顆粒污染物,是空氣中微細的複雜混合物,其化學組成、形狀、大小、毒性,各有很大的不同。顆粒的流體力學直徑是 10 微米或更小的,被稱為 PM10,它們可以通過鼻腔及咽喉而進入胸腔。直徑為 2.5 微米或更小的,被稱為 PM2.5,可以穿透到更深的肺部,尤其是其中直徑小於 1 微米的超細顆粒物,可以進入循環系統、進而傷害全身其他器官,甚至影響胎兒的發育。胚胎、兒童、老年人、及患有心肺疾病的人,比一般健康成年人更容易受 PM2.5 傷害。台灣 PM2.5 空污的來源:依其重要性次序,為:交通排放、境外入侵、工業排放、和其他。台灣的全年平均空污分佈,大致上是北台灣較為乾淨,越往南部越髒,尤其是吹東北季風時較明顯;而,東海岸則是通常全年享受全台最佳的空氣。在都市中,遠離繁忙交通要道的高樓層住處享有較佳的空氣品質。個人可以上網查住處目前的空氣品質,且進一步採取某些措施,以減少在室內、外暴露於顆粒污染物。
什麼是顆粒污染物?
顆粒污染物 (顆粒物,particulate matter 或 PM),是空氣中微細的固體顆粒和液滴的複雜混合物。各種顆粒污染物在化學組成、形狀、大小,各有很大的不同。其毒性也因為化學組成、形狀、大小,而不同。顆粒的流體力學直徑是 10 微米或更小的,被稱為PM10,它們可以通過鼻腔及咽喉而進入胸腔。顆粒的流體力學直徑為2.5微米或更小的,被稱為 PM2.5,(細顆粒物、微顆粒物)。PM2.5 (其大小約為人類頭髮直徑的 28 分之 1) 可以穿透到更深的肺部,尤其是其中直徑小於1微米的超細顆粒物,可以進入循環系統、進而傷害全身其他器官,甚至影響胎兒的發育 (請參閱本網站三篇文章:
全球頭號環境殺手:空氣污染 PM2.5、
從胚胎到老:空污不斷損害腦健康、
妊娠三期遭空污,損孩子智商)。
顆粒污染物的來源
顆粒污染物可以藉由野火、沙塵暴、火山爆發、和浪花,而自然產生。自然產生的顆粒還包括源自生物體,包括許多過敏原,如花粉、黴菌孢子、塵蟎、和蟑螂屑。顆粒污染物也可以藉由人類活動而產生,例如:汽車引擎、工廠、和發電廠,排放大量室外顆粒;抽菸、烹飪、取暖、蠟燭、和熏香,可以在室內及室外排放顆粒。從汽車和工廠排放的氣態污染物,還可以通過進一步的化學反應,和其他固、液態污染物一起形成更複雜的各種大小顆粒。
暴露於顆粒污染物空污,會損害健康、提早死亡
吸入顆粒污染物,尤其是 PM2.5,會增加損害健康及提早死亡的風險。其中胚胎、兒童、老年人、及患有心臟或肺部疾病的人,比一般健康成年人更容易受到影響:
PM2.5縮短平均壽命
- 暴露於室內外空污,使全球每年增加約 650 萬人提早死亡,使其成為人類健康的第四大威脅。縮短中國和印度人民的平均預期壽命各 25 和 23 個月
- 住處 PM2.5 每增加10微克/立方米,居民的一生壽命會減少約 7.4 個月。一天暴露於每 10 微克/立方米 PM2.5,對健康的危害約相等於吸 5.5 支菸。
- 長期暴露於很低濃度的 PM2.5,也會增加死亡風險;而且,暴露於空污,至少在長達三十年之後,對死亡率仍有影響。
PM2.5傷害孕婦、胚胎
- 孕婦在懷孕期間暴露於顆粒污染物,會增加孕婦高血壓症,也會增加早產、嬰兒重量不足的機率。
- 孕婦在妊娠第二期 (懷孕期的中間三個月) 暴露於工業、交通污染,會損害未來孩子的肺,增加孩子罹患哮喘的風險。
- 孕婦在妊娠第三期 (懷孕期的最後三個月) 暴露於 PM2.5,會損害智商及、增加幼嬰自閉症的機率。
PM2.5傷害兒童身、心
- 兒童在顆粒污染物濃度較高的環境下出生及成長,會增加呼吸器官疾病、阻礙肺功能的增長、並且有較高的智力偏低和學業落後的機率。
PM2.5長、短期暴露的影響
- 長期暴露於 PM2.5,會增加心臟病、中風、和肺部疾病的罹患率,並且引起病情惡化,促使老年及衰弱的患者過早死亡。
- 長期暴露於 PM2.5,會增加肺癌及多項其他癌症的罹患率。
- 短期暴露到高濃度的 PM2.5,使已經有心臟病、中風、和肺部疾病的院病人,在暴露後的數天到數周內,增加突然發作、需要急診、和過早死亡的機會。
PM10長、短期暴露的影響
- 長期暴露於 PM10,會增加哮喘、慢性肺部疾病的罹患率。
- 短期暴露於高濃度的 PM10,會增加哮喘、慢性肺部疾病者的急診和死亡的機會。
含過敏原顆粒污染物增加過敏病
- 暴露於含過敏原顆粒污染物,會增加過敏性疾病 (包括鼻炎、支氣管炎、氣喘、和皮膚病) 的機會。
台灣PM2.5空污的:來源、受風向和地形的影響、各縣市分佈
台灣 PM2.5 空污的來源
台灣的 PM2.5 空污:有超過三分之一,是來自於汽、機車等交通排放,影響全台,尤其是北部;有少於三成,是來自於境外,通常是發生在冬天當華北髒冷氣團南下,吹北風時;有四分之一,是來自於工廠、電廠等工業排放,嚴重影響中南部;其餘一成多,是來自於農業、居家、和大自然的排放。
台灣空污分佈,主要是受當地污染排放量、風向、和地形的影響
台灣四面環海,本來應該是很容易讓氣流將空污吹向大海;然而,島中央峻高的山脈會阻擋背風面地區空污的吹離。
台灣的PM2.5分佈會因為上述山脈因素,因此隨著季風方向而變化。在吹西南風時 (大約是 5 月到 9 月),全台灣普遍有較乾淨的空氣,高屏地區甚至往往比雲嘉南或北、中台灣還乾淨。在吹東北風時 (大約是 10 月到次年 4 月),一方面是因為華北髒空氣入侵較頻繁,更重要的是東北風在越過高山之後的沉降作用,使台灣西部當地排放的空污無法上升吹走,這兩個因素導致在東北風時全台灣普遍有較髒的空氣,對中南部影響更大,尤其是雲嘉南和高雄最嚴重。
台北市的空氣監測站,多設在離重要十字路口遠的高樓的頂樓,這會低估了許多市民的空污暴露量。一項台北市住宅與PM2.5研究顯示,低樓層(1-3樓),比中高樓層(4-9樓),PM2.5 濃度高出 10% 至 20%;如果住宅附近道路愈是寬大繁忙,細懸浮微粒濃度就會跟著增加。另一項研究顯示,在交通繁忙的時段,在台北市忠孝東路走路,其空污暴露量為搭捷運的兩倍。
2015年台灣全國各縣市的年平均PM2.5分佈
台灣各縣市的全年平均空污分佈,大致上是北台灣縣市較為乾淨,越往南部越髒。但是,宜蘭、花蓮、台東、和恆春,通常全年享受全台最佳的空氣品質。
2015 年台灣細懸浮微粒 PM2.5 的分佈,全國縣市,由骯髒到乾淨,依序為 (單位:微克/立方米):雲林縣 31.9、嘉義市 30.0、金門縣 28.5、臺南市 27.6、南投縣 27.6、高雄市 27、嘉義縣 26.7、彰化縣 26.1、臺中市 24.4、連江縣 24.1、苗栗縣 21.6、桃園市 21、新竹市 20.2、新北市 20.1、屏東縣 19.6、新竹縣 18.5、基隆市 17.6、澎湖縣 16.8、臺北市 16.5、宜蘭縣 15.1、花蓮縣 12.5、和臺東縣 10.4。
2015 年台灣的全國平均 PM2.5 為 21.9 微克/立方米;比 2013 年的 24.0、和 2014 年的 23.5,略有進步;但是比起世界衛生組織建議的 10.0,或台灣政府所訂的標準 15.0,都仍有大幅的改善空間。
個人如何減少暴露於顆粒污染物?
空污對健康的傷害,比食安問題還可怕得多。因為你可以選擇不吃可疑的食物、不喝可疑的水,但你很難不呼吸當地的髒空氣。
大面積的空汙控制,需要社會整體 (包括政府、企業、和社區) 的共同努力,台灣目前的重點應該在放於減少車輛、工廠、和電廠的排放。然而,個人還是可以採取一些措施,以減少在日常生活中顆粒污染物的暴露量:
一、 如何減少和開車有關的顆粒污染物暴露量
- 檢查自己擁有的車輛的空污排放程度,加以改善或汰舊換新,是利人利己。
- 當你購買你的下一輛車,考慮購買電動車、汽電混合動力車、或其他低排放車輛。
- 在都市中,車輛多的道路,往往是戶外顆粒空污濃度最高的地帶,尤其在交通高峰時段和堵車的地段。所以,可以考慮減少交通高峰時段開車;開車時也應盡量遠離冒黑煙的車輛。
- 乘車行駛時,當車輛多、堵車、或鄰近冒黑煙的車輛時,關閉自己的車窗和入風口,但要週期性的開窗或開啟入風口,以避免二氧化碳在車內積聚,引起睡意。
二、 如何減少在室內暴露於顆粒污染物 (其來源可以是室內或室外)
A. 以下措施,可以減少在室內暴露於室內產生的顆粒污染物:
- 室內顆粒污染物濃度最高的時段,通常在烹飪過程中發生。烹飪時要使用抽風機將煙霧排到室外。
- 不要讓任何人在家吸菸。孕婦和幼兒,最容易受二手菸和三手菸危害。
- 烹飪及燒熱水要使用電或瓦斯的爐火和熱水器,代替木材或煤。如果必須燒柴、煤,要確保柴、煤的品質,和排煙、通風的妥善。
- 切勿在室內不通風的空間使用炭爐、炭烤架、或炭加熱器。
- 室內燃燒蠟燭和香火要限制,只有在良好的通風下才燃燒。
- 避免使用具有松樹或柑橘味的空氣清新劑、清潔劑、和香水,因為它們可與臭氧反應形成顆粒汙染物和甲醛。
- 保持室內通風、乾燥。濕氣會促進黴菌和塵蟎等過敏原的生長。
B. 以下措施,可以減少戶外顆粒汙染物侵入你家:
- 每天上網查你住處的目前的空氣品質和預測。
- 當室外顆粒汙染物濃度過高時,要關閉門窗。
- 使用門墊、進門時換穿室內鞋、保持屋子打掃乾淨、使用高效率的真空吸塵器 (地毯) 和濕拖把 (地板),以避免地毯和地板上屯積土壤、花粉、蟑螂和動物皮屑等過敏原 (地面上的過敏原顆粒物會在被打擾時、再次懸浮)。
- 在空氣系統加裝高效率的過濾器,以濾除室內空氣中的顆粒汙染物。或採用高效率的便攜式空氣過濾淨化器。(註:過濾器無法排除臭氧等氣體汙染物)
三、 如何減少在戶外暴露於顆粒污染物
- 上網檢查目的地當前和預測的空氣質量水平。避免空污濃度很高時,做戶外活動。清晨 (交通開始繁忙之前),往往空氣質量較好,最適合戶外運動。
- 當散步、慢跑、騎自行車、和從事其他戶外活動時,避免接近顆粒物高污染源地段,如繁忙的道路或施工區。
- 使用園藝設備時,盡量採用電動的,取代油料引擎的。
結語:請多上網查詢你住處附近的即時空污檢測數據
Ref:
顆粒污染物,其流體力學直徑為 2.5 微米或更小的,被稱為 PM2.5。其中直徑小於 1 微米的超細顆粒,可以經肺泡進入循環系統、然後傷害全身器官。長期暴露於 PM2.5 空污,會增加心臟疾病、中風、或慢性阻塞性肺疾病、肺癌、及其他癌症的罹患率;而短期暴露,則增加急性的呼吸道感染、心臟病、中風的近期數天內的發生率,都會因此增加過早死亡的機率。利用衛星圖測量全球各地空污,以補地面偵測站之不夠普及,可以更正確估算全球空污分布和其對過早死亡的影響。有研究報告說,全球在 2010 年共約 330 萬人因室外空污而早死;國際能源機構則說,目前若以室內和室外的空汙合計,則每年約 650 萬人因此提早死亡,使其成為全球人類健康的第四大威脅。有研究說,長期暴露於很低濃度的 PM2.5,也會增加死亡風險;而且,暴露於空污,至少在長達三十年之後,對死亡率仍有影響。有研究換算,一天暴露於每 10 微克/立方米 PM2.5,對健康的危害約相等於吸 5.5 支菸。
顆粒物空氣污染的殺人途徑
顆粒污染物 (顆粒物,particulate matter 或 PM),是空氣中細小的固體和液滴的複雜混合物顆粒。各種顆粒污染物在化學組成、形狀、和大小,可以因排放來源、氣候、環境的不同而各有很大的不同。顆粒污染物含有酸、金屬、土壤、塵埃、硫氧化物、氮氧化物、碳黑等廣泛的健康危害成分。
顆粒的流體力學直徑是 10 微米或更小的,被稱為 PM10,它們可以通過咽喉及鼻腔和進入肺部。顆粒的流體力學直徑為 2.5 微米或更小的,被稱為 PM2.5,或微顆粒。和大於 2.5 微米的顆粒比較,PM2.5 可以穿透到更深的肺部。尤其是 PM2.5 之中,直徑小於 1 微米的超細顆粒可以經肺泡進入循環系統、進而傷害包括腦部等全身其他器官,甚至能經過母體而進入胚胎、進而傷害胎兒的正常發育。
暴露於顆粒物空氣污染,因而造成提早死亡,其最常見的路徑是:長期暴露會增加心臟疾病、中風、或慢性阻塞性肺疾病 (COPD) 、肺癌、及其他癌症的長期罹患率;而短期暴露,則增加急性的呼吸道感染、心臟病、中風的近期數天內的發生率:
- 顆粒物空氣污染會促發心臟、腦血管疾病的機制,可能是因為顆粒物引起全身性炎症、直接和間接地激活凝血、和超細顆粒物直接進入全身血液循環。其中對心血管系統的破壞效果較強,對腦血管的危害幅度較小。
- 暴露於顆粒物空氣污染也會使呼吸系統疾病惡化。其機制可能是通過氧化壓力和炎症,導致肺部結構和生理變異,造成肺功能下降、呼吸困難、和死亡。
2012 年報告:利用衛星圖測量全球各地 PM2.5,以估算其對全球死亡率的影響
一篇由加拿大 University of Ottawa 大學研究者發表在 2012 年 9 月 6 日網路版 Environ Res. 期刊的文章說,為了能更全面調查,研究者利用衛星遙感偵測,來評估全球各地 PM2.5 細微顆粒的空污濃度;然後用這些空污數據、和文獻上已知的每單位 PM2.5 造成的死亡率增加,來估算全球死亡率,受長期暴露於 PM2.5 空氣污染的影響程度。
估算結果發現:
- 由於全球許多地區並沒有設地面偵測站,本研究利用衛星遙感數據來計算全球 PM2.5,覆蓋面更完全,也導致發現有更多的死亡數可以被歸咎於 PM2.5。
- 本研究以衛星數據來計算,全球有 8.0% 的因心肺疾病的死亡、12.8% 的因肺癌的死亡、和 9.4% 的因缺血性心臟疾病的死亡,其理由可歸咎於 PM2.5。
2015 年的室外空污報告:全球在 2010 年,共 330 萬人因室外空污而早死;致命空污的四大排放來源是:居家燃料、農業、電廠、和交通
有一篇由德國 Max Planck Institute for Chemistry 機構研究團隊發表於 2015 年 9 月16 日 Nature. 期刊的文章說,依照全球在 2010 年的空污數據計算,共約 330 萬人因室外空污而早死,高於專家們 10 年前的預估。
研究人員利用:結合上述 University of Ottawa 大學在 2010 年的全球衛星掃描和當年全球各地的地面測量站所得到的數據、各地當年仔細的人口數據、已知的公共衛生專家對空氣汙染和提早死亡的關聯性的研究結果、和一個可靠的統計模型,來估計室外空氣污染物在全球所造成的提早死亡的數量。
結果發現:
- 在 2010 年,全球過早死亡人數的 6%,大約 330 萬人,是因為室外空氣污染所導致。這 330 萬人的數字是遠高於專家們 10 年前的預估。
- 其中最主要的空污殺手是 PM2.5 (次要是臭氧)。其殺人的途徑,約四分之三是經由增加心臟病發作和中風。
- 因室外空氣污染而早死的主要地區分布在亞洲。居首為中國的 140 萬,其次是印度的 64.5 萬,和巴基斯坦的 11萬。
- 根據繼續目前排放情景,由於空污嚴重的城市人口的增加、人口結構的老化、和空污對健康破壞的長期累積,估計到 2050 年,全世界因而早死的人數將加倍,達到每年 660 萬。
研究者說,他們的資料顯示,全球致命室外空污的來源,因地區而異。其四大來源是居家燃料、農業排放、電廠或工業排放、和交通排放。例如:
- 美國在 2010 年因暴露於空污所增加的早死人數,是 5.5 萬人;在各種早死原因中排名第 7。其中,因電廠排放佔 1.7 萬人居首,因農業排放佔 1.6 萬人居次。以地區看,在美國中部,主要原因是電廠排放;在美國西部城市則是交通排放;在美國東北部是農業排放。
- 整個歐洲、俄羅斯、日本、和韓國,農業排放是早死的頭號兇手。農業排放主要是源自化肥和動物的廢氨。氨會與燃煤電廠排放的硫酸鹽和汽車尾氣的硝酸鹽結合成顆粒。
- 在全球,農業排放造成 66.4 萬人提早死亡,僅次於居家燃料排放造成的超過 100 萬人。
(註:居家燃料排放的主要來源是較貧窮人口,在使用生物燃料、木材、和劣質媒,來取暖和做飯時,由於燃燒不全,所排放的含碳煙霧;其毒性高,且可以在室內累積很高濃度,以至於常常比室外空污更危險。詳見下節)。
2016 年的室內外空污報告:目前全球每年約 650 萬人因室內外空污,而早死 (主要發生地在中國和印度)
國際能源機構 (International Energy Agency, IEA) 在 2016 年 6 月 27 日說,目前全球每年約 650 萬人的提早死亡,可歸因於室內和室外的空氣汙染,使其成為全球人類健康的第四大威脅,僅次於高血壓、飲食不當、和吸菸。
目前,空污殺人最多的兩國,是中國和印度:
- 在中國,室外空污造成 100 萬人的提早死亡,室內空污則造成 120 萬過早死亡。
- 在印度,室外空污造成 59 萬人的提早死亡,室內空污則造成 100 萬過早死亡。
- 空污平均減少中國人民的預期壽命 25 個月,減少印度人民的預期壽命 23 個月。
國際能源機構說:
- 除非是世界各國對使用和產生能量的方式能被更迅速地改善,否則,因暴露於空污而引起的提早死亡的人數,將繼續上漲至 2040 年。其中,每年由於室外空氣污染造成的過早死亡,由目前的 300 萬,在 2040 年增加至 450 萬 (死亡人數的上升近 90% 將發生在亞洲)。但是,由於室內空氣污染引起的過早死亡,應當會從目前的每年 350 萬下降到 290 萬。
- 在工業化國家,有害的氣體排放量將繼續下降;而近幾年來,空污在中國減退的跡象也可能將繼續;但排放量在印度、東南亞、和非洲,可能由於能源需求的增長而將上漲。
- 高汙染國家應該增加其對能源的投資;例如,在燃煤發電廠加裝洗滌器配件、使用更多可再生能源、提高能源使用效率、和加強管制車輛排放。
長期暴露於很低濃度的 PM2.5,也會增加死亡風險
一篇由加拿大研究者發表在 2016 年 2 月 11 日 Environ Health. 期刊的文章說,即使在非常低的濃度的 PM2.5 空污,也會增加非意外死亡、因循環疾病死亡、及因呼吸疾病死亡的風險。加拿大享有比全球其他國家,相對低的空氣污染 (根據本研究,加拿大 PM2.5 平均是 6.3 微克/立方米,差不多僅為台灣平均的四分之一)。研究者利用 Canadian Community Health Survey 研究的 299,500 位加拿大居民資料,取得其個別居住地的衛星偵測的 PM2.5 資料、和其在 2011 年底以前的死亡資料,來估算暴露於低度 PM2.5 和各種死亡風險的關聯。
估算結果發現:
- PM2.5 暴露量每增加 10 微克/立方米,增加非意外死亡的風險 26%、增加因循環系統疾病死亡的風險 19%、增加因呼吸系統疾病死亡的風險 52%。
- 以上死亡風險的增加率,稍高於其他文獻在較高污染區所做的報告。
- PM2.5 暴露量一超過 0 微克/立方米,就會增加死亡風險,並沒有所謂暴露量安全範圍。
暴露於空污,至少在長達三十年之後,對死亡率仍有影響
一篇由英國 Imperial College London 學院研究團隊發表在 2016 年 2 月 8 日網路版 Thorax. 期刊的文章說,研究者調查了 367,658 英國人 (約占 1% 英國總人口) ,在 1971 年、1981 年、1991 年 (這三年測碳黑和二氧化硫,其汙染源來自燃燒煤和石油) 和 2001 年 (這年測 PM10) 的居住地區空氣污染濃度;並且調查受試者在 2002 - 2009 年的死亡率。結果發現,暴露於空氣污染,對死亡率的影響,在短期內最明顯,但是三十年後仍有長期影響:
- 空污短期健康影響最明顯:居住地區的 PM10,在 2001 年測得值每增加 10 微克/立方米,會在 2002 - 2009 年間,發現居民增加呼吸系統疾病死亡率22%、和增加心血管疾病死亡率 12%。
- 三十年後仍有長期空氣污影響:在 1971 年,居住地區黑煙和二氧化硫每增加 10 微克/立方米,與在 2002 - 2009 年間,造成全因總死亡率上升 2%、及因呼吸系統疾病死亡率上升 5% 有關聯。
空氣污染對健康的危害,等於每天吸幾支菸?
一篇由荷蘭研究者發表在 2016 年 4 月 30 日網路版 Environ Res. 期刊的文章說,研究者首先從文獻上取得 “抽菸量對四項健康風險的惡化的影響” 的數據;也取得 “各排放空污 (PM2.5、二氧化氮、碳黑) 濃度的增加量,對四項健康風險的惡化的影響” 的數據。然後,基於這兩者的使健康惡化的相等總和影響力,研究者將各排放空污量,換算成 “相等於的抽菸的支數”。這四項健康風險是:因心血管並提早死亡、罹患肺癌、肺功能(FEV 1)降低、嬰兒出生體重不足(足月出生時體重低於 2,500 克)。
換算的結果是:
- 居住地空污的禍害,以 PM2.5 (每 10 微克/立方米)、NO2 (每 10 微克/立方米)、或碳黑 (每 1 微克/立方米) 估算,各相等於每人每天抽 5.5、2.5、或 4.0 支菸。
- 以在歐洲大城市裡算是中等空污的荷蘭阿姆斯特丹市來說,住在主要高速公路附近,因空污的健康傷害,約相等於每天抽 10 支菸。
結語:死亡的風險,還是更加取決於生活方式整體
相對於其他健康風險因子,空氣污染的影響還算是較小。提早死亡的風險,還是更加取決於生活方式整體 (例如是否吸煙、有多少運動、是否超重) 及各種醫療因素 (例如是否有高血壓)。
Ref: