高考申論題 106年 [環保技術] 環境污染防治技術

第一題

📖 題組：
若以非擾動式的方法取得地表下土壤樣品總重量為 140 g，總體積為 100 cm³，將樣品送入烘箱中以 105℃ 烘至恆重，於乾燥箱冷卻後秤重為 120 g；假設土壤顆粒密度為 2.6 g/cm³，請問：（每小題 5 分，共 20 分）

📝 此題為申論題，共 4 小題

小題 (一)

土壤總體密度為多少？

看到土壤物理性質計算題，首先釐清各數值的物理意義：未烘乾前為總重（固體+水）、烘乾後為乾重（僅固體）、以及總體積。接著回憶「總體密度（Bulk Density）」的標準定義為「烘乾後的土壤質量（固體重）除以原狀土壤總體積」，直接代入公式即可求解。

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【解題關鍵】土壤總體密度（Bulk Density，通常指乾總體密度）定義為烘乾後的固體質量除以土壤原狀總體積。【解答】計算：

土壤的孔隙率為多少？

看到計算土壤孔隙率的題目，應先聯想到孔隙率的定義為「孔隙體積佔總體積的比例」。可利用已知的烘乾土壤重與總體積求出容積密度，再套用公式『孔隙率 = (1 - 容積密度/顆粒密度)』來快速求解。

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【解題關鍵】計算孔隙率需先求出土壤容積密度（或固體顆粒體積），再利用公式 $n = \left(1 - \frac{\rho_b}{\rho_s}\right) \times 100%$ 求解。【解答】已知整理：

含水率（重量比 w/w）為多少？

看到含水率（重量比 w/w）計算，應立刻聯想土壤學中含水率的標準定義：水分重量除以『乾土重量』（即乾基含水率）。透過樣品總重減去烘乾後重量即可得到水分重量，代入公式即可輕鬆求解。

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【解題關鍵】土壤含水率（重量比）定義為水分重量與乾土重量之比值。【解答】計算：

水飽和度為多少？

本題測驗土壤三相結構（固體、水、空氣）的物理量計算。首先釐清總重量減去烘乾後重量即為水重，再利用土壤顆粒密度求出固體體積，最後以總體積扣除固體體積得到孔隙體積，即可計算水飽和度（水體積除以孔隙體積）。

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【解題關鍵】利用土壤三相（固相、液相、氣相）組成原理，求出水體積與孔隙體積，代入水飽和度公式（S = Vw / Vv × 100%）求解。【解答】計算：