113 年 國立臺灣大學環境工程研究所規劃與管理組《環境規劃與管理》

本題主要在探討污染場址整治的決策流程，核心觀念在於如何設定符合實際需求的整治目標，並據此選擇最合適的整治方案。

解題步驟如下：

1. 釐清污染現況與風險評估：

   • 首先，必須對場址進行詳細的調查，包括污染物的種類、濃度、分佈範圍、污染介質（土壤、地下水、地表水等）。
   • 接著，進行風險評估，分析污染對人體健康（如居民、工作人員）及生態環境（如動植物、生態系統）可能造成的影響。這通常需要考慮污染物的毒性、暴露途徑、暴露劑量以及敏感族群等。
   • 風險評估的結果是決定整治目標的關鍵依據。

2. 設定整治目標：

   • 整治目標應基於風險評估的結果、法規要求、場址的現有及預期用途、以及利害關係人的意見。
   • 法規要求： 必須符合國家或地方政府對於土壤及地下水污染的相關標準。
   • 場址用途： 不同用途的場址，其容許的污染標準可能不同。例如，住宅區或學校用地比工業區有更嚴格的要求。
   • 風險可接受程度： 根據風險評估，設定一個能將人體健康與環境風險降低到可接受水平的目標濃度。
   • 利害關係人協商： 與社區居民、環保團體、政府部門、場址所有者等進行溝通，凝聚共識。

3. 篩選與評估整治技術：

   • 根據已設定的整治目標，篩選出可行的整治技術。常見的整治技術包括：
     • 現地處理 (In-situ)： 如現地土壤蒸氣抽氣 (SVE)、現地化學氧化/還原 (ISCO/ISCR)、生物復育 (Bioremediation)、原地固化/穩定化 (Solidification/Stabilization) 等。

本題探討水體污染管理策略，核心在於如何管理多個污染源對同一水體的影響，並使其水質恢復至標準。這屬於環境規劃與管理中的「污染源管理」與「水體水質管理」範疇。

管理單位可採取的策略包含：

1. 源頭管制與排放許可制度 (Pollution Source Control and Discharge Permit System)：

   • 現況調查與責任釐清： 針對三家工廠進行詳細的廢水採樣與分析，確認各工廠排放之污染物質種類、濃度、總量，以及對水體總污染量的貢獻比例。
   • 制定排放標準： 根據水體總承載量 (Total Assimilative Capacity) 與現行水體品質標準，為每家工廠設定個別的放流水質標準。這個標準應能確保整體水體的水質符合要求。
   • 核發排放許可證： 要求三家工廠申請排放許可證，並在許可證中明訂其排放總量、水質標準、監測頻率、申報義務等。
   • 加強稽查與執法： 定期或不定期稽查各工廠的排放狀況，一旦發現違反許可證規定，應依法處罰，並要求限期改善。

2. 污染總量管制 (Total Maximum Daily Load, TMDL)：

   • 計算水體總承載量： 評估該水體在特定污染物質下的總最大容許排放量，使其水質能維持在標準之上。
   • 分配污染負荷： 將總承載量分配給個別的污染源（三家工廠）。分配方式可基於公平性、經濟效益、技術可行性等原則，例如：
     • 比例分配： 依據各工廠現有排放量比例分配。
     • 排放量削減目標： 要求各工廠在一定期限內，將排放量削減至某一指定水平。
     • 基於環境影響的分配： 考量各工廠對水體影響的差異（例如地理位置、排放流量）。
   • 執行與監測： 確保各工廠遵守其被分配的污染負荷，並透過水質監測來驗證成效。

本題探討氣候變遷對都市水資源基礎設施的衝擊，並要求提出工程解決方案，核心概念是「氣候變遷調適」(Climate Change Adaptation) 在水資源領域的應用，特別是針對極端天氣事件。

氣候變遷對都市水資源基礎設施的影響：

氣候變遷主要透過改變降雨強度、頻率、季節性分佈，以及溫度、蒸發量等，對都市水資源系統造成衝擊，包括：

1. 極端降雨事件頻率增加：

   • 影響： 導致都市洪災風險升高，超出傳統排水系統（如雨水下水道、河川）的設計容量，造成淹水、財產損失、人命傷亡。
   • 對基礎設施的衝擊： 排水系統失效、橋梁、地下建築物淹水、淨水場/污水處理廠設施受損。

2. 乾旱或枯水期延長與嚴重化：

   • 影響： 導致供水短缺，影響都市民生、工業及農業用水。
   • 對基礎設施的衝擊： 水庫水位下降、取水口失效、輸水管線壓力不足、地下水超抽導致地層下陷。

3. 海平面上升與沿海地區影響：

   • 影響： 導致沿海地區海水入侵地下水、影響沿海淨水設施、增加海岸侵蝕與淹水風險。
   • 對基礎設施的衝擊： 沿海供水系統鹽化、沿海地區污水處理廠失效、海岸防護設施失效。

4. 溫度升高與水質影響：

   • 影響： 增加用水需求（如冷卻），降低水庫水體自淨能力，易滋生藻類，影響水質。
   • 對基礎設施的衝擊： 增加供水壓力，需更頻繁的水質處理。

可行的工程解決方案：

針對上述影響，可提出以下工程解決方案，以強化都市水資源基礎設施的韌性 (Resilience) 與永續性：

1. 強化排水系統與洪災管理 (Enhanced Drainage Systems and Flood Management)：
   • 海綿城市 (Sponge City) 概念導入：
     • 綠色基礎設施 (Green Infrastructure)： 增加透水鋪面、綠屋頂、生態滯洪池、雨水花園、濕地等，提高都市地區的雨水滲透、貯留與淨化能力，減緩尖峰洪峰流量。
     • 藍綠結合： 整合公園、綠地、水岸空間與排水系統，創造多功能的水域空間。
   • 灰色基礎設施 (Gray Infrastructure) 升級：
     • 排水管渠擴容與改善： 針對瓶頸段的雨水下水道進行拓寬、加深或增設排水分支。
     • 興建滯洪池與調蓄設施： 在都市內部或周邊興建滯洪池，暫存過量的雨水，降低下游河道負荷。
     • 智慧化監控與預警系統： 建置即時的雨量、水位監測系統，搭配預警模型，提前發布淹水預警，並優化排水調控。

本題探討資源循環與減少碳排放的關聯，以及推動循環經濟政策的優勢與挑戰。核心概念是「循環經濟」(Circular Economy) 在減碳上的作用。

資源循環如何成為減少碳排放的關鍵策略：

傳統的線性經濟模式（生產—使用—丟棄）導致資源大量消耗與廢棄物產生，其碳排放主要來自：

1. 原物料開採與加工： 提取、運輸、初級加工（如煉鋼、煉鋁、水泥生產）過程消耗大量能源，產生高碳排放。
2. 生產過程： 製造產品的能源消耗與製程排放。
3. 廢棄物處理： 垃圾掩埋產生甲烷（強效溫室氣體），焚燒則直接產生二氧化碳。
4. 運輸： 原物料、製成品及廢棄物的運輸過程。

資源循環則透過以下機制，有效減少碳排放：

1. 減少原生資源開採與加工：

   • 再利用 (Reuse)： 產品或零件直接重複使用，無需額外加工，零碳排放。
   • 回收再製 (Recycling)： 將廢棄物轉化為再生原料，用於製造新產品。相較於使用原生原料，再製過程通常能顯著節省能源，進而減少碳排放。例如，回收鋁比生產原生鋁節省約 95% 的能源，回收鋼材節省約 70%，回收塑膠節省約 70-90%。
   • 再製造 (Remanufacturing)： 將報廢產品拆解、清潔、修復、更換零件後，重新組裝成功能與新品相當的產品，節省大量能源與材料。

2. 延長產品生命週期：

   • 設計易於維修與升級的產品： 透過設計，使產品更容易被修復、翻新或升級，延長其使用壽命，減少因產品報廢而產生新的生產與廢棄物處理的碳排放。
   • 共享經濟模式 (Sharing Economy)： 例如共享汽車、工具租賃等，提高物品的使用效率，減少整體社會對產品的需求量，從而減少生產與廢棄物的碳排放。

3. 提升廢棄物處理效率與價值：

   • 廢棄物能源化 (Waste-to-Energy)： 對於無法再利用或回收的廢棄物，透過高效能焚化發電，可部分取代化石燃料發電，減少淨排放。但需注意焚化過程的碳排放與空氣污染控制。
   • 生產生物質燃料或肥料： 有機廢棄物（如廚餘、農業廢棄物）可轉化為生質燃料或堆肥，減少化石燃料使用，並可將碳封存於土壤中。

4. 優化物流與供應鏈：

   • 循環經濟模式有時會導致物流網絡的改變（如收集點、維修中心、再製造廠的設置），若能有效規劃，可減少長途運輸的碳排放。

推動循環經濟政策的優勢與挑戰：

優勢 (Advantages)：