108 年 國立臺北大學自然資源與環境管理研究所甲組《環境科學與工程概論》

本題主要在探討空氣污染中的移動污染源，特別聚焦於機車的使用，要求定義、污染物種類、以及減輕對策。

核心觀念： 空氣污染源分類、移動污染源特性、污染物種類（原生性與衍生性）、污染減輕策略。

詳解：

(一) 移動污染源（mobile sources）定義：
移動污染源是指在移動過程中排放空氣污染物的設施或載具，與固定污染源（如工廠煙囪）相對。其主要特徵是污染排放點會隨時間與空間移動。

(二) 臺灣地區機車使用與其空氣污染物：
臺灣機車密度極高，是主要的交通工具之一。機車燃燒汽油會產生多種空氣污染物，可分為原生性與衍生性：

1. 原生性（Primary）污染物： 指燃料燃燒後直接排放至大氣中的污染物。

   • 一氧化碳（CO）： 燃燒不完全的產物，對人體有毒，會影響血液攜氧能力。
   • 碳氫化合物（HCs）： 未完全燃燒的燃料或潤滑油，部分具致癌性，也是形成光化學煙霧的前驅物。
   • 氮氧化物（NOx）： 燃燒高溫下空氣中的氮氣與氧氣反應生成，是形成光化學煙霧和酸雨的重要前驅物。
   • 粒狀污染物（PM）： 包括懸浮微粒（SPM），可能包含碳微粒（黑碳）、灰塵、金屬等，對呼吸系統有危害。
   • 硫氧化物（SOx）： 主要來自燃料中的硫，但汽油中的硫含量相對較低，因此機車排放的 SOx 相對較少，但仍是空氣污染物之一。

2. 衍生性（Secondary）污染物： 指原生性污染物在大氣中經過化學反應後生成的污染物。

   • 臭氧（O₃）： 在陽光照射下，NOx 和 HCs 發生光化學反應生成，是光化學煙霧的主要成分，對人體呼吸道和植物有危害。

本題聚焦於水資源永續利用，探討再生水的定義、其對水資源永續利用的貢獻，以及使用時的限制。

核心觀念： 水資源永續利用、再生水（Reclaimed Water）的定義與處理、再生水對水資源管理的重要性、再生水使用的限制。

詳解：

(一) 再生水 (reclaimed water) 定義：
再生水係指將生活污水（如家庭、商業活動產生的污水）或工業廢水，經過適當的處理過程，使其水質達到一定標準，可以用於非飲用或特定飲用目的的水。其處理程度可由簡單的二級處理到複雜的消毒、過濾、逆滲透等高級處理，以符合不同用途的需求。

(二) 發展再生水促進「水資源永續利用」的理由：

1. 增加水資源總量： 再生水實際上是將原本排放掉的廢水回收再利用，這相當於增加了可利用的水資源總量，特別是在水資源短缺的地區，能有效緩解供水壓力。
2. 減少對淡水資源的依賴： 透過再生水的使用，可以減少對河川、湖泊、地下水等原生淡水資源的抽取，這些原生淡水資源的過度抽取可能導致地層下陷、生態系統破壞等問題。
3. 降低廢水排放對環境的衝擊： 將廢水處理後再利用，而非直接排放至水體，可以減少水污染，保護生態環境，特別是海洋和河流的生態。
4. 提高用水效率與彈性： 再生水可用於工業冷卻、灑水、沖廁、景觀用水、甚至特定情況下的農業灌溉，將高品質的飲用水節省下來，用於更廣泛的用途，提高整體用水效率。
5. 應對氣候變遷與極端氣候： 氣候變遷可能導致降雨模式改變，加劇旱澇不均。再生水系統可以提供一個穩定可靠的水源，增加水資源的韌性，應對未來的不確定性。

本題是關於臺灣垃圾焚化廠的營運模式、回饋機制、以及未來轉型。

核心觀念： 垃圾焚化廠營運模式、公共設施回饋機制、鄰避效應（NIMBY）的緩解、設施生命週期結束後的轉型。

詳解：

(一) 營運中 24 座垃圾焚化廠的興建與營運模式（主要有 3 類）：

臺灣早期興建的垃圾焚化廠，多採用政府獨資興建、政府營運的模式。但隨著環保意識提高與財政考量，後續的興建與營運模式趨於多元化，主要可分為以下三類：

1. 政府興建，政府營運 (BOO - Build Own Operate)：

   • 說明： 政府（中央或地方政府）負責出資興建焚化廠，並自行組建營運團隊來管理與操作。
   • 特點： 政府對設施擁有絕對控制權，但需承擔所有興建與營運成本，且易受政府預算與行政效率影響。

2. 政府興建，委託民間營運 (BOT - Build Operate Transfer)：

   • 說明： 政府出資興建焚化廠，但將營運權（操作、維護、管理）委託給民間企業，合約期滿後，營運權歸還政府。
   • 特點： 結合政府的公共利益監督與民間企業的專業營運管理能力，可提高營運效率，但政府仍需監督民間營運商的績效。

3. 民間興建，政府租賃營運 (BTO - Build Transfer Operate) / 民間興建，民間營運 (BOO - Build Own Operate) / 統包 (EPC - Engineering, Procurement, Construction) 加上營運 (O&M - Operation & Maintenance)：

   • 說明：
     • BTO： 民間企業負責興建，興建完成後所有權歸政府，政府再將營運權交給民間企業（可能由原興建者或另一家企業），或政府自行營運。
     • BOO (民間)： 民間企業自行出資興建並擁有所有權，自行營運，並與政府簽訂垃圾處理合約。
     • EPC + O&M： 較常見的是，由民間專業公司負責工程設計、採購、施工（EPC），並同時負責後續一定年限的營運維護（O&M）。這種模式常見於政府招標，由單一或多家廠商統包。
   • 特點： 引入民間資金與專業技術，可分攤政府財政壓力，提高效率。但需注意合約條款、收費標準、環境影響等政府的監督責任。
   • 註：原題敘述「主要有 3 類」，上述的 BOT、BTO、BOO (民間)、EPC+O&M 模式，在實務上常有重疊或細微差異，但核心精神是政府與民間在興建、擁有、營運階段的權責劃分。若要嚴格區分三類，可簡化為：(1) 政府全包 (BOO 政府)；(2) 政府興建、民間營運 (BOT)；(3) 民間興建、政府或民間營運 (BTO/BOO 民間/EPC+O&M)。

(二) 垃圾焚化廠的附屬回饋設施：

為減輕鄰近社區的「嫌惡 obnoxiousness」或「鄰避 NIMBY」情節，垃圾焚化廠通常會設置以下回饋設施：

本題要求探討「物理性環境污染」，區分其與化學性、生物性污染的差異，並分析其成因、類別及管理對策。

核心觀念： 環境污染的分類（物理、化學、生物）、物理性環境污染的定義與特徵、物理性污染的來源與類型、環境管理與管制策略。

詳解：

(一) 物理性環境污染（physical pollution）的定義與區隔：
物理性環境污染是指非化學物質或生物體，而是藉由物理過程或物理因子所造成的環境改變，進而對人體健康、生態系統或自然環境產生不利影響。它與化學性污染（如重金屬、有機毒物、酸鹼物質）及生物性污染（如病原菌、過敏原、外來入侵種）的區別在於其污染物的「本質」。物理性污染的「污染物」本身通常是能量（如熱、光、聲音、輻射）或具有物理性質的微粒（如塑膠微粒，但其污染機制常與化學性交互影響）。

(二) 物理性環境污染的成因與類別：

1. 熱污染 (Thermal Pollution)：

   • 成因： 主要來自工業冷卻水排放（如發電廠、鋼鐵廠）將高溫冷卻水排入河流、湖泊或海洋；或都市地區的「都市熱島效應」，建築物、柏油路面吸收和釋放大量熱能。
   • 類別/影響： 降低水體溶解氧，影響水生生物（魚類、藻類）的生存、繁殖和代謝；都市熱島效應增加空調需求，加劇能源消耗和空氣污染，對人體健康造成熱壓力。

2. 噪音污染 (Noise Pollution)：

   • 成因： 交通運輸（汽車、火車、飛機）、工業生產設備、營建工程、商業活動、社區生活（卡拉OK、大型集會）等產生的過量或不協調的聲音。
   • 類別/影響： 影響聽力、睡眠，造成壓力、焦慮、心血管疾病風險增加，干擾野生動物的溝通與行為。

3. 光污染 (Light Pollution)：

   • 成因： 過度、不當或過量的戶外照明，包括路燈、廣告招牌、建築物照明、體育場館照明等，導致天空背景亮度增加（光害）、光線外溢（溢光）和眩光。
   • 類別/影響： 影響天文觀測，干擾夜行性動物的行為（如昆蟲、鳥類、蝙蝠），影響人類的生理時鐘與睡眠品質，浪費能源。

4. 輻射污染 (Radiation Pollution)：

   • 成因：
     • 電離輻射： 核能設施（核電廠、核廢料處理）、醫療診斷（X光、CT掃描）、工業應用、自然放射性物質（如氡氣）。
     • 非電離輻射： 電磁波（來自手機、基地台、家電、高壓電線等）。