環保技術 107 年環境化學概要考古題

請回答下列有關持久性有機污染物（persistent organic pollutants，簡稱 POPs）的問題： ㈠請說明POPs 除了持久性之外的其他3 大特性。（15 分） ㈡請依據下表中3 種POPs 的物理化學參數（25℃），其中Kow （octanol-water partition coefficient）為有機物在辛醇/水分布係數 （比值），Kp（partition coefficient）為有機物在水/固體（土壤）分布 係數（比值）： ⑴預測比較3 種POPs 在大氣中的遠距離傳輸能力大小。（5 分） ⑵預測比較3 種POPs 的生物累積能力大小。（5 分） ⑶預測比較3 種POPs 在地下水中的移動能力大小。（5 分） 化合物 蒸氣壓（mm Hg）Kow（L/kg） Kp 氯仿（chloroform） 200 93.3 0.588 氯苯（chlorobenzene） 11.9 692 4.36 p,p’-DDT 2.58×10-6 8.13×106 5.12×104

某50 mL 廢水水樣的異丙醇（IPA）（C3H8O）濃度為60.0 mg/L，請回 答下列問題（原子量：H = 1；O = 16；C = 12；K = 39；Cr = 52）： ㈠添加K2Cr2O7 將水樣的異丙醇完全氧化為CO2 及H2O 的反應式如下， 請平衡此反應式並計算K2Cr2O7 的最小添加量（mg）。（10 分） C3H8O + K2Cr2O7 + H+ ↔ Cr3+ + CO2 + H2O + K+（未平衡） ㈡若利用O2 將水樣的異丙醇完全氧化為CO2 及H2O，請寫出及平衡其 化學反應式並計算其理論化學需氧量（COD）（mg/L as O2）。（10 分） ㈢請計算該水樣異丙醇的理論總有機碳（TOC）濃度（mg/L as C）。 （10 分）

氰基三乙酸（NTA）是三質子酸（簡化以H3T 表示），也是常見的水中 （新興）污染物，其三鈉鹽（Na3T）是一種易與金屬離子錯合的螯合劑 （chelating agent）。請回答下列問題： ㈠某pH 8.0 且含有PbCO3(s)的水樣（HT2-分率為1.00、優勢碳酸物種為 HCO3 -），其[Na3T] = 2.00×10-4 M，已知NTA 與PbCO3(s)反應的反應 式及平衡常數如下： PbCO3(s)+ HT2- ↔ PbT− + HCO3 - K = 4.06×10-2 反應達到平衡時，[HCO3 -] = 2.00×10-3 M，請計算[PbT-]。（10 分） ㈡在另一個pH 7.5 水樣（HT2-分率為1.00）中，含有Ca2+且無PbCO3(s)， 若在計算時，僅考慮Ca2+ + HT2- ↔ CaT- + H+的反應且其達到平衡， 已知反應平衡時，[Ca2+] = 1.00×10-3 M，請計算[CaT-]/[HT2-]比值。 （10 分） 相關反應式及常數如下： Ca2+ + T3- ↔ CaT- Kf = 1.48×108 HT2- ↔ H+ + T3- Ka3 = 5.25×10-11

依據環保單位監測資料分析，造成臺灣地區空氣品質不良（AQI > 100） 最主要的指標污染物，除了懸浮微粒，還有臭氧。都市空氣中臭氧濃度 隨時間變化，其涉及複雜的化學反應機制（含光化學反應），而汽柴油 車輛排放的氮氧化物（NOx）及碳氫化物也牽涉其中。請回答下列問題： ㈠請寫出及平衡汽柴油車輛所排放NOx 生成的主要化學反應式，並加以 說明。（5 分） ㈡請寫出及平衡前述NOx 所造成都市空氣中生成O3 的化學反應式，並 加以說明。（10 分） ㈢請說明交通尖峰時段O3 濃度較不易迅速上升的原因（若不考慮大氣 擴散條件）。（5 分）