高考申論題
110年
[環境工程] 環境化學與環境微生物學
第 一 題
一、消毒程序一般可視為消毒劑針對微生物細胞所進行的「高級氧化」作用，因此被視為水及廢水處理流程中，讓「抗生素抗性基因」失活（deactivation）與降解（degradation）的最後一道防線。不過，由於大部分的抗生素抗性基因藏於細胞內，因此如果所用的消毒劑對於胞內基因分子的氧化效率不佳時，將會使得即便微生物已死亡，但抗生素抗性基因仍具活性，並當流入環境且進入其他細胞後，將讓所對應的抗藥性繼續運作，進而產生環境抗藥性增長的問題。請根據自由氯、臭氧、二氧化氯、紫外光的消毒機制，說明何者對於胞內抗性基因的效果較佳，並預測當廢水處理流程中沒有設置營養鹽去除的單元時，上述何種消毒劑其效果容易因此打折，進而造成放流水的抗性基因濃度依舊偏高的後果。（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
面對此題，首先應比較四種消毒機制對核酸（DNA/RNA）的破壞能力，特別關注能否穿透細胞或破壞細胞膜來直接接觸並改變胞內基因分子結構。其次，思考「缺乏營養鹽去除」代表廢水中將殘留高濃度「氨氮」，接著將氨氮與各消毒劑的化學反應親和力進行連結，即可推導出自由氯會因發生折點加氯反應形成結合氯而大幅失效。
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【破題】 消除抗生素抗性基因（ARGs）的關鍵在於消毒劑能否有效穿透細胞或造成細胞破裂，並具備足夠的氧化力或能量破壞 DNA 雙股螺旋結構。而廢水基質中的干擾物質（如營養鹽）則會競爭消耗消毒劑，進而改變其化學型態與氧化效能。 【論述】
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