空氣污染物的特性和對人類健康的影響

空氣污染物 (air pollutants) 的特性和對人類健康的影響
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 主要的空氣污染物的特性為何？

2. 空氣污染的主要成因為何？

3. 開發中國家的城市住民要承擔哪些健康的風險？

空氣污染是人類生存和環境保護必須面對的挑戰。這個挑戰也不只是一個特定區域的現象，而是會引發全球關注的公眾健康議題。除了對於人體健康產生的影響，空氣污染還會對農作物產量、森林生長、生態系統的結構和功能、材料以及空氣能見度等產生負面影響。空氣污染物一旦釋放到大氣中，就可以借助風力與其他污染物混和，發生化學變化，並最終沉降在各種物質的表面。

各種空氣污染物的特性

目前環境管理部門衡量空氣品質的主要指標是六種最常見的污染物：懸浮顆粒物（suspended particulate matter，SPM）、二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）、一氧化碳（CO）、對流層臭氧（O₃）和鉛（Pb），都對人體健康構成危害。這些污染物被稱為標準污染物（criteria pollutants），世界衛生組織（WHO）建議根據這些指標確定有關人體健康的環境空氣品質標準。空氣顆粒污染物可以分為各種不同的可吸入粒子，包括細顆粒物和粗顆粒物，兩者的空氣動力學直徑（aerodynamic diameters）分別小於10 μm（PM₁₀）和 2.5μm（PM_2.5）。

直接排放到大氣中的污染物我們稱為初級污染物（primary pollutants），這些初級污染物在空氣中發生化學和（或）光化學反應後形成的污染物我們稱為二次污染物（secondary pollutantss）。氣候狀態和大氣成分對於初級污染物（如二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_X)、氨（NH₃）和揮發性有機化合物（volatile organic compounds, VOCs））如何產生二次污染物（如對流層臭氧（tropospheric ozone）和二次氣溶膠（secondary aerosols））的變動過程，有很大的影響。由於大氣可以四處流動，這些污染物產生的影響會擴展到離污染物出現源頭很遠的地方。

重要的初級污染物，除了上述提及例子之外，包括重金屬（如汞、鎘和砷），揮發性有機化合物（VOCs）（如苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙苯(ethylbenzene)和二甲苯(xylenes)），多環芳烴 (polycyclic aromatic hydrocarbons)（PAHs）和某些持久性有機污染物 (persistent organic pollutants, POPs)（如二英(dioxins)和呋喃(furans)）。可吸入顆粒物（particulate matter，PM）主要化學成分包括磷酸鹽、硝酸鹽、銨、有機碳、元素碳和土壤灰塵（由幾種礦物質元素組成）。這些空氣污染物都來自於石化燃料、生物質能和固體廢物的燃燒，而氨的排放則主要是來自農業用途。

對人體健康的影響

空氣污染對人體健康有多方面的影響。就以細顆粒空氣污染物為例，根據世界衛生組織（WHO）2006報告的估計，全球每年大約有240萬人由於吸入細顆粒空氣污染物而過早死亡。這包括大約80萬城市居民因吸入室外可吸入顆粒物 （outdoor urban PM₁₀）導致的死亡，以及160萬人吸入室內可吸入顆粒污染物（indoor urban PM₁₀）導致的過早死亡。但是，這項WHO研究還未包括與空氣污染有關的可能造成的所有死亡人數。圖一展示了世界各地不同地區每年因室外可吸入顆粒物造成的死亡人數。每年早死人數最多的是亞太地區的發展中國家。

圖一：2000年全球不同地區因城市室外可吸入顆粒物 （outdoor urban PM10）造成的過早死亡。 （圖片來源：《全球環境展望 4》（GEO4）p 52; Cohen and others 2004）

參考資料：
1. United Nations Environment Programme 2007: Global Environment Outlook – environment for development (GEO-4). （中文版：聯合國環境規劃署2007：《全球環境展望4 ——旨在發展的環境》）（http://www.unep.org/geo/GEO4/report/GEO-4_Report_Full_CH.pdf）
2. Cohen and others 2004: Mortality impacts of urban air pollution. In Comparative quantification of health risks: global and regional burden of disease attributable to selected major risk factor Vol. 2, Chapter 17. World Health Organization, Geneva.