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112年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
：
化學安全
科 目
：
環境化學
（
含分析化學
）
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。
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：
38050
頁次：
2
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1
一、汞為高毒性的液態金屬，其蒸氣壓在20℃ 時 為 1.2 10-3 torr
（1 torr = 1/760 atm），吸入參考劑量（Inhalation reference concentration）
為310-3 mg m-3
。某工廠員工不小心在一空間為5 m 8 m3 m的辦公室
中打破含有汞的水銀溫度計，請回答下列問題：
假設成人每分鐘呼吸14～16次，每次呼吸量500 mL，請問當液態汞達
揮發平衡後，每人在密閉的辦公室，可容許的停留時間為何？（15分）
如果水銀溫度計中含有10克的液態汞，請問在密閉空間中，還有多少液
態汞會殘留在辦公室中，又該如何處理殘留的液態汞，以降低對人體的
危害？（10分）
二、進行環境樣品或材料重金屬之檢驗分析時，一般多利用酸消化方式，在添
加硝酸的加熱環境中，將重金屬由固體樣品中的基質中溶出。雖然大部分
樣品在使用適當之消化條件下，可被完全消化分解，但當樣品含有氧化矽
（SiO2）、二氧化鈦（TiO2）或氧化鋁（Al2O3）等固體成分或複雜有機物
時，部分重金屬元素可能會被包覆在難分解物中，而無法完全溶出。此基
質干擾問題可藉由添加不同種類的酸萃取液加以克服，請問：
當固體樣品中含有二氧化鈦（TiO2）固體顆粒時，需改用何種酸萃取液
來降低基質干擾，原因為何？（10分）
當分析樣品中含有腐植質（Humic substance）時，如何克服基質干擾問
題？（5分）
系列萃取（Sequential extraction）為另一種有效的萃取方法來瞭解重金
屬在固體樣品的物種，此包括離子交換物種、表面吸附物種、沉澱物種、
有機錯合型物種及晶相物種等。請問如何使用酸萃取液進行系列萃取，
來分析固體樣品中各種不同類型的重金屬含量？（10分）
代號：
38050
頁次：
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2
三、氫氟碳化物（HFCs）在對流層中會與氫氧自由基（•OH）反應而分解，其
反應速率常數受到溫度的影響，即k = 1.5 10-12 e-1750/T cm3molecules-1 s-1
。
請回答下列問題：
請說明反應速率常數受到大氣溫度影響的可能原因。（5分）
目前在對流層中HFC-125及氫氧自由基的濃度分別為8.1 105及
6.3 108molecules cm-3，請問其在4℃ 環境中的反應速率（Reaction
rate）。（10分）
如果HFC-125每年的排放量為1.5 1011噸，在對流層中測得HFC-125的
濃度為37 ppm，在大氣環境中的平均停留時間為9年，考量空氣的質量
為5.1 1020克，平均分子量29 g/mole，請計算每年有多少的HFC-125在
大氣中被分解？（10分）
四、生物質（Biomass）可產生能源及生物炭（Biochar），對於淨零碳排具有負
碳的效果。生物質通常由富含氧的有機聚合物所組成，包括木質素
（Lignin）、纖維素（Cellulose）及半纖維素（Hemicellulose）等三大類。
下圖為生物質經過熱裂解處理後的質量變化圖：
請說明木質素、纖維素及半纖維素的熱穩定性，並依上圖殘留重量的變
化，說明此三種有機聚合物在30 – 200、200 – 400及400 – 900℃三個溫度
區塊中的貢獻。（15分）
在土壤復育中，生物炭常被用來作為保水及吸附營養源或污染物的改
質劑，此部分主要藉由生物質在熱裂解中產生適合的孔洞，請問如何在
生物炭製備過程中產生多量且適合的孔洞結構？（10分）
註：log 2 = 0.301；log 3 = 0.477；log 7 = 0.845
原子量（g/mole）：氫（H）：1.01；碳（C）：12.01；氮（N）：14.01；
氧（O）：16.00；氟（F）：19.0；鋁（Al）：26.98；
矽（Si）：28.08；氯（Cl）：35.45；鈦（Ti）：47.87；
汞（Hg）：200.59