114 年 國立臺北大學自然資源與環境管理研究所《環境科學與工程概論》

本題主要在於釐清溫室氣體相關的定義，以及計算特定排放源的溫室氣體總排放量。

核心觀念：

1. 溫暖化潛勢 (GWP)： 指特定溫室氣體在未來一段時間內（通常是 100 年）相較於二氧化碳（$CO_2$）所造成的暖化效應比例。數值越大代表其暖化能力越強。
2. 電力排碳係數 (Electricity Carbon Emission Factor)： 指每生產或使用一單位（如 1 kWh）電力所排放的溫室氣體量，通常以 kg $CO_2e$/kWh 表示。
3. 溫室氣體盤查範疇： 依據環保署法規，事業溫室氣體排放量盤查通常分為範疇一、範疇二、範疇三。
   • 範疇一 (Scope 1)： 直接排放。指企業廠區內或控制範圍內，因燃料燃燒、製程、逸散等直接產生的溫室氣體排放。
   • 範疇二 (Scope 2)： 間接排放（電力）。指企業購買電力、蒸氣、熱或冷氣等能源所產生之溫室氣體排放。
   • 範疇三 (Scope 3)： 其他間接排放。指企業價值鏈上，非企業直接或間接擁有、控制的設施所產生的排放，例如員工通勤、產品運輸、廢棄物處理等。

題目解析：

1. 定義：

   • 溫暖化潛勢 (GWP)： 溫暖化潛勢（Global Warming Potential, GWP）是衡量一種溫室氣體相較於二氧化碳（$CO_2$）在特定時間範圍內（通常為 100 年）所造成的全球暖化潛在能力的指標。它以二氧化碳的 GWP 值為 1 為基準，表示其他溫室氣體在相同排放量下，對全球暖化的貢獻度。
   • 電力排碳係數 (Electricity Carbon Emission Factor)： 電力排碳係數（Electricity Carbon Emission Factor）是指每消耗或生產一單位電力（例如 1 kWh）所排放的溫室氣體總量，通常以公斤二氧化碳當量（kg $CO_2e$/kWh）表示。它反映了電力生產過程中使用的能源類型、發電效率以及相關的溫室氣體減排措施。

2. 事業溫室氣體排放量盤查範疇：
   依據環境部「溫室氣體排放量盤查登錄及查驗管理辦法」之規定，事業應辦理溫室氣體排放量盤查的範疇主要包括：

   • 範疇一 (Scope 1)： 廠內直接排放，包含自有燃料燃燒、製程排放及逸散排放。
   • 範疇二 (Scope 2)： 購買之電力、蒸氣、熱或冷氣所產生之排放。

   （註：雖然題目中提到了污水處理設施排放 $CH_4$，這可能屬於範疇一（若為廠內處理）或範疇三（若為委外處理），但法規上盤查重點為範疇一及範疇二。

本題主要在於理解生化需氧量 (BOD) 的定義、氧垂曲線的原理，以及運用質量平衡計算混合後的 BOD 濃度。

核心觀念：

1. 生化需氧量 (BOD)： 指在特定溫度（通常為 20°C）和特定時間（通常為 5 天，記為 $BOD_5$）下，水中好氧性微生物分解有機污染物時，所消耗的溶解氧量。BOD 值越高，代表水中可被微生物分解的有機污染物越多，水體受污染的程度越嚴重。
2. 氧垂曲線 (Oxygen Sag Curve)： 描述污染物（如 BOD）進入水體後，水中溶解氧（DO）濃度隨時間或距離的變化曲線。曲線呈現先下降後上升的趨勢。
3. 質量平衡 (Mass Balance)： 在一個系統中，物質的總量在過程中保持不變，流入量減去流出量等於系統內生成量減去消耗量。在此題中，我們關注 BOD 的質量平衡。

題目解析：

1. 生化需氧量 (BOD) 定義：
   生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand, BOD）是指在特定溫度（通常是 20°C）和特定時間（通常是 5 天，即 $BOD_5$）內，水樣中好氧性微生物為了分解有機物所消耗的溶解氧量。它是一個衡量水體中可生化有機污染物總量的重要指標，數值越高代表有機污染程度越嚴重，水體缺氧的潛在風險也越大。

2. 氧垂曲線的兩種反應：
   氧垂曲線描述了污染物進入水體後，溶解氧（DO）濃度隨時間或距離變化的過程。這個過程主要由兩種相反的反應所驅動：

   • 需氧反應 (Deoxygenation)： 微生物分解有機污染物時，會消耗水中的溶解氧。這會導致溶解氧濃度下降。此反應主要由 BOD 引起。
   • 復氧反應 (Reoxygenation)： 水體從大氣中吸收氧氣，或水生植物進行光合作用產生氧氣，這會補充溶解氧。此反應主要由水體表面的氣體交換（擴散）和水流的紊流混合所促進，其速率通常與水體中溶解氧濃度與飽和溶解氧濃度之間的差值有關。

   溶解氧的變化是這兩種反應競合的結果。剛開始，需氧反應的速率大於復氧反應，導致溶解氧下降；隨著有機物被分解，需氧速率減緩，而復氧反應持續進行，溶解氧濃度便開始回升。

3. 混合後放流口下游之 BOD 濃度計算式：
   此題可運用質量平衡原理來計算混合後的 BOD 濃度。假設沒有額外的 BOD 來源或消耗（例如，在混合點下游非常近的距離內），則混合前後的 BOD 總量應相等。

本題主要在於區分廢棄物的種類，並闡述一般廢棄物的焚化處理流程。

核心觀念：

1. 廢棄物分類： 廢棄物依其性質、來源或處理方式，可被歸類為不同類別。
2. 一般廢棄物： 指日常生活產生的廢棄物，例如家庭、辦公室、商業場所等產生的垃圾。
3. 焚化處理流程： 指將廢棄物在高溫下燃燒，以減少體積、殺滅病源，並可能回收能源的處理過程。

題目解析：

1. 廢棄物種類（一般廢棄物以外之另一種）：
   依據我國《廢棄物清理法》之定義，廢棄物主要分為兩大類：

   • 一般廢棄物 (Non-hazardous Waste)： 指日常生活或為維持日常生活必須之商業、貿易、飲食等業所產生之廢棄物，以及其他經主管機關指定之廢棄物。
   • 事業廢棄物 (Industrial Waste / Hazardous Waste)： 指農作、漁業、林業、礦業及製造、建築、醫療等業在廢棄物產生源或處理單元所產生的廢棄物。其中，若事業廢棄物具有毒性、危險性，則屬於「有害事業廢棄物」。

   因此，一般廢棄物以外的另一種廢棄物是 事業廢棄物。

2. 一般廢棄物之焚化處理流程：
   一般廢棄物焚化處理流程主要包含以下幾個階段：

   • （一）接收與貯存 (Waste Reception and Storage)：

     • 來自各產生源（如家戶、商業場所）的垃圾，透過垃圾車運送至焚化廠。
     • 垃圾車進入廠區後，將垃圾傾倒入貯坑（Waste Pit/Bunker）。貯坑通常設計有負壓通風系統，以收集產生的臭氣，並將其導入燃燒室作為二次燃燒空氣，同時避免臭氣外洩。
     • 貯坑內的垃圾會進行暫存，並由抓斗（Crane）進行混合、篩選（移除大型異物）及抓取，以確保垃圾成分的均勻性，並將其投入進料斗。

   • （二）進料與燃燒 (Feeding and Combustion)：

     • 抓斗將垃圾從貯坑投入進料斗（Feed Hopper）。
     • 垃圾透過推料器（Stoker）或類似的進料系統，被均勻地送入燃燒爐（Incinerator）。
     • 燃燒爐內維持高溫（通常在 850°C 至 1100°C 之間），進行高效率的燃燒。燃燒過程通常分為乾燥區、燃燒區和燃燒完全區，以確保有機物充分分解。
     • 燃燒過程中產生的熱能，會被用來加熱爐壁的水管，產生高溫高壓的蒸汽。

本題主要在於理解健康風險評估中的「風險特徵描述」步驟，並辨識評估的兩種主要健康風險及其判定基準值。

核心觀念：

1. 健康風險評估 (Health Risk Assessment)： 評估暴露於特定污染物或危害物質時，對人類健康可能造成的負面影響。
2. 風險特徵描述 (Risk Characterization)： 風險評估的最後一個步驟，整合前幾個步驟（危害辨識、劑量反應評估、暴露評估）的結果，定性或定量地描述風險，並與基準值比較，以判斷風險是否可接受。
3. 主要健康風險類型： 在評估暴露於化學物質對人體健康的影響時，主要區分非致癌風險和致癌風險。

題目解析：

「健康風險評估技術規範」中，風險特徵描述步驟（Risk Characterization）的主要目的是將前面各步驟的結果整合，以評估開發行為（如運作危害性化學物質）對周遭居民健康所造成的潛在影響，並判斷其風險水準。此步驟主要評估兩種主要的健康風險：

1. 兩種主要健康風險：

   • 非致癌風險 (Non-carcinogenic Risk)： 指暴露於化學物質可能導致的非癌症性健康效應，例如皮膚刺激、呼吸道不適、肝腎損傷、神經毒性等。這些效應通常與暴露劑量有關，且存在一個「無明顯不良效應劑量」（No Observed Adverse Effect Level, NOAEL）或「最低明顯不良效應劑量」（Lowest Observed Adverse Effect Level, LOAEL）。
   • 致癌風險 (Carcinogenic Risk)： 指暴露於化學物質可能導致罹患癌症的機率增加。這類風險通常被認為是機率性（probabilistic）的，意即即使是低劑量暴露，也可能存在一定的致癌機率，且沒有絕對的「安全」劑量門檻。

2. 判定基準值：

   • 非致癌風險的判定基準值：
     非致癌風險通常使用「危害商數 (Hazard Quotient, HQ)」或「參考劑量 (Reference Dose, RfD)」（美國環保署用法）/「容許暴露濃度 (Permissible Exposure Limit, PEL)」、「容忍劑量 (Tolerable Daily Intake, TDI)」等概念來評估。