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臺灣空氣污染微型監測之現行建置盤點（一）

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文/王瑋彤 中心助理研究員

    王瑞庚 中心助理研究員

前言

    「紫爆是什麼？台灣君何處惹來的『塵埃』，12張圖細說台灣霧霾怎麼來（Yulin，2015）」、「PM2.5紫爆 空污究竟誰的錯？（許碩穎、鄭勝元，2016）」、「PM2.5紫爆 高屏地區連續8天（余曉涵，2016）」。近年來，紫爆、空氣污染、PM2.5等詞語時見於新聞標題，灰濛濛的天空儼然已成為身處其下的普羅大眾共同關注之焦點。所謂「紫爆」，主要指的是過去臺灣空氣品質指標（PSI）中「非常不良」，或者PM2.5達到「非常高」的狀態[註1]，臺灣近年的「紫爆」事件，大多數是PM2.5超標造成的。圖1為行政院環境保護署空氣品質監測網的測站空品資訊示意圖，可以看出2016年10月29當日，中南部多處地區已達「紫爆」等級。

 

aging popu 105 1109 7.jpg圖1：中南部多地區達紫爆等級示意圖

 

     造成紫爆的主要元兇之一的細懸浮微粒（fine particulate matter or PM 2.5），意指粒徑範圍在2.5μm或以下的懸浮微粒（particle matter），而懸浮微粒即為最主要的空氣污染物之一（IARC, 2016：431-438）。PM 2.5與罹患肺癌與心血管疾病高度相關，其污染與致死率間的劑量與反應關係也已經有相當多研究成果，Kim et al.（2015：141）與Hoek et al.（2013：13）回顧涵蓋1974年至2014年的多篇研究，細懸浮微粒健康影響已獲得證實。綜論而言，長期暴露於細懸浮微粒濃度每增加25μg /m3的環境下，總死亡率提高6%、心血管疾病死亡率提高11%（王建楠、李璧，2014：199-200）。最新在地研究發現，臺灣盛行的肝癌也與PM2.5有關，當本島與澎湖PM2.5濃度各增加13.1μg/m3和0.73μg/m3時，罹肝癌風險就提高2成2（Huang, Y. T. et al., 2016：18）。

      PM 2.5過去受限於技術等因素，較其他主要污染物的研究與管制要晚，近年來各國才開始積極建立標準管制（周崇光，2010：4；鄭尊仁等，2011：5-6）。臺灣也於2012年5月14日公布細懸浮微粒濃度標準，不可否認的是2013年至2015年PM2.5濃度在全國有改善趨勢（圖2），但從圖中可以看到2013年至2015年臺灣30個手動測站中，僅恆春測站達到WHO年均10μg/m3標準，僅陽明站、恆春站、臺東站、花蓮站達到環保署年均15μg/m3標準（行政院環境保護署，2015a：2-65-2-76）。雖然2015年8月環保署公布「清淨空氣行動計畫」（行政院環境保護署，2015b：11-36），預計2020年直接PM2.5排放減少15,354公噸（佔19.8%）、PM2.5之主要衍生源SOX減少32,960公噸（佔28%）、NOX減少172,554公噸（佔43%）；但按照目前嚴重程度而言，此減量估計也只能讓全臺灣平均從22μg/m3降至18μg/m3，臺灣多數地區距離「呼吸乾淨空氣」仍是前路漫漫。

 

aging popu 105 1109 7.jpg圖2：2013-2015年臺灣手動測站PM2.5濃度

 

      由於PM2.5污染已經被民眾高度關切，從風險溝通的角度而言，亟需更精緻的資訊，現有的官方測站雖然已能證實污染嚴重，並提供模擬推估作為政策用途；但未來若要更精確地掌握跨域污染監測與對特定高污染地區實施空氣品質淨區，對於中央、地方政府與民眾而言，更多、更密集的監測是相當具有貢獻的。官方測站礙於高額成本及法定的站址選定、採樣口原則，設置數量有限，監測的是較大區域的空氣品質資訊；但一般民眾最關心的，往往是生活周遭直接影響健康的空氣污染狀況，官方測站發布之資訊日漸無法滿足民眾對於小尺度環境的空氣品質資訊需求（行政院環境保護署，2016：2）。也因此，許多民間機構、團體與科學社群於近年開發不少微型監測設施，並透過網際網路上傳、公開資訊；環保署也預計在2017年增設約10,200個空氣品質感測點，以強化空品的大數據蒐集（行政院環境保護署，2016：43）。

微型監測與物聯網應用

      微型監測（或稱微型感測），意指藉由有別於官方測站標準設備的微型監測器來偵測空氣污染物、溫溼度等，微型感測裝置從感測器、偵測原理、到機制設計均有多種樣態，是一種仍在發展中的技術；但不論其開發的具體細節為何，微型感測器的普遍特徵是具有高解析度、即時監測、可長期儲存污染物濃度監測資料、便於攜帶，利於民眾及時瞭解所處環境之空氣品質（蕭育仁、林育德、李彥希、薛丁仁，2015：42）。

      微型感測器之用途除了隨時隨地偵測環境異常狀態，更能藉由感測器間的彼此連動與應急處理串連起空氣污染偵測物聯網（謝孟玹，2015）。透過統合散落各處的裝置資訊並呈現系統全貌，能促進更深層且多面向的資料分析、應用與加值，有助於精確決策與對未來規劃，是為智慧城市具體應用的一環（行政院環境保護署，2016：2）。[註2]目前國際上空氣污染偵測物聯網建置成功並收有成效的案例包括荷蘭阿姆斯特丹及美國芝加哥（行政院環境保護署，2015c）。

 

相關文章：

臺灣空氣污染微型監測之現行建置盤點（二）：比較官方測站與微型監測

臺灣空氣污染微型監測之現行建置盤點（三）：微型監測的象徵意義與未來發展

 

 

註解：

(1) 016年12月1日之前，臺灣使用PSI指標，PM2.5借採英國DAQI指標，因此「紫爆」有兩種情況，即PSI紫爆或PM2.5紫爆。以DAQI標準，PM2.5濃度超過71μg/m3達到紫爆等級；2016年12月1日開始實施AQI空氣品質指標（Air Quality Index），變成PM2.5濃度超過150μg/m3才為紫爆等級（洪敏隆，2016）。

(2) 各國對於智慧城市的定義不一，通說為將互聯網、物聯網技術導入在新一代的城市基礎設施建設，提高節能能力，講求高效率生活，建設對地球環境友善的城市（沈振江，2015：1）。

 

參考文獻：

  1. Hoek, G., Krishnan R.M., Beelen, R., Peters, A., Ostro, B., Brunekreef, B., & Kaufman, J.D. (2013). "Long-term air pollution exposure and cardio- respiratory mortality: a review" Environmental Health 12(43): 1-15.
  2. Huang, Y.T., Yang, H.I., Liu, J., Lee, M.H., Freeman, J.R., & Chen, C.J. (2016).　" Mediation Analysis of Hepatitis B and C in Relation to Hepatocellular Carcinoma Risk." Epidemiology 27(1): 14-20.
  3. IARC (2016). "IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans." Outdoor Air Pollution 109：1-448.
  4. Kim, K.H., Kabir, E., & Kabir, S. (2015). "A review on the human health impact of airborne particulate matter." Environment international 74: 136-143.
  5. Yulin（2015）。〈戀戀風塵－紫爆是什麼？台灣君何處惹來的「塵埃」，12張圖細說台灣霧霾怎麼來〉。關鍵評論網：https://www.thenewslens.com/feature/PM2.5/33147。2017/01/04檢索。
  6. 王建楠、李璧伊（2014）。〈細懸浮微粒暴露與心血管疾病:系統性回顧及整合分析〉。《中華職業醫學雜誌》21（4）：193-203。
  7. 生活中心（2016）。〈南部一早就紫爆！彭啟明：中南部空污夢魘來了〉。三立新聞網：http://www.setn.com/News.aspx?NewsID=193880。2017/01/17檢索。
  8. 行政院環境保護署（2015a）。〈中華民國空氣品質監測報告104年年報〉。取自行政院環境保護署網站：http://www.epa.gov.tw/ct.asp?xItem=11613&ctNode=31951&mp=epa。2017/01/17 檢索。
  9. 行政院環境保護署（2015b）。〈清淨空氣行動計畫（104 年至 109 年）〉。取自行政院環境保護署網站：http://air.epa.gov.tw/Download/UpFile/2015/CleanAir.pdf。2017/01/17 檢索。
  10. 行政院環境保護署（2015c）。〈物物相聯 網網相接 多層式微型感測物聯網　改善空氣品質〉。取自行政院環境保護署環保新聞專區：http://enews.epa.gov.tw/enews/fact_Newsdetail.asp?InputTime=1041127115209。2017/01/04檢索。
  11. 行政院環境保護署（2016）。〈環境品質感測物聯網發展布建及執法應用計畫〉。行政院環境保護署空氣品質保護及噪音管制處提供。
  12. 余曉涵（2016）。〈PM2.5紫爆 高屏地區連續8天〉。中央通訊社：http://www.cna.com.tw/news/firstnews/201611195002-1.aspx。2017/01/04檢索。
  13. 周崇光（2010）。〈「細懸浮微粒」：空氣品質管理的新重心〉，《中央研究院週報》（1276）：4-6。
  14. 洪敏隆（2016）。〈「紫爆」將消失？環署棄PM2.5指標整合AQI〉。蘋果即時： http://www.appledaily.com.tw/realtimenews/article/new/20161129/1000252/。2017/01/17檢索。
  15. 許碩穎、鄭勝元（2016）。〈【隱形殺手】PM2.5紫爆 空污究竟誰的錯？〉。TVBS NEWS：http://news.tvbs.com.tw/health/686963。2017/01/04檢索。
  16. 鄭尊仁、吳焜裕、陳保中、郭育良、吳章甫、林先和、李崇德、陳主智、何文照、趙馨、周崇光、葉哲雯、謝安琪、劉季鑫、溫婷雯、林孟宏、顏雅慧、陳秉鈺、陳存軒、陳邦誠、蔡穎傑、陳郁茹、陳月詩、陳美（2011）。《空氣品質標準檢討評估、細懸浮微粒空氣品質標準研訂計畫》（99年度「環保署/國科會空污防制科研合作計畫」NSC 99－EPA－M－001－001－）。臺北：行政院環境保護署。
  17. 蕭育仁、林育德、李彥希、薛丁仁（2015）。〈環境室內空氣品質監測用電子鼻：微型氣體感測器〉，《國家奈米元件實驗室奈米通訊》22（3）：40-43。

 

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