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普考申論題 107年 [環境檢驗] 環境化學概要

第 一 題

📖 題組:
水庫的水質經分析得到水溫 25℃、pH 值 10.0、水中溶氧 9.7 mg/L,經判定此水庫的水質已達優養化現象,請回答下列問題: (一)何謂優養化?造成優養化的主要原因為何?(8 分) (二)造成水庫水質 pH 值上升及溶氧過飽和的原因為何?請以化學式表示並加以說明。(7 分) (三)取 200 mL 水樣利用 0.02 N H₂SO₄ 進行滴定,至 pH 8.3 時滴定量為 17 mL,繼續滴定至 pH 4.5 時,硫酸滴定液消耗量多增加了 30 mL,請計算水庫水質的總鹼度?(10 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

何謂優養化?造成優養化的主要原因為何?(8 分)

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這是一題基礎定義題。應從「現象定義」與「成因機制」兩個面向切入。定義上要提到營養鹽累積、藻類增殖、缺氧;成因上要聚焦在氮 (N) 與磷 (P) 的過量排入,尤其是限制因子(磷)。

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【考點分析】 本題考查水體優養化(Eutrophication)的基本定義與發生機制。 【理論/法規依據】

小題 (二)

造成水庫水質 pH 值上升及溶氧過飽和的原因為何?請以化學式表示並加以說明。(7 分)

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將「生物作用」與「化學平衡」結合。優養化水體中,藻類在日間進行劇烈的光合作用。1. 消耗 CO₂ 會導致碳酸平衡系統改變,減少酸性來源,使 pH 上升;2. 釋放氧氣導致溶氧超過飽和度。重點在於列出光合作用的通式及碳酸平衡式。

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【考點分析】 考查光合作用對水體酸鹼度(pH)與溶氧(DO)影響的化學機制。 【理論/法規依據】

小題 (三)

取 200 mL 水樣利用 0.02 N H₂SO₄ 進行滴定,至 pH 8.3 時滴定量為 17 mL,繼續滴定至 pH 4.5 時,硫酸滴定液消耗量多增加了 30 mL,請計算水庫水質的總鹼度?(10 分)

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這題是標準的鹼度滴定計算。總鹼度 (Total Alkalinity) 指的是滴定至 pH 4.5 所需的酸量總和。題目給了分段滴定量:P-點(pH 8.3)消耗 17 mL,其後又增加了 30 mL 到達 M-點(pH 4.5)。因此總滴定量 $V_t = 17 + 30 = 47 \text{ mL}$。計算公式:$Alkalinity (mg/L \text{ as } CaCO_3) = (N \times V \times 50000) / \text{Sample mL}$。

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【考點分析】 本題考查水質分析中「鹼度」(Alkalinity)的計算方法,區分酚酞鹼度與總鹼度。 【理論/法規依據】

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