普考申論題
115年
[環保技術] 環境化學概要
第 一 題
📖 題組：
一、光化學煙霧（Photochemical smog）是現代都會區常見的空氣污染現象，不僅降低能見度，更會對人體呼吸系統造成危害。請從「大氣化學」的角度出發，回答下列問題：
一、光化學煙霧（Photochemical smog）是現代都會區常見的空氣污染現象，不僅降低能見度，更會對人體呼吸系統造成危害。請從「大氣化學」的角度出發，回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
詳細說明對流層臭氧（O3）的生成機制，並列出氮氧化物（NOX）參與循環的關鍵化學反應式。（10 分）
思路引導 VIP
看到「光化學煙霧」及「對流層臭氧生成機制」，必須馬上聯想到氮氧化物 (NOx) 的光化學循環。論述重點在於 NO2 如何受紫外光 (UV) 照射分解產生氧原子 (O)，氧原子再與氧氣 (O2) 結合形成臭氧 (O3)；隨後 O3 又將 NO 氧化回 NO2，形成所謂的「零反應循環」(Null cycle) 或「光化學穩態」。需正確寫出相關化學反應式。建議時間分配約5-8分鐘。
小題 (二)
探討揮發性有機物（VOCs）在此過程中所扮演的角色。（10 分）
思路引導 VIP
此題接續上一題。上一題提到 NOx 循環會達到穩態，不會使 O3 大量累積。此題要解釋 VOCs 的加入如何打破這個穩態。考生應指出 VOCs 被氫氧自由基 (OH•) 氧化後，會產生過氧烷基自由基 (RO2•) 和氫過氧自由基 (HO2•)。這些自由基能代替 O3 去氧化 NO 成為 NO2。由於 NO 被自由基消耗，使得反應 O3 + NO → NO2 + O2 減少，O3 就不被消耗而大量累積，形成光化學煙霧。建議提及 OH 自由基的作用。