地特四等申論題 107年 [環境工程] 空氣污染與噪音控制技術概要

第一題

📖 題組：
三、(一)試說明揮發性有機化合物（volatile organic compounds, VOCs）之定義。（4 分） (二)試說明排放 VOCs 對環境造成何種不利之影響。（4 分） (三)請列出三種可用於控制 VOCs 排放之可行技術，並說明其原理。（12 分）

📝 此題為申論題，共 3 小題

小題 (一)

試說明揮發性有機化合物（volatile organic compounds, VOCs）之定義。（4 分）

看到此題，應先從「物理化學特性」（常溫常壓下易揮發、具高蒸氣壓）切入學理定義，接著務必寫出「我國環保法規」的具體定義（參與大氣光化學反應之含碳化合物，並排除甲烷、一氧化碳等物質），結合學理與法規才能完整獲得本題的4分。

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「揮發性有機化合物（VOCs）」之定義可由學理與我國環保法規兩個層面綜合說明：

學理定義：指在常溫常壓下，具有較高蒸氣壓、沸點較低（通常初沸點小於或等於 250℃），極易由液態轉為氣態逸散至大氣中之含碳有機化合物。
法規定義：依我國《空氣污染防制法》之「揮發性有機物空氣污染管制及排放標準」規定，VOCs 指會參加大氣光化學反應之含碳化合物；或在一大氣壓下，測量或計算其原物質或混合物之真實蒸氣壓大於或等於 10.4 mmHg（1.38 kPa）之有機化合物。

試說明排放 VOCs 對環境造成何種不利之影響。（4 分）

看到 VOCs 的環境影響，首要聯想「光化學煙霧（臭氧生成）」與「二次有機氣膠（PM2.5 衍生）」兩大二次污染機制。考量本題配分僅 4 分，作答時應採條列式，精要點出其對大氣環境、氣候及生態的危害即可拿穩分數。

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排放 VOCs 對環境之不利影響主要包含下列四個層面：

形成光化學煙霧（產生二次污染）：VOCs 為大氣中臭氧（O₃）的重要前驅物。當 VOCs 與氮氧化物（NOx）共存時，經陽光中紫外線照射會發生光化學反應，產生臭氧、過氧硝酸乙醯酯（PAN）等光化學煙霧，不僅降低大氣能見度，更會損害農作物與植被生長。
衍生二次有機氣膠（增加 PM2.5 濃度）：部分 VOCs 排放至大氣後，會與氫氧自由基（OH）、臭氧等發生氧化反應，形成低揮發性產物並凝結成二次有機氣膠（Secondary Organic Aerosol, SOA），為大氣中細懸浮微粒（PM2.5）的重要來源之一。

請列出三種可用於控制 VOCs 排放之可行技術，並說明其原理。（12 分）

面對VOCs控制技術考題，考生應在大腦中快速將技術分類為「回收法」（如吸附、冷凝）與「破壞法」（如焚化、生物處理）。作答時建議挑選三種作用機制截然不同（物理、熱化學、生物）的技術，能展現環境工程知識的廣度；論述原理時務必點出關鍵字（如：凡得瓦力、3T原則、質傳與代謝）。

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【破題】VOCs 控制技術依其物理化學機制，主要可分為將污染物資源化的「回收法」，以及將污染物轉化為無害物質的「破壞法」。以下列舉三種機制相異且實務最常見之可行技術進行說明：【論述】一、吸附法（Adsorption）