什麼是懸浮微粒?
懸浮微粒-指源自自然或工業的微小顆粒,可能對人類和環境造成危害。超細微粒也是半導體產業面臨的一大挑戰,為此,DAS Environmental Expert GmbH 提供不斷改進的解決方案,這些方案都經過多年實踐檢驗。
什麼是懸浮微粒?為什麼會對人類和工業造成問題?
微粒由懸浮在空氣中一定時間的固體顆粒組成。這些顆粒可能由有機物(例如細菌、真菌孢子、木屑、麵粉)或無機物(例如礦物纖維、玻璃、石塊)構成。空氣中漂浮的微粒是可吸入的,也就是說,它們足夠小,可以進入人體,沉積在肺部,甚至進入血液。這會對我們的健康造成嚴重後果。因此,懸浮微粒及其正確處理方法是工業和環境面臨的核心挑戰。
懸浮微粒的來源和特性
一方面,微粒來源可以是火山活動、侵蝕、風暴、海浪、授粉或森林火災等自然過程。然而,大氣中相當一部分微粒污染是由人為微粒源造成的,例如交通、農業、能源生產和工業過程。初級懸浮微粒直接在生成處釋放,燃燒過程即屬此類。而那些由氣態前驅物(如硫氧化物、氮氧化物、硫化氫、氨或揮發性有機碳氫化合物)經化學反應及/或在凝結核中累積,於後續階段形成的顆粒物,則稱為二次懸浮微粒。

懸浮微粒的粒度分類
懸浮微粒根據其尺寸被劃分為不同類別。此分類體系可追溯至1987年由美國環境保護署(EPA)頒布的《國家空氣質量標準之顆粒物》(簡稱PM標準)。同理,DIN EN 12341:2014標準將PMX類別的懸浮微粒定義為:「懸浮於環境空氣中,且能以50%截留效率通過空氣動力直徑為x微米(微米)之尺寸選擇性採樣入口的顆粒物」。
從健康角度來看,懸浮微粒的大小與類型,以及特定微粒的污染物含量,是關鍵判斷標準。粗粒粉塵(即「粗微粒」)會被鼻毛與鼻咽腔黏膜攔截,而懸浮微粒則會經由呼吸道吸入,直達肺部。
PM10類別的懸浮微粒,在EN 481及ISO 7708標準中對應所謂的胸腔分級。此類微粒可抵達肺部上層區域。PM2.5類別的微粒子(亦稱肺泡級別)則經氣管與支氣管輸送至肺部深層區域,該處纖毛上皮層較薄,使呼吸器官更難自我淨化。此類別亦涵蓋超細微粒分級(PM 0.1,粒徑<0.1微米);研究認為此類超細微粒甚至能經由肺泡進入血液循環系統。

懸浮微粒對健康的影響
粒度越小,越危險:懸浮微粒對人類和環境的影響取決於微粒的粒度、滲透深度及其化學成分。懸浮微粒可能含有鉛或汞等物質。再者,如碳氫化合物、硫或氮化合物等其他汙染物也會沉積在懸浮微粒表面。懸浮微粒對健康的影響 :它可能會引起或加劇呼吸道疾病,如支氣管炎、慢性阻塞性肺病 (COPD) 或氣喘。
根據世界衛生組織和歐洲環境署的資料得知,對健康的影響包括黏膜的刺激性、氣管和支氣管或肺泡的局部發炎、血管斑塊形成的增加、血栓形成風險的增加或自主神經系統的調節功能改變(心率變異)。超細微粒小於0.1μm;懷疑它們會致癌和引發炎症,對心血管系統造成持久損害。
減少懸浮微粒排放的立法
由於這些健康危害,過去幾年來,國際社會一直在努力降低空氣中的懸浮微粒濃度。此外,嚴格的職業健康規定也適用於採礦或鑄造廠等危險產業的員工。事實上,當工人在工作場所長期暴露、吸入微粒時,可能會造成嚴重的健康問題,如矽肺病、肺纖維化和肺癌。出於這個原因,對特別危險的微粒規定有職業暴露限制。此外,大多數國家都對最大懸浮微粒排放值進行立法。例如,在歐洲,自2005年起,PM10懸浮微粒成分的每日最高限值為50 µg/m3。每年超過該限值的次數不得超過35次,而允許的年平均值為40 µg/m3。對於PM2.5微粒子,自2008年起,整個歐洲必須遵守年均25 µg/m3的約束限值。在世界衛生組織的空氣品質指南中,建議的最高限值要低得多。根據德國聯邦環境署所稱,自1995年起,德國的懸浮微粒排放已大幅下降。因此,PM2.5的排放量已從1995年的22萬噸成功降低到2018年的10萬噸。
