科普小學堂｜空氣中的危害－細懸浮微粒PM2.5

一、什麼是PM_2.5?

空氣中有許多類似灰塵的漂浮粒狀物，被稱為懸浮微粒(Particulate Matter)；這些懸浮微粒充斥在我們每天呼吸的空氣裡。雖然相當微小甚至肉眼難以辨識，但仍有尺寸上的差異；其中，粒徑小於2.5微米的懸浮微粒則被稱之為細懸浮微粒，也就是我們常聽到的「PM_2.5」。由於PM_2.5無法被呼吸道中的纖毛和黏液過濾，一但吸入便可直達並積累在肺部，因此又被稱之為「可入肺顆粒物」。長期吸入或暴露在高濃度PM_2.5的環境下可能會引起過敏、氣喘、心血管疾病和提高死亡的風險，對於過敏族群的影響也更為顯著。

二、環境來源

PM_2.5的來源可以分成「原生性」及「衍生性」。原生性為自然界或人為直接排放而產生，例如海鹽飛沫、野火燃燒、交通運輸廢氣、工業排放、畜牧業排放等；衍生性則是在大氣中經過一連串複雜的化學反應及光化反應後所形成的，由於太陽輻射有助於光化反應進行，因此接近中午時PM_2.5的濃度會提高。

        臺灣境內的PM_2.5有30~37%為移動源(機車、自用小客車、大貨車等)，27~31%為工業源(電力業、鋼鐵業、化學材料製造業等)，32~43%為其他汙染源(道路揚塵、營建工地、露天燃燒、裸露地揚塵等) ^[10]。

        台灣大氣中的PM_2.5除了來自於本土排放外，亦會受到境外移入所影響。環保署擴散模擬資料結果指出，境外傳輸對我國PM_2.5濃度的平均影響佔比為34.0%(有66.0%為境內來源)，尤其在季節轉變的秋冬兩季(分別為37.8%及41.7%)，而夏季時僅佔10.1%^[10]。

        近年來由於中國大陸工業快速發展，空氣污染物排放問題也日益嚴重，自1995年至2010年間，中國大陸地區NO₂與SO₂（PM_2.5前驅物）等污染物濃度就成長了二倍。中國大陸東北地區的空氣污染物隨著氣流與季風長程傳輸到鄰近的台灣，尤其是秋冬季節，對台北地區PM_2.5空氣品質影響，與國人健康風險之衝擊程度有其相當重要性。   

       國家環境醫學研究所針對空氣汙染的研究指出，相較於大粒徑PM₁₀ 污染物，境外長程傳輸較易傳送小顆粒PM_2.5至台北地區，進而惡化空氣品質，冬季比夏季更為嚴重；且汐止區受到長程傳輸PM_2.5的影響程度高於永和區。雖然台北地區PM_2.5質量濃度有25%來自於中國大陸地區的長程傳輸^[7]，但大部分PM_2.5仍是台灣本土污染源所產生，與環保署提供之資料結果相似。

        這些長程傳輸PM_2.5，大部分仍來自於交通排放（59.7%），其次為燃煤（20.7%）與揚塵（19.6%）^[7]。儘管台灣空氣品質有逐年改善的趨勢，近年中國大陸境外移入污染物對台灣影響也在遞減，國人仍須嚴肅以對，持續降低排放與減少暴露。

        除了室外來源，平時室內也應維持良好空氣品質，避免抽菸、燒香和油煙，並且定期打掃減少灰塵。有一篇在高雄的研究指出，在家中煮飯時，室內CO₂、NO₂以及PM_2.5濃度顯著高於沒有煮飯的時候^[5]。因此，若家中有燃燒、煮飯等行為發生時，建議開窗保持良好通風。

三、暴露途徑

PM_2.5是透過兩種方式：呼吸道吸入及作為接觸過敏原兩種方式，前者直接影響我們從鼻腔到肺部，進而影響全身組織與器官；後者讓我們的皮膚和眼睛一直會癢、極不舒服。兩者之間的途徑與影響如下：

1. 呼吸道吸入：細懸浮微粒（PM_2.5）會經由鼻腔、咽喉，進入氣管、細支氣管，再進入肺泡中作氣體交換。當PM_2.5，進入肺泡被巨噬細胞吞噬，影響免疫功能；或是穿過肺泡，進入血液運送全身，影響全身組織與器官。
2. 接觸過敏原：大量PM_2.5顆粒容易附著在皮膚表面，堵塞毛孔，除了加重痤瘡的發生外，也可能會作為過敏原，引起皮膚過敏或眼睛癢、乾澀、發紅等問題。

四、對人體的影響與存在風險

在2013年，國際癌症研究機構（International Agency for Research on Cancer，IARC）將空氣污染物列為第一類致癌物；其中，懸浮微粒進入肺部，會依不同顆粒大小及化學性質對人體產生不同影響。許多流行病學研究結果顯示，PM_2.5易附著戴奧辛、多環芳香烴及重金屬等有害物質，長期吸入可能會引起過敏、氣喘、肺氣腫、肺癌、心血管疾病、肝癌、血液疾病等。Wang F et al.,2021的研究指出，在控制其他變項的情況下，PM_2.5濃度每增加1 μg/m³，到醫院檢查呼吸道疾病比率的勝算會增加1.316 ^[4]。此外，Shen YL et al.,2018結果指出暴露PM_2.5和睡眠呼吸障礙(sleep-disordered breathing,SDB)有相關。以及春天與冬天時，對呼吸中止數(apnea-hypopnea index,AHI)及血氧飽和下降指數(oxygen desaturation index,ODI)都有顯著影響^[3]。暴露PM_2.5常見的症狀如下：

• 呼吸道疾病：氣喘、COPD、慢性支氣管炎
• 心血管疾病：心律不整、冠心病、心肌梗塞、缺血性心臟病
• 抵抗力下降
• 提升中風風險
• 失智症，如阿茲海默症
• 帕金森氏症
• 提升肺癌風險
• 造成胎兒早產或體重不足

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• 提升膀胱癌的風險
  此研究調查了PM_2.5的暴露與膀胱癌的關聯性，使用地理加權回歸模型(Geographically weighted regression, GWR)發現PM_2.5濃度與北台灣的男性以及鄉鎮地區的女性膀胱癌死亡率呈現正相關^[6]。
• 先天性心臟病
  研究指出，產前暴露高濃度的PM_2.5 (5 μg/m³)，會增加胚胎發育時發生先天性心臟病(congenital heart disease,CHD)的風險，尤其是心房中膈缺損(ASD)、房室中膈缺損(ECD)以及肺動脈與肺動脈瓣狹窄(PAVs) ^[1]。
• 增加第二型糖尿病的風險
  研究發現長期暴露PM_2.5與第二型糖尿病(Type 2 Diabetes)呈現正相關。每增加10 μg/m³的PM_2.5就會增加11.0%患有第二型糖尿病的風險^[2]。

五、防治方法及管理策略

• 掌握PM_2.5情報：養成查詢氣象的同時也查詢一下空氣品質，試驗帶人必須的生活習慣。
  • -空氣品質AQI指標
    空氣品質指標為依據監測資料將當日空氣中臭氧(O₃)、細懸浮微粒(PM_2.5)、懸浮微粒(PM₁₀)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO₂)及二氧化氮(NO₂)濃度等數值，以其對人體健康的影響程度，分別換算出不同污染物之副指標值，再以當日各副指標之最大值為該測站當日之空氣品質指標值(AQI)。

• 根據空氣品質指標（AQI）對應的健康影響及活動建議如下表：

• 保護口、鼻呼吸道：建議外出可戴口罩，口罩應儘可能與臉部密合，以減少細懸浮微粒(PM_2.5之暴露。
• 尖峰時段少出門：應減少在戶外活動時間或改變運動型態，避開交通高峰時段及路段，尤其是老人及兒童，或慢性呼吸道疾病患者。
• 提升免疫力：生活作息規律，適度運動增加新陳代謝，多運用大眾運輸工具、自行車及步行。
• 減少接觸汙染空氣：由戶外進入室內時，記得洗手洗臉、清潔鼻腔，並適當關閉門窗。
• 避免吸入過多的PM_2.5：霧霾時少開窗、避免二手菸、燒香及燒紙錢的煙霧，可使用空氣清淨機等保持室內空氣清新。

如何減少PM_2.5的產生?

A.個人
食：多選擇水煮、清蒸方式烹調的食物，少吃燒烤食物。
衣：多選擇天然纖維材料或環保衣物
住：多綠化環境、節約用電；少吸菸。
行：多搭乘公共運輸工具或騎腳踏車、健走
育：多瞭解空氣污染及自我防護知識；少紙張浪費，可使用再生紙或電子化。
樂：多參與環保活動、宣導環保祭拜方式；少焚香、燒紙錢，可減量、集中焚燒並使用環保炮竹。

B.政府

制定措施分別改善工業污染源及移動汙染源和其他汙染源：

• 工業污染源
  (1).加強電力設施管制：加嚴電力業排放標準、訂定季節性差別空污費費率
  (2).鍋爐管制：推動能資源整合，加嚴排放標準，減少鍋爐使用
• 移動汙染源
  (1).改善柴油大貨車污染排放：提供補助誘因鼓勵淘汰，限制老舊車輛通行、汰舊換新大貨車退還定額貨物稅等。
  (2).淘汰二行程機車：逐年遞減補助金額方式鼓勵加速淘汰或禁止或限制使用。
  (3).港區運輸管制
  (4).提升公共運輸使用人次
  (5).提升軌道貨運運能
  (6).推動電動蔬果運輸車

• 其他汙染源
  (1).農業廢棄物管制:減少露天燃燒面積
  (2).改變風俗習慣管制：紙錢集中焚燒、減少節慶煙火
  (3).餐飲油煙管制：增設防制設備
  (4).營建及堆置揚塵管制
  (5).河川揚塵防治

C.企業

(1).配合政府自主減量
(2).投資減少與碳排放量的產品或技術

我國空汙防制歷程

• 1975年，我國制定《空氣污染防制法》
• 1993年，完成全國空氣品質監測站網的設置
• 2012年，公告我國PM_2.5的管制規範標準，標準值訂為年平均15μg/m3、日平均35μg/m3
• 2015年，提出「清淨空氣行動計劃」，推動電動二輪車（E-BIKE）、電動公車（E-BUS）等電動運輸，以及柴油車加裝濾煙器、推動飯店使用天然氣鍋爐等強化措施
• 2017年，推出最新的「14+N」空污防制措施
• 2018年，完成《空氣污染防制法》修法

「14+N」是什麼？
「14」為政府將執行的空污防制策略 固定汙染源 1.「電力設施管制」 2.「鍋爐管制」 3.「農業廢棄物燃燒排煙管制」 4.「營建及堆置揚塵管制」 5.「餐飲油煙管制」 6.「改變風俗習慣」 7.「河川揚塵防制」 移動汙染源 8.「淘汰一二期柴油大貨車」 9.「三期柴油車加裝濾煙器」 10.「汰除二行程機車」 11.「港區運輸管制」 12.「提升公共運輸使用人次」 13.「提升軌道貨運運能」 14.「推動電動蔬果運輸車」	「N」即是可以再增加的解決路徑與方案作為對焦民間訴求的議題 舉例一：「電力設施管制」的民間訴求為應減少燃煤的使用、立法禁燒煤與石油焦、減煤的時程；政策回應的部分，則將改善的策略重點為加嚴電力業排放標準、將老舊高污染發電機組除役、天然氣機組裝設空氣污染防制設備。 舉例二：移動污染源部分，「淘汰一、二期柴油大貨車」、「汰除二行程機車」之民間訴求為老舊排污嚴重的汽機車及大型車；政策回應的部分為加強攔檢及通知到檢，減少烏賊車情形並研擬淘汰老舊大型柴油車補助辦法，提供誘因加速淘汰一、二期柴油大貨車

未來管制方向

1. 整合性排放量管理制度推動：因應於有害空氣污染物之管理，未來亦將配合有害空氣污染物之污染源完整管制規範納入許可管理制度，用以有效落實整體污染預防管理。
2. 強化許可稽查管制作業：主管機關運用許可證查核污染源操作條件，確保污染源排放符合相關法規規定。
3. 112年空品改善目標：除了重申方案2023年PM_2.5年平均濃度15μg/m3的落後目標（以日平均35μg/m3、年平均15μg/m3為標準），另又追加了細懸浮微粒「空品良好年增1％，空品不良再減半」之目標。

六、結論

改善空氣污染是當務之急，卻非一蹴可幾。推動管制需要投入大量經費，也要改變習慣，必須循序漸進，才能達到提高生活品質目的。需要公家機關、企業以及民眾的共同努力， 達成改善空氣品質目標。

七、參考資料

【1】Huang, C. C., Chen, B. Y., Pan, S. C., Ho, Y. L., & Guo, Y. L. (2019). Prenatal exposure to PM2. 5 and congenital heart diseases in Taiwan. Science of the Total Environment, 655, 880-886.
【2】Li, C. Y., Wu, C. D., Pan, W. C., Chen, Y. C., & Su, H. J. (2019). Association between long-term exposure to PM2. 5 and incidence of type 2 diabetes in Taiwan: a national retrospective cohort study. Epidemiology, 30, S67-S75.
【3】 Shen, Y. L., Liu, W. T., Lee, K. Y., Chuang, H. C., Chen, H. W., & Chuang, K. J. (2018). Association of PM2. 5 with sleep-disordered breathing from a population-based study in Northern Taiwan urban areas. Environmental Pollution, 233, 109-113.
【4】 Wang, F., Chen, T., Chang, Q., Kao, Y. W., Li, J., Chen, M., … & Shia, B. C. (2021). Respiratory diseases are positively associated with PM2. 5 concentrations in different areas of Taiwan. Plos one, 16(4), e0249694.
【5】Yen, Y. C., Yang, C. Y., Mena, K. D., Cheng, Y. T., & Chen, P. S. (2019). Cooking/window opening and associated increases of indoor PM2. 5 and NO2 concentrations of children’s houses in kaohsiung, Taiwan. Applied Sciences, 9(20), 4306.
【6】Yeh, H. L., Hsu, S. W., Chang, Y. C., Chan, T. C., Tsou, H. C., Chang, Y. C., & Chiang, P. H. (2017). Spatial analysis of ambient PM2. 5 exposure and bladder cancer mortality in Taiwan. International journal of environmental research and public health, 14(5), 508.
【7】國家研究院電子報-境外移入污染物對台北地區空氣品質之影響(2020-04-16,837期)。來自：https://enews.nhri.org.tw/research/3412/
【8】衛福-眼不見，不一定就是乾淨-如何自我保護，減少PM2.5危害？（第16期2018.03）。來自：http://www.mohwpaper.tw/adv3/maz16/PDF/%E8%A1%9B%E7%A6%8F%E5%AD%A3%E5%88%8ANo.16_S%20%E4%BA%AB%E6%96%B0%E7%9F%A54-1.pdf
【9】國土及公共治理季刊-空氣汙染防制新作為(第五卷第三期106年9月)。來自：https://ws.ndc.gov.tw/Download.ashx?u=LzAwMS9hZG1pbmlzdHJhdG9yLzEwL3JlbGZpbGUvMC8xMDg3OC84ZTA5MTcyZi1iMjQ5LTQ2ZWQtODJmZi0yMTQ
【10】行政院環境保護署-空氣汙染防制策略。來自：https://eo.tnua.edu.tw/upload/files/106%E7%A9%BA%E6%B0%A3%E5%93%81%E8%B3%AA.pdf
【11】Heho健康-如何預防空汙(PM2.5)對人體的傷害？。來自：https://heho.com.tw/archives/3499
【12】IHEALTH-3招對抗「霾」葬健康的PM2.5。來自：https://www.ihealth.com.tw/article/%E7%B4%B0%E6%87%B8%E6%B5%AE%E5%BE%AE%E7%B2%92/
【13】國政研究報告台灣空汙問題與防治政策。來自：https://www.npf.org.tw/2/18414
【14】環保署-空氣品質指標。來自：https://airtw.epa.gov.tw/cht/Information/Standard/AirQualityIndicator.aspx
【15】臺大風險中心-空污政策12年一步？我們還有多少個12年？。來自：https://rsprc.ntu.edu.tw/zh-tw/m01-3/air-pollution/839-air-pollution-12years.html?fbclid=IwAR0PyUNFcWLa8jql6IYlIqqSK2pOTbVIpkj4qPWJ-kFaXSh41Xx7FTbqtWI
【16】空氣思庫-空品改善止步對社會的挑戰(2021/08/23)：來自：https://airschool.com.tw/article/32#_ftn2