境外移入污染物對台北地區空氣品質之影響

中國大陸的長程傳輸污染物除了容易惡化台灣北部空氣品質外,亦增加大氣中有害金屬與多環芳香烴化合物濃度(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)。在2013年,世界衛生組織將空氣污染物列為第一類致癌物;其中,細懸浮微粒(粒徑小於等於2.5 µm之微粒,又稱為PM2.5)粒徑小,容易進入呼吸道深處,對人體健康造成的不良效應更值得關注,且對於老人、兒童與心肺疾病患者等易感族群影響更大。全球每年約有百分之三及百分之五的心肺疾病與肺癌可歸因於PM2.5暴露,並導致每年全球約有420萬人因此死亡。無論短期或長期的PM2.5暴露皆會對人體健康造成影響;且PM2.5本身含有或表面附著的無機(如金屬、硫酸鹽)與有機(PAHs、戴奧辛等)污染物,亦會提高其毒性與對健康產生的衝擊。

大氣中的PM2.5主要來自於人為排放,其中以工業燃燒與汽機車廢氣最為大宗。台灣大氣中的PM2.5除了來自於本土排放外,亦會受到境外移入所影響。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(PM2.5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,國人經常會聽到台灣環保署發布來自中國大陸境外移入之霧霾與空氣品質惡化的訊息,而首當其衝的則是大台北地區近七百萬人口。因此,釐清本土污染源與境外長程傳輸污染物對台北地區PM2.5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。

本院國家環境醫學研究所(環醫所)長期致力於環境健康議題研究,尤其在空氣污染特徵組成、來源解析與國人健康影響等主題。本院環醫所許金玉協同研究員與陳裕政副研究員團隊曾於2014年至台北地區從事周界空氣品質調查工作,分別在人口與交通密集的永和區與較不密集的汐止區,進行冬、夏二季PM10與PM2.5 採樣,並分析其30種金屬與22種PAHs化學組成。利用逆軌跡模式(the hybrid single particle lagrangian integrated trajectory model, HYSPLIT)、正矩陣函數(positive matrix fraction, PMF)等污染源鑑定技術,搭配廣義線性函數中的邊際估計方法,估計台灣本土與長程傳輸的PM10與PM2.5質量濃度、金屬與PAHs在台北地區的影響比例。

研究發現,相較於大粒徑PM10 污染物,境外長程傳輸較易傳送小顆粒PM2.5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PM2.5的影響程度高於永和區。雖然台北地區PM2.5質量濃度有25%來自於中國大陸地區的長程傳輸,但大部分PM2.5仍是台灣本土污染源所產生,此成果與環保署擴散模擬資料結果(台灣PM2.5有30%是來自於中國大陸境外移入)相差不遠。就化學組成而言,經由長程傳輸而來之PM2.5有害金屬(鉛、鎘、砷)與PAHs (Benzo[a]pyrene、dibenzo[a,e]pyrene)的濃度,較本地污染源產生的高出約百分之九十。若解析這些長程傳輸PM2.5,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%)。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,但面對「無健康效應」安全閾值的PM2.5,國人仍須嚴肅以對,持續降低排放與減少暴露。例如,空氣品質不良事件發生前,發布危害預警以及防護建議、提倡搭乘大眾運輸工具與減少交通排放等措施。上述研究成果已刊登於Environmental Pollution(2019; 250:934-943)。

文/圖:國家環境醫學研究所陳裕政副研究員

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