地特三等申論題
110年
[環境工程] 環境化學與環境微生物學
第 二 題
二、土壤屬於「非均相」（heterogeneous）物質，其固相組成可粗分成「礦物相」與「有機相」：礦物相主要是黏土顆粒與金屬（氫）氧化物顆粒，而有機相則主要是腐植質，且其含量常占 0.5%至 5%的單位土壤乾重。當農地土壤受污染時，在不考慮周界大氣的污染傳輸下，作物從根部攝取到污染物的多寡，已知與污染物在土壤「孔隙水」的濃度分布有關。請說明當土壤的有機質含量從 0.5%升高至 5%時，針對土壤中「重金屬」與具一定「疏水性的農藥」（即 log Kow > 2）兩種類別的污染物，何者在作物收成後，於作物可食用部位測得的濃度變化趨勢，較能用「平衡」的概念預測？（注意：您的答案必須包括重金屬與疏水性農藥分別在具耕作力的土壤的遲滯（retardation）機制為何，以及須表明各類別的污染物於作物的累積濃度，隨土壤有機質含量升高而升高、或降低、或無任何趨勢可預期。）（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想「土壤有機質(SOM)」對不同性質污染物的吸附機制差異：對疏水性農藥主要為『疏水分配(Partitioning)』，對重金屬主要為『表面錯合與離子交換』。接著透過污染物在『固相-孔隙水』間的分配平衡，推導孔隙水濃度的改變，進而判斷作物根部的攝取吸收趨勢。
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【破題】 土壤中有機質（腐植質）的增加，會因其兼具「疏水性碳骨架」與「親水性含氧官能基」的特性，分別對疏水性農藥與重金屬產生不同機制的吸附作用，進而改變孔隙水中污染物的生物可利用性與作物累積濃度。 【論述】
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