108年公務人員高等考試三級考試試題

108年公務人員高等考試三級考試試題

類 科：環境工程、環境檢驗、環保技術 科 目：環境化學與環境微生物學

考試時間：2 小時 座號：

※注意： 可以使用電子計算器。

不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

代號： 25820、27420 29520

頁次： 2－1

一、氯氣(Cl2)用於自來水消毒，當 Cl2(g)溶於水中會有 Cl2(aq)、HOCl、OCl^-、 Cl^-等溶解態氯氣及次氯酸生成，若溶於水中 Cl2(aq)濃度為 10^-4 M，氯在 水中系列反應式如下：（每小題 10 分，共 20 分）

(1)Cl2(g) ⇄ Cl₂(aq) (2)1/2 Cl2 q) + e^- ⇄ Cl^-

(3)HOCl + H⁺ + e^- ⇄ 1/2 Cl₂(aq) + H2O (a

(4)HOCl ⇄ H ⁺ + OCl^-

E⁰ =+1.39 V pE⁰ =+23.5 E⁰ =+1.60 V pE⁰ =+27.0 Ka=10^-7.5 pKa=7.5 法拉第常數 F：23061 cal/Volt、R=1.987 cal/k mole、T=298 K、

Δ

_Δ

請依據上述反應式寫出 HOCl 在酸性條件還原成 Cl^-的半反應式，計算 該半反應 pE⁰，並導出 HOCl/Cl^-邊界線①（boundary line）的 pE-pH 方程式。

請計算H⁺ + OCl^- ⇄ HOCl 反應的自由能（ G⁰），與上題導出半反應式 合併，及自由能（

_Δ

Δ

代號：25820、27420 29520

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二、地球大氣含 O2、N2及其他氣體，二氧化碳（CO2）為主要溫室氣體，目 前大氣的 CO₂濃度約為 410 ppm，又 CO₂會吸收 15 μm 及 4.26 μm 紅外 光，請回答下列問題：（每小題 10 分，共 20 分）

假設大氣無其他氣體干擾，CO2溶於雨水生成CO2飽和水（Saturated water）

H2CO3，計算該CO2飽和雨水的pH。亨利常數 KH=3.4×10^-2 M atm^-1 (25°C)，

H₂CO₃的 Ka₁= 4.5×10^-7。

解釋大氣的O2及 N2為何為非溫室氣體。分別計算 CO2吸收 15 μm 及 4.26 μm 紅外光能量，以 k joules/mole 表示。CO2分解成 CO 及 O 反應：

CO2 →CO + O，在室溫下 CO2、CO 及 O 的生成熱焓值（ H）分別 為：–393.5、–110.5 及+249.2 k joules/mole，請計算 15 μm 及 4.26 μm 紅外光照射 CO₂時，CO₂分解成 CO 及 O 的分解百分比。普郎克常數：

h=6.626×10^-34 Joule sec，光速：c=3×10

Δ

10 cm/sec，E = hν，Avogadro's number：6.02×10²³ molecules/mole。

三、環境中的脂溶性毒化物會經由食物鏈進入人體，此類化學毒物會經由生 物濃縮累積在脂肪中不易排出生物體之外，請回答下列毒化物的問題。

請解釋何謂毒化物的半數致死劑量（LD₅₀）及生物濃縮因子（BCF）。

（6 分）

湖泊中有彩虹鱒魚（Rainbow trout），鱒魚的脂肪占體重 5.0%，若分析 鱒魚體脂肪中含有 22ppb 的巴拉松殺蟲劑，請計算該湖泊中巴拉松殺 蟲劑的濃度。若巴拉松殺蟲劑 BCF 與 K_OW值可視為具有相同的意義。

已知巴拉松殺蟲劑的正辛醇-水（Octanol-Water）分配係數：log KOW =3.8。

（4 分）

四、說明生物氣溶膠成分，試分析影響大氣微生物存活的因素。（15 分）

五、試述微生物與氮循環的關係。（15 分）

六、請說明下列兩種微生物之特性及在環境上之意義。（每小題10 分，共 20 分）

非洲豬瘟病毒（ASFV）

藻礁