民國115年 普通考試 環保行政 環境科學概要考古題
民國115年 普通考試 環保行政 環境科學概要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
土壤層可藉由厚度、顏色、構造及組成加以分類，請說明土壤剖面各土
壤層的分布與特性及土壤碳匯。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、土壤剖面與土壤層的定義：土壤剖面（soil profile）是指由地表向下垂直切開後所見的層狀構造，各層稱為土壤層（soil horizon），主要依厚度、顏色、構造（團粒、塊狀、柱狀、板狀、單粒）、質地與有機質含量加以區分。土壤層由上而下通常以 O、A、E、B、C、R 標示，層序、厚度與性質可反映氣候、地形、母質、生物與時間等五大成土因子。
- 二、各土壤層的分布與特性：O層（有機質層）位於地表，由枯枝落葉與半分解有機物構成；A層（表土）富含有機質與生物活性，顏色深暗、構造發達；E層（洗出層）受淋溶作用影響，鐵鋁與黏粒流失，顏色偏淡；B層（洗入層）累積黏粒、鐵鋁氧化物或碳酸鈣，構造多呈塊狀或柱狀；C層為未完全風化的母質；R層為堅硬岩盤。
- 三、分類依據與判讀應用：顏色可採 Munsell 表色法描述，構造判別排水與通氣，質地則以砂粒、坋粒、黏粒比例判定。厚度與層界形態可推估根系伸展、養分供給與沖蝕風險，並作為美國 Soil Taxonomy 或世界 WRB 等土壤分類系統及土地利用規劃的依據。
- 四、土壤碳匯的內涵：土壤是陸地最大的碳庫，包含有機碳（SOC）與無機碳（SIC）。植物行光合作用固碳，經枯落物與根系進入土壤，分解後形成腐植質而長期蓄存；O層與A層有機碳濃度最高，B層則常以碳酸鈣結核等無機碳為主。
- 五、碳匯管理與限制：可透過免耕、覆蓋作物、輪作、有機質添加與減少翻耕提升碳蓄存量；惟碳匯會趨於飽和，且受溫度、水分與微生物分解影響，一旦翻耕、侵蝕或乾旱，可能由碳匯逆轉為碳源，故須長期監測、驗證並搭配碳權制度。
畜牧業中大量使用磷肥或是含有磷的飼料，此外工業上也因製程需求而
有所使用。為避免高濃度含磷廢水破壞水體生態，環境部也對特定行業
進行階段性管制放流水中的總磷濃度。請說明磷在環境中的循環及因為
人類的發展需求對於磷的使用與排放所造成的環境威脅。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、磷的特性與循環型態：磷為生物必需元素，構成 DNA、ATP 與磷脂。環境中磷沒有氣相，主要存在於磷灰石（apatite）等岩石中，屬沉積型循環：岩石風化釋出磷酸鹽，經植物吸收、動物攝食，再由排泄與殘體分解回到土壤，部分吸附於土壤或淋溶入水體，最後沉積成岩，循環時間尺度極長。
- 二、人類的開發與使用：開採磷礦主要製成磷肥，約九成用於農業；另用於飼料添加物（如磷酸氫鈣）、清潔劑、食品添加物、阻燃劑及半導體、金屬表面處理等工業製程。整體形成「開採—使用—排放」的線性流布，與氮可由大氣固氮補充不同，磷無法憑空生成。
- 三、排放對水體的威脅：含磷廢水排入河川、湖泊與水庫，當總磷超過一定濃度（水庫優養化閾值常以 0.02 至 0.05 mg/L 為參考），即可能引發藻華與優養化（eutrophication），造成溶氧下降、魚類死亡、飲用水臭味與處理成本上升，沿海並可能形成缺氧死區。畜牧廢水、食品加工與電鍍業為主要來源。
- 四、資源耗竭與污染雙重風險：磷礦屬有限且分布集中的資源，有「峰值磷」（peak phosphorus）之憂；礦石常含鎘、鈾等雜質，長期施用將造成重金屬累積。畜牧糞便與污泥中的磷若未回收，既浪費資源又污染水體，形成資源與環境的雙重損失。
- 五、政策工具與建議：環境部依水污染防治法訂定放流水標準，對畜牧、食品、電鍍、半導體等特定行業分階段管制總磷；並可搭配糞便堆肥、鳥糞石（struvite）結晶回收、源頭減量、化學混凝與生物除磷，以及河川總量管制，推動磷的循環經濟。
「全球塑膠公約」是聯合國針對全球塑膠污染問題的國際協議，涵蓋塑
膠從生產、消費到棄置的整個生命週期，是減少塑膠源頭的重要工具。
請說明訂定全球塑膠公約的必要性及塑膠全生命週期各階段可能產生
的環境問題。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、訂定公約的必要性：塑膠污染具跨國界、累積性與持久性，河川將陸源塑膠帶入海洋，形成海洋垃圾帶與微塑膠（microplastics），再經食物鏈與空氣回流人體。既有巴塞爾公約僅規範廢棄物跨境移動，無法涵蓋塑膠的生產、設計與消費，故須訂定具法律拘束力、涵蓋全生命週期的全球性協議。
- 二、國際談判進程：2022 年聯合國環境大會通過 UNEA-5.2 第 5/14 號決議，授權談判「全球塑膠公約」（Global Plastics Treaty），並成立政府間談判委員會（INC）。談判重點包括初級塑膠生產減量、有害化學添加物管制、產品設計與回收料使用、廢棄物管理，以及資金、技術援助與公正轉型。
- 三、生產與設計階段的環境問題：塑膠以化石燃料為原料，開採與裂解煉製排放溫室氣體；聚合過程添加塑化劑、阻燃劑、PFAS 等，具毒性與內分泌干擾之虞；產品多為一次性、複合材質，難以拆解回收，形成「設計即廢棄」的資源浪費。
- 四、消費、棄置與泄漏階段：包裝與外帶餐具等短壽命產品占最大宗；洗滌合成纖維衣物釋出微纖維，輪胎與塗料磨耗產生微塑膠。未妥善處理者露天燃燒產生戴奧辛，掩埋則占用空間並滲出添加物；進入環境後經紫外線與波浪破碎為微塑膠，吸附持久性有機污染物並被生物誤食。
- 五、公約重點與我國因應：核心爭議在於初級塑膠減產、有害添加物禁用、生產者延伸責任（EPR）與全球回收率目標。我國可透過源頭減量、限塑政策、再生料添加比例、EPR 費率與綠色設計規範接軌，並強化河川與海岸的塑膠泄漏監測。
碳中和燃料（Carbon-neutral fuel）是不產生淨溫室氣體排放或碳足跡的
燃料，請說明碳中和燃料的製造過程、種類及優勢。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義與判準：碳中和燃料（carbon-neutral fuel）係指在生命週期（well-to-wheel）中，燃燒所排放的二氧化碳與原料生長或製程所捕獲的二氧化碳大致相當，淨溫室氣體排放趨近於零的燃料。其核心在「碳的循環」而非完全無碳，須以全生命週期評估（如 ISO 14067）認定。
- 二、製造過程：主要三途徑：（1）生質途徑，作物或廢棄物經發酵、酯化或氫化製成生質酒精、生質柴油、氫化植物油（HVO）；（2）電燃料（e-fuel）途徑，以再生電力電解水製綠氫，再與捕獲的二氧化碳經費托合成（Fischer-Tropsch）或甲醇合成製成合成燃料；（3）化石燃料製程結合碳捕存（CCS）者。
- 三、種類：包括生質燃料（bioethanol、biodiesel、HVO、生質甲烷）、合成燃料（e-methanol、e-kerosene、e-diesel、e-gas）以及氫與氨（綠氫、綠氨）。若依原料世代區分，第一代為糧食作物、第二代為農業與木質廢棄物、第三代為藻類。
- 四、優勢：多數可直接替代或摻配於既有引擎與輸儲設施（drop-in），無須全面汰換基礎設施；可作為航空、海運、重型運輸等難減排部門（hard-to-abate）的解方；能將再生電力轉化為化學能，利於長期儲存與跨區輸送；並可去化廢棄物、回收二氧化碳，促進循環經濟。
- 五、限制與配套：生質燃料面臨與糧爭地及間接土地利用變化（ILUC），可能抵銷減碳效益；電燃料轉換效率僅約一至兩成、成本偏高。落實關鍵在於碳源認定、綠電供應、全生命週期查驗與永續準則（如歐盟 RED III），並須搭配補貼與市場機制。