織布）→ 廢棄物層。圖上應標註各層厚度、坡度（約百分之一至二）與管線位置。
- 四、頂部最終覆蓋層剖面結構（由上而下）：表土與植生層 → 排水層（礫石或土工排水網）→ 不透水層（夯實黏土或 HDPE 膜）→ 排氣層（碎石並接排氣管）→ 調整層（整平層）→ 廢棄物層。圖上須標註坡向、排水溝、排氣井與監測井位置，並以箭頭表示雨水逕流與沼氣排出方向。
- 五、差異比較與設計注意事項：衛生掩埋場多採單層襯裡、成本較低；封閉掩埋場採雙層襯裡與滲漏偵測，並要求較高之長期安定性。兩者均應注意邊坡穩定、地震與沉陷、封場後三十年以上的維護監測，以及滲出水處理設施之容量設計，避免二次污染。
近年來我國積極推動循環經濟政策，鼓勵將工業副產物資源化利用。其
中，鋼鐵產業2018 年總產值高達1.26 兆，扮演經濟持續成長重要角色。
煉鋼業生產鋼鐵製品的同時，亦有大量棘手的廢棄物產生，然而，轉爐
煉鋼過程所產生之轉爐石具有取代天然砂石之潛力，已廣泛應用於道路
工程、水泥製品及環境修復等領域。目前轉爐石之再利用仍涉及工程安
全與環境風險等議題，試回答下列問題：
說明轉爐石之來源、主要化學組成及物理特性。（3 分）
說明轉爐石再利用於工程材料時可能面臨之主要問題及其形成原因。
（5 分）
列舉至少三項轉爐石資源化利用方式，並說明其應用原理與優點。（8 分）
若將轉爐石應用於環境污染控制或廢水處理，請說明其作用機制及應
注意事項。（9 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、來源、化學組成與物理特性：轉爐石（Basic Oxygen Furnace slag, BOF slag）係一貫作業煉鋼廠於轉爐吹煉鐵水成鋼時，為去除碳、矽、磷、硫而投入生石灰、石灰石、白雲石等造渣劑，與雜質結合浮於鋼液表面之副產物，經冷卻、破碎、磁選而得。主要化學組成為氧化鈣（CaO，約四至五成）、氧化鐵（FeO、Fe2O3，約二成）、二氧化矽（SiO2）、氧化鎂、氧化鋁及少量五氧化二磷；含游離石灰（free CaO）。物理特性為比重約三點二至三點四、硬度高、磨損率低、吸水率低、表面多孔且呈鹼性（pH 可達十二以上）。
- 二、再利用於工程材料之主要問題及成因：（1）體積膨脹與崩解：殘留游離石灰吸水生成氫氧化鈣，體積約膨脹近兩倍，致路面隆起、開裂，為主因；（2）重金屬溶出：鉻、釩、鋇等於鹼性環境下可能溶出超標；（3）高鹼性滲出水影響周遭水體與土壤；（4）品質變異大，冷卻方式（自然冷卻、熱澆水、蒸氣養生）不同致安定化程度不一；（5）粉塵與作業安全。故須經陳化、灑水養生或蒸氣安定化處理並檢驗合格後使用。
- 三、資源化利用方式：（1）道路工程級配與瀝青混凝土骨材：利用其高硬度、高磨損抵抗與良好級配特性，取代天然砂石作為基層、底層材料，須先完成安定化以避免膨脹；（2）水泥製品與混凝土粒料：作為控制性低強度材料（CLSM）或預拌混凝土骨材，利用其密度高、耐久性佳；（3）環境修復與酸性廢水中和：利用游離石灰之鹼度中和酸性礦坑水或酸雨土壤；（4）港灣與填地工程材料；（5）含矽酸者可作矽酸質肥料。優點為減少天然砂石開採、降低棄置量、成本低且具減碳效益。
- 四、應用於污染控制或廢水處理之作用機制：（1）酸鹼中和：氧化鈣水化生成氫氧化鈣，提升 pH 並中和酸性廢水；（2）化學沉澱：提高 pH 使銅、鋅、鉛、鎳等重金屬形成氫氧化物沉澱；（3）吸附：多孔結構與鐵氧化物表面提供吸附位址，吸附砷、磷、氟等陰離子；（4）氧化還原與共沉澱：二價鐵氧化為三價鐵並與污染物共沉澱；（5）離子交換。
- 五、應注意事項：轉爐石自身含鉻、釩，溶出風險須以毒性特性溶出程序（TCLP）評估，避免造成二次污染；鹼度釋放可能使放流水 pH 超過管制標準，須調整或中和；緩衝容量會隨反應消耗而下降，須評估使用壽命與更換；不得用於飲用水水源水質保護區或敏感地質區；施用於農地或土壤改良須符合相關標準，並建立長期監測與流向申報。
為避免有害事業廢棄物對環境及人體健康造成危害，法規要求特定廢棄
物應先進行中間處理後始得處置。請依相關法規規定，說明下列廢棄物
之處理方式。（每小題5 分，共25 分）
廢溶劑
戴奧辛廢棄物
貯存毒性化學物質或其他有害事業廢棄物之容器
含有毒重金屬之廢毒性化學物質
廢酸或廢鹼
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、廢溶劑：依「事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準」，應優先採蒸餾回收再利用，將單一或混合溶劑經蒸餾、分餾提純後回供製程使用；無法回收者採焚化處理，於設有污染防治設備之焚化爐高溫燃燒，破壞有機成分並處理酸性氣體；含鹵素者須注意戴奧辛生成與鹽酸腐蝕，焚化後殘渣再依性質固化或掩埋。
- 二、戴奧辛廢棄物：屬須特別管理之有害事業廢棄物，應採高溫焚化處理，燃燒室溫度須維持攝氏八百五十度以上（含多氯聯苯者更高），並確保氣體停留時間二秒以上、湍流混合與充足氧氣，避免不完全燃燒再合成；焚化後飛灰與底渣須經固化或穩定化處理後掩埋，並於低溫段設置活性碳噴注與袋式集塵以吸附去除。
- 三、貯存毒性化學物質或其他有害事業廢棄物之容器：應先清洗去除殘留物，清洗液併入廢液處理；容器經減容（壓縮、破碎、切割）後，視材質回收或採固化處理，再依有害事業廢棄物掩埋方式處置。作業時須注意殘氣、易燃性與毒性暴露，採密閉或通風設施並配戴防護具，避免切割時引發火災爆炸。
- 四、含有毒重金屬之廢毒性化學物質：採固化或穩定化處理，以水泥、石灰或熱塑性材料為固化基材，將重金屬離子轉為難溶性氫氧化物、硫化物或碳酸鹽並包覆於基材中，降低比表面積與滲透性；亦可採玻璃化或高溫熔融處理。處理後須以毒性特性溶出程序（TCLP）檢驗，溶出濃度低於管制標準者方得掩埋。
- 五、廢酸或廢鹼：採中和處理，以鹼劑（氫氧化鈉、石灰）或酸劑（硫酸、鹽酸）調整 pH 至放流水標準範圍，並經化學沉澱、混凝、沉澱或過濾去除重金屬與懸浮固體；含氰廢液須先鹼氯氧化，含氟廢液須加鈣沉澱。中和產生之污泥屬有害事業廢棄物者，應再固化處理，並注意放流水水質與中和槽腐蝕防護。