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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
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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 Cl2q) + e- ⇄Cl-
(3)HOCl + H+ + e- ⇄ 1/2 Cl2(aq) + H2O
(a
(4)HOCl ⇄ H + + OCl-
E
0 =+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、
ΔG0=-RT ln (Ka)、ΔG0=-nFE0，氯在水中的 pE-pH 圖如下：
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（ΔG0=-nFE0）觀念，計算：OCl- +2 H+ +2 e- ⇄ Cl- + H2O
反應的 pE0
，並導出 OCl- /Cl-邊界線②（boundary line）的 pE-pH 方程式。
Δ
代號：25820、27420
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2
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KOW 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