空氣污染與噪音控制技術 申論題歷屆試題與參考架構
高考三級,民國 102~115 年共 14 份試卷、65 題,其中 63 題附參考答題架構。考這一科的類科:環境工程。本頁列出歷年全部題目,參考架構只列開頭的「破題」,完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
115 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
氮氧化物之種類、來源與生成原因、條件、反應機制,以及不同氮氧化物於產生源至大氣中可能發生之反應與轉化途徑有那些?(30 分)
(30 分)
參考架構・破題
本題為燃燒化學與大氣環境化學的經典題型,核心在於清楚區分固定源燃燒產生氮氧化物(NOx)的三大生成機制,並完整剖析排放至大氣後由均相氣相、夜間非均相至次生微粒生成的完整轉化歷程。
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- 2
何謂最佳可行控制技術?請說明半導體/電子業、石化業、焚化廠、鋼鐵業之污染物最佳可行控制技術,及其所需符合條件。(30 分)
(30 分)
參考架構・破題
最佳可行控制技術(BACT)為空氣污染防制法制中抑制固定污染源排放之核心規範。作答應先精準定義BACT與評定準則,再分門別類針對半導體、石化、焚化及鋼鐵業之製程特徵污染物列舉代表性BACT及運轉要求。
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- 3
為達 2050 淨零碳排目標,請詳述固定污染源可採行之負碳或減碳技術種類及其優缺點。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
呼應2050淨零排放路徑,固定污染源減排策略已由傳統能效提升進展至深層減碳與負碳技術。本題應清楚區分「減碳技術」與「負碳技術」之本質差異,並就技術原理、可行性及瓶頸進行優缺點比較。
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- 4
某營建工地於第二類噪音管制區施工,施工期間有下列三種機具同時運轉:機具 距離工地邊界 5 公尺處之噪音音壓級挖土機 80 dB(A)打樁機 95 dB(A)空壓機 90 dB(A)已知各機具噪音源彼此獨立,可視為點音源,工地邊界距離最近住宅為50 公尺,聲音傳播符合自由音場球面擴散,第二類噪音管制區日間工廠(場)噪音管制標準為 57 dB(A)。試求:
(一)工地邊界 5 公尺處三台機具同時運轉之總噪音量?(7 分)
(二)住宅區(50 公尺處)所受噪音量?是否符合噪音管制標準?(7 分)
(三)若於打樁機周圍設置隔音設施,使其噪音降低 15 dB(A),則住宅區噪音量變為多少?是否符合標準?(6 分)
(20 分)
114 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
某道路旁立有一移動源聲音照相系統,進行機動車輛超過道路音量標準的偵測照相舉發。
(一)當有一機車距離 5 公尺,測到噪音音壓級(Lp)為 88 dB,請問該機車發出之噪音音功率級(Lw)為何?(10 分)
(二)請問當該機車距離噪音偵測器 10 公尺時,噪音偵測器測得之音壓級(Lp)為何?(10 分)
(三)如該道路速限低於 50 公里,請問音量標準為何?該機車是否超標?(5 分)(參考公式:LW = LI + 20 log r + 8; log 5 = 0.7; log 2 = 0.3)
(25 分)
- 2
根據《氣候變遷因應法》及相關子法規定,企業為達成 2050 年淨零碳排目標,可申請自主減量計畫以降低碳排,請說明可採行的主要減量措施及自主減量計畫的申請與管理方式。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題考核氣候變遷因應法體系下企業減碳誘因機制——「自主減量計畫」之核心內容,考生須清楚交代企業可採行之技術措施,並完整呈現從申請、審查、查驗到後續追蹤之行政管理程序。
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- 3
針對空氣污染中較難處理的異臭味問題。
(一)請說明依據空氣污染防制法施行細則定義的五種異臭味物質為何?其與固定污染源空氣污染物排放標準公告的八種異臭味物質差異是那三種?(16 分)
(二)針對石化工業區異臭味問題的可行控制方法,請從源頭控制、過程控制與末端處理進行說明。(9 分)
(25 分)
參考架構・破題
異臭味問題兼具感官陳情與化學毒理雙重特性。本題首重法規定義之精準比對,區分施行細則與排放標準列管異味物之差異;次重石化廠全廠生命週期之「源頭、過程、末端」三位一體異味防控策略。
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- 4
依據「公私場所固定污染源燃料混燒比例成分及防制設施管制標準」中規範燃燒設施的燃料如使用「固體再生燃料」亦應採用防制設施。請針對其排放之氮氧化物建議可使用之五種防制設施,並針對其原理、機制(或化學反應式)及效果等進行說明。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
固體再生燃料(SRF)來源包含塑膠、橡膠及紙類纖維,燃燒時高溫且可能夾雜有機氮成分,致使煙道排氣伴隨高濃度NOx。作答應全面涵蓋燃燒前中後技術,提出五種成熟防制設施並詳述化學機制與效能評估。
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113 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
細懸浮微粒的主要水溶性化學成分為硫酸根(SO42-)、硝酸根(NO3-)與氨根(NH4+)等,請說明硫酸根與硝酸根於大氣中氣相與液相的形成反應機制。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
細懸浮微粒(PM2.5)中次生無機氣膠佔據極高質量比例,其中硫酸根與硝酸根分別源自二氧化硫與氮氧化物之大氣化學反應。答題應分立「硫酸根」與「硝酸根」兩大主題,各自主剖析「氣相均相」與「水相/液相非均相」之化學動力機制。
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- 2
都會區環境中,臭氧主要是由氮氧化物(NOx)與揮發性有機物(VOCs)反應形成。
(一)何謂 NO 滴定反應及其影響為何?(10 分)
(二)如何決定管制那一項前驅物的方法?(15 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題探討都會區光化學煙霧核心機制與空氣品質管理決策。答題應精準闡釋NO滴定對臭氧之局部抑制與週末反常效應,並依據經驗動力學塑模(EKMA)理論與敏感度分析工具,建立判斷前驅物管制優先順序之完整科學方法。
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- 3
蓄熱式焚化爐(Regenerative Thermal Oxidizer)常用於控制揮發性有機物排放並達到節能的功能。
(一)請說明蓄熱式焚化爐的運作方式,尤其如何破壞揮發性有機物排放並達到節能效果?(15 分)
(二)對於兩槽式蓄熱式焚化爐,雖然揮發性有機物之小時平均去除效率達90%以上,但是還是有異味陳情,其原因為何?(10 分)
(25 分)
參考架構・破題
蓄熱式焚化爐(RTO)為高風量、中低濃度揮發性有機物廢氣處理之主流技術。作答應以熱力學能量回收與燃燒化學原理解構其節能破壞機制,並深入剖析兩槽式系統因切換盲區產生之瞬時逸散脈衝,說明小時平均合規卻引發異味陳情之工程癥結。
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- 4
袋式集塵器(bag filter)為普遍使用於控制粒狀物之防制設備,請說明袋式集塵器之各種作用機制並說明各機制的去除效率與粒狀物粒徑的關係;綜合所有機制作用,袋式集塵器去除粒狀物效率最低之粒徑範圍為何?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
袋式集塵器之過濾性能由多種微觀流體動力集塵機制共同支配。作答應以微觀單一纖維捕集理論出發,分別論述各機制與顆粒粒徑之函數關係,進而推導擴散與慣性兩極效應交會之「最低集塵效率粒徑區間(MPPS)」。
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112 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
試根據現有噪音管制相關法規,分別說明進行「風力發電機組」環境噪音檢測評估時,其所檢測噪音之頻率範圍、量測高度、噪音值評定基準、量測時氣象條件等項目的相關規定。(20分)
(20 分)
參考架構・破題
風力發電機組噪音兼具全頻空氣動力旋轉噪聲與長波長低頻機械嗡鳴特性。答題須依據現行噪音管制標準及環境噪音測量方法之專章規範,就量測頻率、受音高度位置、評定基準指標與天候風速限制逐項精確說明。
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- 2
試根據現有空氣污染防制相關法規之定義,說明何謂「有害空氣污染物(Hazardous air pollutants, HAPs)」,並請列舉被列入之HAPs污染物,可能因為具有那些特性而被納入。(20分)
(20 分)
參考架構・破題
有害空氣污染物(HAPs)係相對於傳統總量指標污染物(如SO2、NOx、PM)之高毒性微量空氣污染類別。本題應先援引空氣污染防制法精準界定其法律定義,再由毒理學與環境宿命觀點,有系統歸納HAPs之五大納管特性並舉出典型代表物。
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- 3
空氣污染物排放量是空污費徵收計算時所需要之基本資訊,請列舉估算「固定污染源之空氣污染物排放量」的可能方法。(20分)
(20 分)
參考架構・破題
空氣污染物排放量推估為空氣污染防制費精確徵收、污染源總量管制與空污許可管理之法定基石。作答應依推估精確度與法規採認順序,階梯式列舉五大主流估算方法,並針對各方法之計算原理、適用限制詳加比較。
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- 4
焚化程序常用來去除揮發性有機物(VOCs),請說明採用焚化技術處理含VOCs製程廢氣之主要考量因素,並請列舉當焚化處理操作不良時,其可能會衍生那些空氣污染物?(20分)
(20 分)
參考架構・破題
焚化氧化法雖為VOCs高效率破壞去除技術,但其設計操作高度受限於燃燒化學條件與安全限制。本題應前半部嚴密闡釋決定燃燒效率與安全之四大設計操作考量,後半部由熱力學不完全燃燒及副反應角度,具體列舉操作不良衍生之二次空氣污染物。
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- 5
試說明「工業用大型靜電集塵器」與「家用靜電濾網」去除粉塵粒狀污染物時,兩者在除塵機制上之相同及相異點。(20分)
(20 分)
參考架構・破題
本題考核氣膠力學與靜電集塵原理在不同尺度應用之異同。兩者皆以靜電庫侖力作為顆粒分離核心,但在荷電產生機制、電場結構、材料特性、清灰再生方式及副產物風險上展現本質性的工程差異。
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111 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
移動源污染管制之發展歷程可分成三個階段,請分別說明這三個階段之發展原因、管制對象及主要管制措施。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
移動源空氣污染管制隨著都會化擴張、光化學煙霧危機與淨零碳排浪潮,呈現由「單一管末新車防制」演進至「使用中在行車隊深耕」,再躍升為「低碳電動化與智慧空間管理」之三階段轉型歷程。
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- 2
石化燃料燃燒主要排放粒狀物、硫氧化物及氮氧化物等三種空氣污染物,對於空氣污染的控制可分為燃燒前、燃燒中、燃燒後等三個階段。試就此三種空氣污染物分別說明這三個階段控制的相對重要性,以及可行的控制方法或技術。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
石化燃料燃燒排放之粒狀物、SOx與NOx,其生成機制本質各異,因而對應之「燃燒前、燃燒中、燃燒後」三階段控制技術的相對重要性呈現高度分異。答題應針對三種污染物分別建立三階段重要性矩陣,並詳述代表性技術原理。
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- 3
某人在室外從口中釋出氣動粒徑為 50 m 之飛沫氣膠,釋出高度為 1.5 m,設飛沫氣膠密度接近水但不會蒸發。試求:此飛沫氣膠之沉降速度(m/s)?此飛沫氣膠著地前在空氣中的停留時間(s)?若室外水平風速為 2 m/s,此飛沫氣膠著地前可以傳輸之水平距離(m)?沉降速度公式:= ,η為空氣黏滯係數(1.81 × 10 / . )。(15 分)
(15 分)
參考架構・破題
本題考粒狀物在層流區(Stokes 區)的重力沉降。題目給的是「氣動粒徑」50 μm,代表以單位密度(1,000 kg/m³)球體計算,正好與「密度接近水」吻合。先用 Stokes 定律求終端沉降速度,再驗證雷諾數確認適用,接著用高度除以沉降速度得停留時間,最後乘上風速得水平傳輸距離。
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- 4
空氣品質模式可用來模擬空氣污染物從污染源排放至大氣環境後,對空氣品質的影響過程,並預測濃度的增量。試說明空氣品質模式在現行法規面的應用有那些?除法規面應用外,請說明空氣品質模式在空氣品質管理與科學議題還有那些應用?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
空氣品質模式為連結「污染源排放」與「受體環境濃度」之數理預測橋樑。本題應清晰劃分為兩大區塊:前半部梳理環評、設廠許可及管制區劃定等法規剛性應用;後半部擴展至來源貢獻解析、政策預演、跨國長程傳輸等環境科學與決策治理應用。
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- 5
許多營建工地位於住宅區附近,施工期間常因施工作業及機具使用,產生營建噪音影響周邊民眾生活品質。請說明營建工地可以採行的噪音防制設施有那些?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
營建工程常因施工作業與重型動力機具運作產生顯著噪音,因鄰近住宅敏感受體極易造成公害陳情。營建噪音防制應從「音源端抑制」、「傳播路徑阻隔」與「工區管理維護」三大工程技術面向規劃綜合防制設施,以符合法規標準並降低環境衝擊。
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110 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
臭氧近年已超越 PM2.5,成為空品不良主要指標污染物。請說明臭氧的污染特性、形成機制及控制方法。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
臭氧屬於典型的衍生性二次空氣污染物,並非由污染源直接排放,而是由揮發性有機物與氮氧化物等前驅物在強烈日照下經複雜光化學反應生成。近年因前驅物排放特性與光化反應環境變化,臭氧已成為空氣品質不良之首要指標,其控制需結合光化學敏感度分區擬定策略。
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- 2
環評中常需評估噪音增量的影響,請說明增量噪音如何計算及噪音影響等級評估流程。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
環境影響評估中評估噪音增量影響,旨在客觀量化開發行為所增添之噪音能量對受體敏感點生活環境造成的淨衝擊。噪音能階屬於對數尺標,增量計算必須遵循能量疊加原理,並透過嚴謹的評估程序研判衝擊等級與擬定減輕措施。
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- 3
請比較說明三種控制氮氧化物的方法,並計算如採用 SCR 處理,當處理900 kg/hr 排放之 NO(假設其處理效率是 90%),每天所需之氨消耗量是多少?(30 分)
(30 分)
參考架構・破題
燃燒排氣中氮氧化物之防制,主要分為前端燃燒改良技術與後端煙道氣脫硝技術。本題前半部藉由操作原理、反應溫度與脫除效率比較三種主流控制方法;後半部則透過選擇性觸媒還原反應之化學計量比與質量平衡,精確計算每日氨氣消耗量。
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- 4
濕式洗滌塔中,請說明噴灑的水滴尺寸和去除效率的關係。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
濕式洗滌塔兼具去除粒狀物與吸收酸鹼氣體功能,其去除效率取決於氣液接觸之物理捕集機制與質傳吸收程序。噴灑水滴尺寸的大小直接決定微粒撞擊目標效能、氣液比表面積及相對沉降速度,但亦伴隨氣體夾帶與能耗限制,兩者呈現緊密之工程權衡關係。
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109 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
吸附分離程序可藉由吸附劑將氣相流體中某些成分移除。
(一)請說明一般常用於工業空氣污染物的固體表面吸附法的使用時機。(10分)
(二)請舉出三種一般常用的固體吸附劑種類,並說明其製造組成特徵及適用的空氣污染物對象。(15分)
(25 分)
參考架構・破題
吸附是利用固體表面的物理力或化學鍵捕捉氣相分子,適合低濃度、大風量、具回收價值或毒性高的氣態污染物。作答先講使用時機的判斷條件,再依吸附劑逐一說明製造組成與適用對象。
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- 2
工業區某工廠因應硫氧化物排放標準的加嚴要求,擬將燃料由低硫燃料油改為較潔淨之能源。
(一)原使用之低硫燃料油硫含量為0.5 wt. %(重量比),假設其低位發熱量(LHV)為10,500 kcal/kg,燃燒時為15%過量空氣,試估算其排放氣體中SO2的濃度。(15分)
(二)如因場地因素無法架設天然氣管線,擬改使用特種低硫燃料油(低位發熱量為10,800 kcal/kg),燃燒時同為15%過量空氣,則此種特種低硫燃料油硫含量須為多少以內才能符合排放氣體中SO2濃度小於50 ppm之標準?(10分)
(25 分)
參考架構・破題
題目沒有給燃料元素組成,只給低位發熱量,應使用液體燃料由發熱量推估理論空氣量與燃燒氣體量的經驗式(Rosin 式),再以硫完全轉化為 SO2 計算濃度。
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- 3
擬針對某一連續性噪音進行測定,過程中使用兩種不同方式記錄。
(一)若測量持續20分鐘,共取得40次讀值,其中dB(A)為65者出現10次,dB(A)為70者出現20次,dB(A)為80者出現10次。試求此時段之均能音量為多少分貝(dB) 。(10分)
(二)第二種測量亦持續20分鐘,但發現60 dB(A)持續5分鐘,70 dB(A)持續15分鐘。試求此時段之均能音量。(10分)
(三)請比較及說明此兩種紀錄方式的主要差異為何。(5分)
(25 分)
- 4
某工廠針對其裝設的濾袋集塵器擬進行測試以獲得最佳操作條件。已知其濾材及濾餅的阻力係數分別為K1=5×104 N∙s/m3及K2=7×104 s-1,濾袋面積為5,000 m2,氣體流量為50 m3/s,而塵粒的濃度為0.02 kg/m3。
(一)若操作一天為8小時,此濾袋壓力降為何?(10分)
(二)若壓力降達到2,000 Pa時需進行清洗,則多久應清洗一次?(10分)
(三)此濾袋集塵器的氣布比(air to cloth ratio)為何?並說明合理範圍?(5分)
(25 分)
108 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
請說明固定污染源許可管理制度推動歷程。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
固定污染源許可制度是把排放管理從事後稽查轉為事前審查,透過設置許可與操作許可,把排放量、防制設備與操作條件寫進許可證,作為後續查核與總量管制的基礎。作答以時間軸串起制度演進,再講現況與意義。
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- 2
請就下列四項有害空氣污染物:有害 VOCs、戴奧辛、重金屬、酸性氣體,分別條列三個管制的行業別並說明。(25 分)
(25 分)
- 3
廢棄物組成如下:C=75%,H=7%,O=2%,S=2%,N=1%及其他不燃分=13%,請計算燃燒生成廢氣中 CO2、H2O 及 SO2 各為多少 Nm3/kg?其中 SO2 相當於多少 ppm?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題是燃燒計算:以 1 kg 廢棄物為基準,各可燃元素依化學計量式換算成燃燒產物體積,再求理論空氣量中的氮氣以得總廢氣量,最後算 SO2 體積分率。題目未給空氣比與含水率,須自行假設理論空氣、乾燥廢棄物。
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- 4
行政院環境保護署於民國 101 年 5 月 14 日修正空氣品質標準,增訂 PM2.5空氣品質標準,若某工廠排放的粒狀物其粒徑分布如下表所示,請問:
(一)其 MMD(mass median diameter,質量中位直徑)是多少?(10 分)
(二)如果工廠選擇袋式集塵器(fabric filter)及文式洗滌塔(venturi scrubber)來控制其排放的粒狀物,請說明這二個設備的控制原理。 (15 分)粒徑和分級質量百分比(%)μm %wt 0-2 8 2-6 26 6-10 34 10-16 18 16-24 12 >24 2
(25 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
107 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
靜電集塵器常用於火力發電廠及水泥廠的排氣微粒控制,微粒的充電機制及控制效率的理論公式為何?(10 分)微粒的去除效率何以和粒徑呈現 U 字型的曲線關係?效率最低的微粒範圍為何?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
靜電集塵器利用電暈放電使微粒帶電,再在電場中移向集塵板;集塵效率取決於微粒的漂移速度,而漂移速度又取決於帶電量,帶電機制隨粒徑而不同,因此效率對粒徑呈 U 型。
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- 2
有效的中濃度 (500 至 3000 mg-碳/m3) (volatile organic compound, VOC)揮發性有機物的控制設備之一為直接焚化法,依熱回收方式分成那兩種焚化設備?(10 分)若是VOC 的濃度低於 1000 mg-碳/m3 以下、且排氣量大時,可以利用何種廢氣濃縮設備以增加其經濟性?請說明之。(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
直接焚化法把 VOC 在高溫下氧化成 CO2 與 H2O,經濟性的關鍵在熱回收;依熱回收方式分為間壁式熱交換與蓄熱式兩種。低濃度大風量時先以吸附濃縮縮小風量、提高濃度,再送焚化以降低輔助燃料成本。
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- 3
試說明聲音壓力位準(Lp)及聲音功率位準(Lw)的關係。 (10 分)在高度為 2 km處測得一架飛機的 Lp 為 170 dB(以 10-12 W 為基準) ,求飛機下方地面最大的 Lw 為何?(10 分)(註:log2 = 0.3, log π = 0.497)
(20 分)
參考架構・破題
聲音功率位準 Lw 是聲源本身特性,聲音壓力位準 Lp 則隨距離與傳播條件而變;在自由音場中兩者以幾何發散關係聯繫,由測點 Lp 與距離即可反推 Lw。
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- 4
控制微粒排放的脈衝噴氣式(pulse-jet)濾袋屋的空氣-濾布比(A/C 比,air-to-cloth ratio)如何計算?(10 分)A/C 比對濾袋屋體積、除塵效率、濾袋壽命及粉塵餅的壓力降的影響如何?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
空氣對濾布比(A/C 比)就是單位濾布面積處理的氣體流量,等於過濾速度,是濾袋屋設計最重要的參數;脈衝噴氣式因可線上即時清灰,容許的 A/C 比遠高於振動式與逆氣流式。
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- 5
何種濕式洗滌器是唯一可以去除次微米微粒的濕式洗滌器,其原理及優缺點為何?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
文氏洗滌器(Venturi scrubber)利用喉部高速氣流把洗滌液霧化成極細液滴,憑藉氣液間的大相對速度產生慣性衝擊,是濕式洗滌器中唯一能有效去除次微米微粒者,代價是高壓力降與高耗能。
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106 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
PM2.5 的來源,依類別區分為固定源、移動源及逸散源等,請列舉說明各類別二個污染源。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
PM2.5 依排放型態分為原生性(直接排放)與衍生性(SO2、NOx、NH3、VOCs 經大氣反應生成)兩類;本題要求依固定源、移動源、逸散源分類,各舉二例並說明排放機制與成分特性。
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- 2
請繪圖說明氮氧化物加入碳氫化物之光化學反應循環。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題核心是對流層光化學煙霧的形成:NO2 光解產生 O3 的基本循環(光化學穩定態),以及碳氫化合物介入後如何打破循環、使 O3 累積。須以圖示呈現兩個循環的差異。
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- 3
某樣品之 particle 粒徑分布如下,請繪製質量常態分布曲線及累積曲線,並計算其質量中位數(Mass Media Diameter, MMD)。(20 分)粒徑(μm) 數目0-2 1000 2-4 800 4-8 600 8-10 400 10-16 200 16-28 100 >28 10
(20 分)
參考架構・破題
題目給的是「數目」分布,須先換算成「質量」分布:每顆粒子質量與粒徑三次方成正比,以各組中點粒徑 d 計算 n·d³ 作為相對質量,再求質量分率、累積分率並以內插求 MMD。
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- 4
106 年 6 月 9 日修正發布之「空氣品質嚴重惡化緊急防制辦法」,將空氣品質惡化警告等級,依污染程度區分那些類別等級(不須寫出分類標準數值)?並各列舉一項污染源管制措施。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題考 106 年修正之空氣品質嚴重惡化緊急防制辦法:修正後將空氣品質惡化分為「預警」與「嚴重惡化」兩大層次,嚴重惡化再依程度分為初級、中級、緊急等級,各等級對應遞增之管制措施。題目不要求數值,重點在等級架構與措施舉例。
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- 5
某污染防治設備之排放廢氣經檢測後,其 SO2 及 O2 之分壓分別為 0.25 mmHg 及93.2 mmHg,此廢氣排放條件為 1 atm 及 250℃,請計算:
(一) SO2 之濃度為多少 μg/Nm3(N 代表 1 atm, 0℃)?(10 分)
(二)此排放廢氣中,SO2 濃度是否符合現行排放標準 500 ppm?(10 分)排放廢氣含氧校正若燃燒過程排氣中之氧氣百分率無特別規定,則以 6%為參考基準,其校正公式如下:21 − O n C= × Cs 21 − Os C :經含氧量參考基準校正之污染物濃度,單位為 ppm 或 mg/Nm3。Cs:依測定方法測得,未經含氧量參考基準校正之污染物濃度, 單位為 ppm 或 mg/Nm3。Os:排氣中含氧百分率實測值。On:排氣中含氧百分率基準值(以空氣助燃時,以 6%含氧率為參考基準)。
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
105 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
試列出五種「溫室氣體減量及管理法」所定義之溫室氣體及其化學式。(10 分)試說明「碳匯」及「碳匯量」之意義。(10 分)
(20 分)
- 2
吸附及觸媒焚化係兩種常用以降低揮發性有機污染物(VOCs)排放之控制技術,試分別說明其原理及優缺點。(20 分)
(20 分)
- 3
煙囪有效高度為煙囪物理高度與煙流上升(plume rise)高度之和,會影響空氣污染物之擴散,試說明決定煙流上升高度之主要因素,並說明其影響。 (12 分)試就大氣擴散之角度說明如何決定煙囪之高度及直徑?(8 分)
(20 分)
參考架構・破題
有效煙囪高度 H = hs + Δh,煙流上升由動量與浮力造成;第二小題從擴散角度說明如何決定煙囪高度(避免下洗、降低地面最大濃度)與直徑(維持出口速度)。
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- 4
某工廠燃燒含硫量(重量比)為 0.5%之燃料油以產生蒸氣,已知燃料油比重為0.86 且該廠未設置任何污染防制設備,試計算該廠之 SO2 排放係數為何?請以公斤SO2/公秉燃料油表示(S=32)。(10 分)已知該廠每小時之燃油用量為 0.5 公秉,排氣流量及溫度分別為 120 m3/min 及 130℃,試計算排氣之 SO2 濃度為何?請以 ppm 表示。(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題為質量平衡計算:硫完全轉化成 SO2(S:SO2 = 32:64),先求每公秉油之 SO2 排放係數,再以每小時排放莫耳數除以排氣莫耳流率求 ppm(注意 130℃ 之溫度修正)。
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- 5
噪音之工程控制技術可概分為被動式(passive)與主動式(active)兩種,試分別說明其原理並比較其對於高中低頻率噪音的控制效果。(20 分)
(20 分)
104 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
說明「噪音管制法」與「噪音管制法施行細則」在層級上及法源上有何差別。(10 分)
(10 分)
- 2
某一工廠有五台機器,每台機器單獨開動時在工廠某一點量到之音壓級皆為 70 分貝,則五台機器同時開動時在工廠此點的音壓級為多少?(10 分)
(10 分)
- 3
說明如何以調整煙道廢氣性質(Flue Gas Conditioning)的方法來增加靜電集塵器(ESP)對粒狀空氣污染物的去除效率。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
靜電集塵器效率深受粉塵比電阻影響:比電阻過高產生反電暈、過低則粉塵易再飛揚。煙道氣調質即以注入調質劑或調整溫濕度,使比電阻落入適當範圍,以提高集塵效率。
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- 4
說明濕式石灰石排煙脫硫吸收塔(Wet Limestone FGD)可能會遇到的問題及其解決之道。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
濕式石灰石排煙脫硫以石灰石漿液吸收 SO2,生成亞硫酸鈣並氧化為石膏。本題要依「化學反應面、操作面、設備面、副產物與廢水面」分類列出常見問題,每一項都要搭配成因與對策,不能只列問題。
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- 5
若一個固定頂的油槽內裝 20%體積含量的液體苯(Benzene),在晚上最冷時的溫度 為 20℃ , 到 隔 天 下 午 最 熱 時 的 溫 度 為 40℃ , 請 計 算 此 油 槽 之 呼 吸 損 失(Breathing Loss)。其中油槽之材質為碳鋼,而碳鋼之膨脹係數為 1.17 × 10-5/℃,液體苯之膨脹係數為 1.08 × 10 -3 /℃;苯在 20℃與 40℃時之飽和蒸氣壓分別為 1.45 psia 與 3.54 psia。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
固定頂油槽的呼吸損失來自日夜溫差使氣相空間膨脹收縮、液體蒸氣壓上升,把含苯蒸氣擠出槽外。本題要以理想氣體與物質平衡計算「溫度升高時排出的苯量」,並考慮槽體與液體的熱膨脹對氣相體積的影響。
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- 6
NO 與 CFCs 對臭氧層(Stratosphere Ozone Layer)的破壞方式有何差別?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
NO 與 CFCs 都透過催化循環破壞平流層臭氧,差別在於催化物種的來源、生成途徑、作用高度、循環終止的儲存物種,以及排放源與管制方式。答題要先寫查普曼(Chapman)臭氧生成機制,再分別寫 NOx 循環與 Cl 循環,最後列表比較。
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103 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
依我國空氣污染防制法第 13 條所定之空氣品質監測站計有那幾類?試詳述之。(20 分)
(20 分)
- 2
試說明空氣品質管理(Air Quality Management,簡稱 AQM)之原理;AQM 有那些主要策略?AQM 之系統架構應包含那些單元?請分別說明之。(20 分)
(20 分)
- 3
試詳述那些燃燒控制方法可抑制氮氧化物之生成?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
燃燒產生的 NOx 以熱型(thermal)為主,另有燃料型(fuel)與瞬時型(prompt)。燃燒控制就是從「降低火焰峰值溫度、降低高溫區氧濃度、縮短高溫停留時間」三方向著手。作答先寫生成機制,再逐一說明各控制方法的原理與效果。
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- 4
現擬以一脈衝噴射袋式集塵器處理流量為 20.0 m3/sec、溫度 150℃、壓力 1 atm(101.3 kPa)之廢氣;若進入壓縮機之氣體流量是擬過濾廢氣之 0.6%(經校正至25℃、1 atm 時),已知壓縮氣體之壓力為 100 psig(792 kPa),被壓縮氣體之比熱的比值為 1.4,壓縮機之效率為 60%。試求進入壓縮機之氣體流量(m3/sec)及壓縮空氣所需之電力(kW)。(20 分)
(20 分)
- 5
試說明遮音體之設計原理;一般常用之遮音體有那幾種?遮音體設計時需滿足那些要求?(20 分)
(20 分)
102 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
何謂揮發性有機物(VOCs)?大氣中揮發性有機物的排放源有那些?大氣中揮發性有機物會產生那些危害?(20 分)
(20 分)
- 2
大氣中的氣膠可分為 Aitken nuclei mode,accumulation mode 和 coarse particles,請說明這些氣膠產生的原因方式、主要的組成和去除的機制。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
大氣氣膠粒徑分布可分為三模態(Whitby 三模態分布):Aitken 核模態、累積模態、粗粒模態。作答依模態逐一說明粒徑範圍、生成方式、主要組成、去除機制,最後列表比較。
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- 3
有一火力發電廠每天燃燒含灰分 7%(重量比)的煤 200 公噸,如果燃燒後灰分有50%變為飛灰(fly ash),而且此電廠裝有靜電集塵器,會去除廢氣中 99%的懸浮微粒,假設煙囪中廢氣流率在 1atm、150℃時為 80m3/sec,廢氣中各氣體的濃度(體積比)為:N2 (72%),CO2 (10%),H2O(12%),O2 (5.96%),SO2(0.01%),NO(0.01%),CO(0.02%)。請問:(每小題 4 分,共 20 分)
(一)此一煙囪懸浮微粒的排放率為多少 g/sec?
(二)此一煙囪未經含氧量校正的懸浮微粒的濕基(wet basis)濃度為多少 mg/Nm3?
(三)此一煙囪未經含氧量校正的懸浮微粒的乾基(dry basis)濃度為多少 mg/Nm3?
(四)乾基的含氧百分率為多少?
(五)如果含氧量標準為 6%,經含氧量校正的懸浮微粒的乾基濃度為多少 mg/Nm3?
(20 分)
參考架構・破題
本題為煙道粒狀物排放計算:先由煤量與灰分求飛灰產生量,乘上未被去除比例得排放率;再把實際流量換算成標準狀態(0℃、1 atm),分別求濕基、乾基濃度,最後做含氧量校正。
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- 4
有一乾洗工廠其廢氣排放量為 100Nm3/min,廢氣中 CCl4 的濃度為 700ppm,該工廠想用兩個活性碳吸附床處理廢氣;假設活性碳吸附床中壓力為 1atm,溫度為 50℃,活性碳的飽和吸附容量為 45%(即 0.45kg CCl4 / 1kg C),且其有效吸附容量為飽和容量的 0.3,活性碳的密度為 150kg/m3;如果吸附床每 4 小時再生一次,而且任何時間都只有一個吸附床進行吸附。請問:
(一)每個活性碳吸附床內,所需活性碳的量為多少公斤?(8 分)
(二)吸附床的氣體表面流速為 20m/min,則須多大橫斷面積?(8 分)
(三)吸附床的深度為多少?(4 分)(標準狀態為 1atm,0℃;R=0.082 L-atm/gmol-K;原子量 C=12,Cl=35.5)
(20 分)
參考架構・破題
本題為活性碳吸附床設計:先由排氣量與濃度求 CCl4 質量負荷,乘以再生週期得每床需吸附量,除以有效吸附容量得活性碳量;再用操作狀態下的實際流量求斷面積,最後由碳體積求床深。
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- 5
有一純音音源(pure tone sound source),其聲波在自由音場中以球狀均勻地向各方傳播,如果在距音源 10m 處聲音壓力位準(sound pressure level)為 74dB,假設當時氣溫為 22℃,ρc=407 kg·s−1·m−2 (ρ為空氣密度,c 為音速)。請回答下列問題:
(一)距音源 10m 處聲音強度(sound intensity)為多少?(8 分)
(二)音源的聲音功率(sound power)為多少?(4 分)
(三)距音源 20m 處聲音壓力位準為多少 dB?(8 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題考自由音場點音源的球面擴散:先由聲壓位準反推聲壓有效值,再以 I = p²/ρc 求聲音強度,乘上球面積得聲音功率,最後用距離加倍的逆平方律求 20 m 處的聲壓位準。關鍵是公式寫清楚、單位與參考值交代完整。
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其他等別的「空氣污染與噪音控制技術」
- 空氣污染與噪音控制技術(地方特考三等)(59 題)
題目來源:考選部考畢試題查詢平臺(政府資訊公開資料);參考架構為本站自撰,僅供準備方向參考,非官方標準答案。最後更新:。