常見的空氣污染氣體

最近引起話題的電影《星際效應》中,假設人類在未來,將因為空氣污染而面臨生存問題,被迫移往外星球。近幾十年來,空氣污染越來越嚴重。實際上,不同的污染氣體會對健康與環境造成不同的影響,究竟目前常見的空氣污染有哪些?其產生因素為何?對人體有什麼影響?是值得關心的公眾議題。

國立高雄海洋科技大學海洋環境工程系林啟燦教授指出,空氣污染源分為移動源和固定源,移動源如汽機車、輪船,固定源如工廠、火力發電廠等;造成空氣污染的主要行為即是工業生產製程排放污染與汽機車排放廢氣。常見的污染氣體包括:氟氯烴、一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物光化學煙霧氧化物及氮氧化物等,對健康與環境都會造成傷害。

林教授表示,污染物又可分為原生污染物與二次污染物,原生污染物諸如由工廠、機動車、廚房等燃燒產生的碳氫化合物與氮氧化物,主要與燃燒有關。大氣中的氮氧化物與碳氫化合物等原生污染物,經紫外線照射進行光化學反應,產生光化學煙霧,包括臭氧與過氧醯基硝酸鹽(PAN),屬於二次污染物。

林教授解釋,光化學煙霧會導致能見度降低,一般講的霧是水蒸氣,水蒸氣造成的霧,太陽一出來就會蒸散,光化學煙霧則不會蒸散,就算是在大晴天的中午12點,看出去仍霧茫茫,即為光化學煙霧。

林教授指出,光化學煙霧對人體危害甚鉅,例如光化學煙霧中的臭氧(O3)是強氧化劑,相較於氧氣(O2),臭氧的氧化能力很強,吸入氣管時如同行燃燒作用,會傷害呼吸系統;在公共衛生學裡,臭氧濃度過高會導致支氣管炎、氣喘等病症。另外一類的光化學煙霧是過氧醯基硝酸鹽,這類的二次污染物就可能有致癌風險;因為它是微粒,直徑小於或等於10微米(PM10)者稱為懸浮微粒,直徑小於或等於2.5微米者稱為細微粒物(PM2.5)。比較大的顆粒能在鼻毛過濾或進到喉嚨時就被黏膜吸附,但比較小的細微粒就像氣體,吸到肺部的機率就越高,甚至進到肺泡、血液,因此健康風險較高。此外,過氧醯基硝酸鹽也會刺激眼睛及呼吸系統,導致「流眼油」等症狀。

另一常見空氣污染之危害為酸雨。林教授指出,當煤炭含硫量高,經由燃燒,硫加上氧氣就會變成SO2,SO2被水分子吸收就變成硫酸,成為酸雨的因子之一;例如火力發電廠與鋼鐵工業鍋爐都會燒煤。林教授提醒,南部6至8月經常下雨,較不會有酸雨;但10至12月降雨較少,空氣中累積很多酸根離子,許多是以微粒狀態懸浮大氣中,粒徑越小越不容易沉降,一旦濕度增高,這些硫酸溶解在雨滴裡,即成酸雨;所以秋冬季節,下雨的前15分鐘最好撐傘。

▲高雄煉油廠周界空氣品質看板(圖片來源:何彥廷攝)

(本文由科技部補助「海洋與環境變遷」執行團隊撰稿)

名詞解釋

過氧醯基硝酸鹽:過氧醯基硝酸鹽(Peroxyacetyl Nitrate;PAN 或 Peroxyacetic nitric anhydride),為光化學煙霧中的主要反應產物,屬二次污染物成分之一。這是空氣污染中的碳氫化合物和氮氧化合物,經陽光照射,產生光化學反應,從新生態氧、臭氧之作用開始,生成過氧碳氫中間化合物,最後生成乙醯過氧化物及過氧乙醯基硝酸酯等。PAN是光化學煙霧中刺激眼睛的主要成分並且致癌、傷害植物。1940年代,洛杉磯聖蓋博山谷(San Gabriel Valley)中農作物病變的研究中,發現了這種新型化合物,因此光化學煙霧又稱洛杉磯型煙霧。

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本文作者:王御風、熊逸軒

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