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6.CH4科技與環境 - Coggle Diagram
6.CH4科技與環境
4-5 生態保育與台灣環境
生物多樣性
三大層次:遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性
維護意義:維持生態系平衡、提供人類醫藥、食物與科學研究資源
外來種與原生種危機
外來種定義:非本土原產,經人為有意或無意引入之物種
危害:缺乏天敵大量繁殖,掠奪本土種生存空間、破壞生態平衡(如福壽螺、小花蔓澤蘭)
台灣生態特色
環境特點:地形高低起伏大,涵蓋熱帶、亞熱帶、溫帶及寒帶生態,特有種比例極高
特有種與保育類
植物:台灣冷杉、台灣歪葉桃、台灣水韭
動物:台灣黑熊、櫻花鉤吻鮭、台灣獼猴、諸羅樹蛙
環境保護政策與永續
野生動物保育法:保護瀕臨絕種、珍貴稀有及其他應保育之野生動物
國家公園:台灣目前設有多座國家公園(如墾丁、玉山、太魯閣、陽明山等),兼具保育、研究與育樂功能
永續發展目標:尋求經濟發展、社會公義與環境保護三者之平衡
4-2 水污染
水資源現況與污染源
現況:全球40%人口生活在乾旱地區,水資源分配不均
污染源比例:都市污水(55.5%,居首)、畜牧廢水(23.1%)、工業廢水(21.4%)
水質特性指標
物理性指標:水溫、外觀、色度、臭味、濁度、總固體物(TS)
化學性指標
溶氧量(DO):水中分子氧含量,水質愈好DO愈高
生化需氧量(BOD):微生物分解有機物所需氧量,愈高代表污染愈重
化學需氧量(COD):用強氧化劑氧化有機物所需氧量(常用於工業廢水)
酸鹼值(pH):正常約 6.5~8.5,異常影響水生生物生存
生物性指標:生物多樣性、大腸桿菌數、病原體半數致死量
防護與處理
一級處理(物理法):沉砂、攔污柵、初沉池,去除懸浮固體(SS)
二級處理(生物法):活性污泥法、生物膜法,利用微生物分解有機物(降BOD)
三級處理(高級法):化學沉澱、活性碳吸附、逆滲透,去除高濃度營養鹽(氮、磷)或毒物
4-1 重要環保問題
空氣污染
定義:妨礙健康或生活環境之物質
監測指標:空氣品質指標(AQI),取代舊有PSI
AQI分級:0-50綠(良好)、51-100黃(普通)、101-150橘(敏感族群不健康)、151-200紅(不健康)、201-300紫(非常不健康)、301-500褐紅(危害)
主要污染物
硫氧化物:由含硫燃料燃燒產生(工廠、電廠),刺激呼吸道
一氧化碳:化石燃料不完全燃燒產生,具毒性與窒息性
氮氧化物:空氣污染主成分(NO、NO2、N2O),引發呼吸道疾病
碳氫化合物來自燃料或汽機車揮發,部分具致癌性
光化學過氧硝酸酯:光化學反應產物(如臭氧、PAN),具強烈刺激性
全球性環境危機
溫室效應
原理:大氣吸收地表長波輻射(紅外線)導致升溫
主要溫室氣體:二氧化碳(50%)、甲烷(20%)、氟氯碳化物(15%)、氧化亞氮(10%)
影響:全球均溫與海平面上升、沿海受災、沙漠化擴大
臭氧層消失
位置:平流層(20~30Km 之間)
主因:氟氯碳化物(CFCs)釋出氯原子破壞臭氧(連鎖反應)
影響:UV-A、UV-B 射入地表,增加白內障、皮膚癌風險,抑制光合作用
酸雨
定義:環保署定義 pH 值達 5.0 以下之降雨
成因:硫氧化物、氮氧化物溶於水,轉化為稀硫酸與稀硝酸
危害:土壤酸化、破壞建築與生態、導致湖泊魚類死亡(鋁離子毒害)
台灣空污來源
三大主因:在地固定污染源(工廠)、移動污染源(汽機車)、境外移入(沙塵暴)
沙塵暴
發源地:中國西北方沙漠、蒙古一帶
條件:地表乾燥疏鬆無植被、強烈地面風、垂直不穩定氣流
4-3 垃圾與土壤污染
固體廢棄物
分類:一般家用垃圾、事業廢棄物(工廠、醫療)
處理方式
衛生掩埋法:最傳統、成本低,但易生二次污染(滲出水、沼氣)
焚化處理法:台灣主流,能回收發電,但須防戴奧辛與飛灰
堆肥處理法:利用微生物將廚餘等有機垃圾轉化為肥料
土壤污染
成因:過度使用化肥農藥、工業廢水灌溉(重金屬如鎘、鉛、汞)、垃圾滲出水
特性:隱蔽性高、不可逆性、透過食物鏈累積危害人體
4-4 綠色科技與永續發展
綠色消費與節能減碳
綠色消費:購買對環境衝擊最輕微產品,遵循3R原則(減量、重複使用、回收)
台灣環保標章:一片綠色樹葉包裹純淨地球,象徵「綠色消費」
溫室氣體減量法:台灣設定 2050 年溫室氣體排放量降為 2005 年之 50% 以下
綠色能源(清潔能源)
太陽能:光電轉換,受日照時間與季節限制
風力發電:風能帶動發電機,台灣具備優良離岸風場條件
水力發電:最成熟之再生能源,利用位能落差發電,但開發易破壞生態
生質能:利用農林作物、有機廢棄物,經化學或生物轉換成能源(如生質柴油、沼氣發電)
地熱能:利用地下熱能發電,無季節限制但具腐蝕與結垢問題
海洋能:包括潮汐、波浪、海流及海洋溫差發電,能量龐大但技術成本高
核能:高效清潔能源,但存在核廢料處理與核安風險