高考申論題
113年
[環保技術] 環境化學與環境微生物學
第 三 題
📖 題組：
欲瞭解廢（污）水中有機物之濃度，除直接監測已知物種之有機物質外，較常量測之項目為化學需氧量（COD）或生化需氧量（BOD）。 (一)試說明化學需氧量與生化需氧量的定義。（8 分） (二)進行生化需氧量試驗，使用之稀釋水，除要維持適當的滲透壓外，請再列舉 3 個需配合之條件。（9 分） (三)某廢水僅含有 460 mg/L 之乙醇，若利用氧氣將乙醇完全氧化成二氧化碳與水，請列出化學平衡反應式，並計算其理論需氧量（mg/L as O2）。（8 分）
欲瞭解廢（污）水中有機物之濃度，除直接監測已知物種之有機物質外，較常量測之項目為化學需氧量（COD）或生化需氧量（BOD）。 (一)試說明化學需氧量與生化需氧量的定義。（8 分） (二)進行生化需氧量試驗，使用之稀釋水，除要維持適當的滲透壓外，請再列舉 3 個需配合之條件。（9 分） (三)某廢水僅含有 460 mg/L 之乙醇，若利用氧氣將乙醇完全氧化成二氧化碳與水，請列出化學平衡反應式，並計算其理論需氧量（mg/L as O2）。（8 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
某廢水僅含有 460 mg/L 之乙醇，若利用氧氣將乙醇完全氧化成二氧化碳與水，請列出化學平衡反應式，並計算其理論需氧量（mg/L as O2）。（8 分）
思路引導 VIP
這是化學計量學（Stoichiometry）的典型應用題。步驟為：1. 寫出正確的化學反應式；2. 平衡係數；3. 計算分子量；4. 利用比例計算需氧量。注意乙醇的化學式是 C2H5OH。
小題 (一)
試說明化學需氧量與生化需氧量的定義。（8 分）
思路引導 VIP
這題是環境化學的基礎定義題。思考時應從「反應物（氧化劑）」、「反應對象（有機物性質）」與「反應時間」三個維度切入。COD 使用化學強氧化劑，幾乎氧化所有有機物；BOD 則利用微生物，僅針對可生物降解部分，且通常需要較長時間。
小題 (二)
進行生化需氧量試驗，使用之稀釋水，除要維持適當的滲透壓外，請再列舉 3 個需配合之條件。（9 分）
思路引導 VIP
BOD 試驗的核心是「確保微生物能正常且均勻地代謝」。當水樣有機物濃度過高時需要稀釋，稀釋水必須提供一個完美的生理環境。除了滲透壓，應從環境因素（溫度/酸鹼）、營養需求以及溶氧量三個方向思考。
廢水需氧量分析與計算
💡 掌握水質指標定義、生化試驗條件及理論需氧量化學計量。
🔗 理論需氧量 (ThOD) 計算邏輯鏈
- 1 列出平衡反應式 — 將有機物與氧氣完全反應成二氧化碳與水
- 2 計算分子量比 — 計算 1 莫耳受質對應消耗氧氣的總重量
- 3 建立重量倍率 — 以氧氣總重除以受質分子量求得換算係數
- 4 濃度與係數相乘 — 將已知濃度乘以上述係數，得出 ThOD 數值
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🔄 延伸學習：延伸學習：利用 BOD/COD 比值判斷廢水是否具備生物可降解性。
