104年公務人員高等考試一級暨二級考試試題 代號：22230 等 別： 高考二級
類 科： 環境檢驗 科 目： 環境化學
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。
請以黑色鋼筆或原子筆在申論試卷上作答。
（請接背面）
全一張
（正面）
一、請回答下列有關水質淨化，廢水處理及地下水整治的問題：（每小題6 分，共 30 分）
薄膜技術（membrane technology）
逆滲透（reverse osmosis）
臭氧(O3)及加氯(Cl2)消毒（disinfection）
地下水中 L-NAPLs 及 D-NAPLs 的整治（remediation）
高級氧化方法（advanced oxidation methods）
二、自然水（natural water）中，Mn2+(aq)被 O2(g)氧化成 MnO2(s)，以及 O2(g)還原成 H2O 的 反應達平衡，又 O2(g)還原成 H2O 的反應式及 pE-pH 方程式如下：
4
1O2(g)+ H++ e-
→
21H2O E0= + 1.228 V pE0= + 20.77 pE = 20.77 - pH + 4
1 log PO2 請回答下列問題：
請寫出 MnO2(s)在酸性(H+)條件的水中還原成 Mn2+(aq)的半反應式及 pE-pH 方程式。
其 E0= +1.208 V pE0= +20.45 （5 分）
若自然水的 pH = 7，反應達平衡，又溶解性[Mn2+(aq)] = 10-2 M，計算 PO2(g)的分壓
（partial pressure）。（10 分）
若自然水的 pH = 7，反應達平衡，O2(g)的壓力(PO2(g)= 0.21 atm)，計算水中 Mn2+(aq)
的濃度。（10 分）
三、請回答下列有關環境中汞（mercury）的問題：
環境中的汞包含無機汞及有機汞，請分別寫出它們的化學式，水銀電池及朱砂的 汞是何種化合物，環境中的有機汞是如何生成？（5 分）
何謂 Minamata disease？主要是那種形式的汞及如何進入人體內？（8 分）
水溶液中的汞分析是以"Cold vapor atomic absorption"方法，請說明其原理。（8 分）
104年公務人員高等考試一級暨二級考試試題 代號：22230 等 別： 高考二級
類 科： 環境檢驗 科 目： 環境化學
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（背面）
四、臭氧(O3)在平流層的反應可由 Chapman cycle 四個反應它們的反應速率常數分別為 k1, k2, k3, k4表示如下：
⑴O2+ hν (λ < 240 nm) O+O rate of 1
⑵O + O2 O3 rate of 2
⑶O3+ hν (λ : 240 ~ 320 nm) O2+ O rate of 3
⑷O3+ O 2O2 rate of 4
請依據上述⑵⑶⑷反應式，分別寫出臭氧(O3)產生及反應掉的三個反應速率式。
已知 rate of 1: d [ O] / dt = k1[O2] （6 分）
請依據下列條件：⑴rate of 2 = rate of 3 + rate of 4
⑵2 (rate of 1) + rate of 3 = rate of 2 + rate of 4
⑶k1[O2] << k3[O3]
請導出[O3] / [O2] = [k1 k2/ k3 k4]1/2 （18 分）
k1
k2
k3
k4
