PDF《细悬浮微粒（PM2.5） - 世界上最大的环境健康风险》

细悬浮微粒(PM2.

5) - 世界上最大的环境健康风险 细悬浮微粒(以下简称PM2.5)1 污染是世界上最大的环境健康风险 , 长期暴露下会提高发生肺癌、 中风、心脏疾病、慢性呼吸疾病、下呼吸道感染与哮喘等疾病的风险.估计光在

2010 年,全 球就有超过

300 万件早死(premature death)的案例皆是由 PM2.5 污染所造成2 .2013 年,国际癌 症研究署(International Agency for Research on Cancer, IARC)将悬浮微粒(particulate matter, PM)3 列为人类致癌物,并指出其为造成癌症死亡主要环境因素之一4 . 除了发电厂、汽车、工厂和其他来源的煤烟和粉尘会直接排放 PM2.5 外,二氧化硫(SO2)、氮氧 化物(NOX)与其他气体污染物质在经过化学过程后,也会於大气中形成 PM2.5 .不过,很多时候, 人们往往忽略了其实燃煤发电厂主要的 PM2.5 排放,正是来自其所排放的 SO2 与NOX.此外, 电厂还会排放大量的重金属,例如汞、砷、铅、镉、铬和镍. 台湾 PM2.5 VS. 健康风险 根繁Ｊ鹂掌分始嗖獗ǜ

2013 年年报,台湾所有空气品质监测站的 PM2.5 年平均浓度为 24μg/m3

5 ,为世界卫生组织(World Health Organization, WHO)标准的 2.4 倍6 . 在环保署

2012 年报告中,台湾 PM2.5 年平均浓度为 28μg/m3 ;

而在全台

22 个县市中,就有

4 个县市的年平 均浓度超过中国 35μg/m3 的标准7 .依ㄍ

2011 年的资讯显示,燃煤发电厂空气污染物质 排放每年会造成台湾约

900 件早死(premature death)案例8 .如果台湾依目前的规划兴建新的 8000MW 的燃煤电厂9 , 来自能源产业的空气污染排将增加 , 包含 SO2 增加 30% 、 NOX 增加 14%、 PM2.5 增加 26%、二氧化碳增加 40%10 ;

而每年因燃煤发电厂空气污染排放所造成的早死案例 也将增加至 1,200 件11 . PM2.5 的暴露程度对健康有显著的影响;

在台湾

2013 年PM2.5 年平均浓度下,罹患肺癌与儿童 气喘的风险就提高了 15%,中风、心脏疾病与慢性呼吸道疾病的风险则增加了 25%.12 因此, 选择减少空气污染排放的能源,如再生能源,才能保障公众的健康安全.

1 空气中存在许多污染物 , 其中飘浮在空气中类似灰尘的粒状物称为悬浮微粒(particulate matter, PM) , 而PM 粒径大小小於或等於 2.5 微米(μm) 的粒子,就称为PM2.

5 , 通称细悬浮微粒,单位以微克/立 方公尺(μg/m3 )表示.(资 料来源:环 保署http://air.epa.gov.tw/Public/suspended_particles.aspx)

2 Lim 等人,2012 年,A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to

67 risk factors clusters in

21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden Disease Study 2010,The Lancet. http://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736%2812%2961766-8/abstract

3 同14世界卫生组织(World Health Organization, WHO) 的网页指出国际癌症研究署(IARC)将悬浮微粒(PM)列为人类致癌物,并指出其为造成癌症死 亡的主要环境因素之ㄧ. http://www.euro.who.int/en/health-topics/environment-and-health/urban-health/news/news/2013/10/outdoor-air-pollution-a-leading-environment al-cause-of-cancer-deaths

5 环保署,2013 年,中华民国空气品质监测报告:

102 年年报,pp.1

6 世界卫生组织(WHO),2006 年,WHO Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide,pp.

9 7 环保署,2012 年,中华民国

101 年空气污染防制总检讨,pp.49

8 依美国环保署 (EPA),2010 年,悬浮微粒健康评估量化研究(Quantitative Health Risk Assessment for Particulate Matter)中之方法估算

9 台湾新建燃煤发电设施之资讯主要取自

2014 年初 CoalSwarm 机构的 Endcoal 计画(http://endcoal.org/plant-tracker/)与普氏能源资讯(Platts) 的全球电厂资料库(http://www.platts.com/products/world-electric-power-plants-database)

10 估算方式,请参考研究方法

11 美国环保署 (EPA),2010 年,悬浮微粒健康评估量化研究(Quantitative Health Risk Assessment for Particulate Matter)

12 Lim 等人,2012 年,A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to

67 risk factors clusters in

21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden Disease Study 2010,The Lancet.针对儿童气喘资料来自 Kan 等人,2005 年,Establishment of Exposure-response Functions of Air Particulate Matter and Adverse Health Outcomes in China and Worldwide,pp. 161. 台湾的燃煤发电厂和空气污染排放情况 台湾将近一半 SO2 排放量,25% NOX 排放量,10%细煤烟和粉尘排放量来自燃煤发电厂,而这 些物质正是 PM2.5 的主要来源13 ;

即便如此,台湾对於燃煤电厂空气污染物排放的标准并不严 格,比中国、日本、香港、美国和欧盟都来的散;

特别是 SO2,排放标准更是过於宽.举 例来说,台湾现有与新的发电厂可排放的 SO2,是中国标准的

5 倍;

旧的电厂可排放的 NOX, 是中国标准的

6 倍14 . 台湾燃煤电厂分布图15 橘色三角形 新建燃煤发电设施 黑色三角形 营运中燃煤发电设施 红色三角形 包含营运中与新建的燃煤发电设施

13 Kurokawa 等人,2013 年,Emissions of air pollutants and greenhouse gases over Asian regions during 2000-2008: Regional Emission inventory in ASia (REAS) version 2, Atmos. Chem. Phys., 13, 11019-11058.

14 台湾目前 SO2 的排放标准为 200ppm,中国的标准则为 40ppm (100 mg/Nm3 ). http://law.moj.gov.tw/Law/LawSearchResult.aspx?p=A&

t=A1A2E1F1&

k1=%E9%9B%BB%E5%8A%9B%E8%A8%AD%E6%96%BD%E7%A9%BA%E6%B0% A3%E6%B1%A1%E6%9F%93%E7%89%A9%E6%8E%92%E6%94%BE%E6%A8%99%E6%BA%96

15 台湾新建燃煤发电设施之资讯主要来自 CoalSwarm 机构的 Endcoal 计画(http://endcoal.org/plant-tracker/)与普氏能源资讯(Platts)的全球电厂 资料库(http://www.platts.com/products/world-electric-power-plants-database) 研究方法 为了解燃煤电厂所生成之 PM2.5 对人体健康的影响,本研究首先L集台湾营运中与计画新建之 燃煤电厂完整资讯;

委托哈佛大学 Daniel Jacobs 教授研究团利用 GEOS-Chem 大气化学模型 (www.geos-chem.org)量化,在不等数量燃煤发电厂的情境下,模拟地表悬浮微粒(PM)与臭氧的 浓度 ;

最后再依全球疾病负担研究(Global Burden of Disease, GBD)与美国环保署悬浮微粒健康风 险评估量化研究报告(Quantitative Health Risk Assessment for Particulate Matter)中之方法,纳入 台湾人口结构资料,评估燃煤电厂所生成的 PM2.5 对人体健康之影响.如下图: 注1. 本研究中所使用的燃煤电厂排放资讯主要来自普氏能源资讯(Platts)的全球电厂资料库 (World Electric Power Plants database)16 与CoalSwarm 机构的 Endcoal 计画17 的新发电厂位置图与 电厂资讯 ;

电厂的营运数(包含热效率与容量)大部份都来自碳监控行动(Carbon Monitoring for Action, CARMA)18 资料库;

至於部份电厂的热效率与容量数值则依电厂规模与蒸汽排放资讯估 算.因台湾电力公司的报告指出其燃煤发电厂的平均排放值远低於国家标准,所以台湾电力公 司燃煤发电厂的排放值皆以台湾电力公司

101 年的年报为准. 注2. 在不等数的燃煤电厂情境下 , 分析大气中空气污染物质分布情况,则委托哈佛大学 Daniel

16 普氏能源资讯(Platts)是全球领先的能源资讯提供商,它的全球电厂资料库中列出了全球燃煤发电厂的详细资讯.

17 Endcoal 计画自

2010 年开始,提供全球燃煤发电厂的资讯,包含位置、状态、规模、碳排量等资讯.(http://endcoal.org/plant-tracker/)

18 http://carma.org/ 空气中污染物质排放量 ? 哈佛大学Daniel Jacobs教授研究团利用GEOS-Chem大 气化学模型(www.geos-chem.org)来量化,在不同燃煤发 电厂情况下(注2),地表悬浮微粒(PM)与臭氧的浓度. 大气中物质分布情况与 化学反应 ? 根ㄍ迥壳坝酥杏朐ぜ菩陆ㄈ济旱绯е喙刈恃 (注1), 例如所在位置、空气污染物质排放情况等. 暴露於污染中的程度 ? 人口结构相关资料,例如年龄结构、受空气污染造成之死亡 等. 健康影响 ? 依相关科学研究之方法 (注3),评估PM2.5对人体健康之影响, 例如早死、罹患气喘等疾病之风险. Jacobs 教授的研究团所设计与执行的大气模型19 .首先,利用该模型就所有来自不同来源的 空气污染排放数械谝淮文Ｄ;

接著,去除来自燃煤发电厂的空气污染排放后,再进行第 二次模拟.第一次与第二次模拟结果的差异,就是燃煤发电厂会带来的污染比例.针对新建的 发电厂对空气品质的影响 , 则是将这些新发电厂的排放量加入现有全部不同来源的空气污染排 放,然后再次进行模拟,这次模拟结果与第一次结果的差异,就是新建的发电厂对空气品质的 影响. 注3. 评估台湾 PM2.5 年平均浓度对民众健康影响(主要针对罹患肺癌、中风、心脏疾病、慢性 呼吸道疾病之风险),主要依蚣膊「旱(Global Burden of Disease, GBD)研究中的整合风险 函数(integrated risk function)20 来估算.在估算台湾因燃煤发电厂空气污染物质排放所造成之健 康影响部份(主要针对早死案例),则依拦繁Ｊ鹦∥⒘＝】捣缦掌拦懒炕芯勘ǜ (Quantitative Health Risk Assessment for Particulate Matter)21 之方法来估算.

19 Daniel Jacobs 教授的研究团在模拟全球与地区大气组成,用於分析空气品质与气候应用上有相当丰富的经验且广受认可.他的团利用 GEOS-Chem 大气化学模型(www.geos-chem.org)来量化,在不同燃煤电厂情境下,地表悬浮微粒(PM)与臭氧的浓度.

20 Lim 等人,2012 年,A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to

67 risk factors clusters in

21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden Disease Study 2010,The Lancet

21 美国环保署 (EPA),2010 年,悬浮微粒健康评估量化研究(Quantitative Health Risk Assessment for Particulate Matter). http://www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/pm/data/PM_RA_FINAL_June_2010.pdf.该报告使用的方法则根 Krewski 等人,2009 年,Extended Follow-Up and Spatial Analysis of the American Cancer Society Study Linking Particulate Air Pollution and Mortality,Health Effect Institute 报告中之 资讯 ;

Krewksi 等人这份报告是针对 PM2.5 健康影响最大规模的流行疾病研究 , 而该报告之作者也提供相关使用当中资讯的建议给美国环保署. ........