【亞洲政經瞭望】台灣霾害成因、境外汙染影響及兩岸空品管制交流契機
許中駿 (2014/05/07) 《台經月刊第37卷第5期》
霧霾，從氣象角度看，區分主要在於固體顆粒水分含量的大小，水分含量在90%以上的叫霧，水分含量低於80%的叫霾。霾（中國稱為霾，香港稱為煙霞），受到人類活動顯著影響的霾，又稱灰霾，霾中大多是有害物質，其有損人體的健康，吸入過量浮游在空氣中的塵埃或煙屑會損害心肺功能，長遠可能導致死亡。
霾害來襲時，PM10與PM2.5的觀測數據就會急速上升，PM是指空氣中的懸浮微粒，包含灰塵、毒物等物質，PM10是指粒徑在十微米(μm)以下的粒狀汙染物，PM2.5則是粒徑在2.5微米以下的細懸浮微粒。若以頭髮的直徑約在70微米左右來比較，PM10為頭髮的1/7，PM2.5的直徑約為頭髮的1/28，兩者都可以直接藉由呼吸穿越肺泡進入人體中，而血液中紅血球為六到八微米、白血球為12微米，換句話說，不論PM10或PM2.5，進入人體都能藉著血液循環系統遍布全身，對健康產生危害，其中又以後者對人體的影響更大。
PM2.5可能帶來的影響，除了前述所提對於人體健康的影響外，如：誘發呼吸道疾病、小兒佝僂病高發、傳染病多發，亦會對生態環境、安全風險和時間損失造成影響，進而影響整體經濟活動。在生態環境的影響方面，如：使能見度惡化、太陽輻射減少、阻礙植物光合作用和呼吸；在安全風險的影響方面，如：交通事故增加；在時間損失的影響方面，如：航空陸上運輸受阻或中斷。
細懸浮微粒之基本性質、來源與形成機制
PM2.5包含許多化學性物質，常見形成組成有原生性及衍生性有機碳(OC)、元素碳(EC)、硫酸鹽(SO42-)、硝酸鹽(NO3-)，及其他離子性物質等。一般而言，各個化學組成分之來源均不相同，若依其不同之來源分類，則可將大氣中之PM2.5區分為原生性氣膠(primary aerosol)與衍生性氣膠(secondary aerosol)兩大類。原生性汙染物具有較大的粒徑，而衍生性氣膠則由於來自於氣固相轉換所生成，因而其存在於較小粒徑之微粒中。
（一）原生性氣膠
原生性氣膠之定義為該成分主要乃由物理破碎或一次汙染排放所產生，其主要的化學組成分與來源，大致可分為自然界產出及人類行為產出等兩大類。自然界產生源，例如：海鹽飛沫、火山爆發、地殼岩石、風化微粒等；人類行為則以燃燒為主，其可能產生完全或不完全燃燒狀態，例如：石化燃料及工業排放、移動源廢氣、逸散源、營建工程之排放等。以上均會產生相當程度的原生性微粒貢獻，而微粒中的化學組成分，則包含了地殼元素（鈣、鎂、鋁、矽等）、離子（Na+、Cl-等）、EC、OC、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)等。
（二）衍生性氣膠
相對於原生性氣膠的直接排放，衍生性氣膠的來源則為原生性汙染物經由大氣化學作用所產生。這些大氣化學機制包含光化學反應、氣相均相反應、異相液相反應以及氣固相反應等複雜的機制。
複雜的大氣化學反應機制，牽動衍生性氣膠的產生，舉例來說：來自於原生性排放之氣體SO2與NO2，經由氣固相轉化形成低揮發性之氣體H2SO4與HNO3，再經過均相核化產生之細微粒後，最後凝結成長至粒徑為2.5μm之範圍內的細懸浮微粒。此外，氣固相轉化反應形成的低揮發性氣體，亦可能在已存在於大氣中的微粒表面，經由凝滴作用反應直接形成2.5μm範圍內的微粒。
歸納衍生性氣膠的成分，主要有：(1)硫酸鹽(SO42-)，其為原生性氣膠硫氧化物(SOx)經由均相或異相反應形成，而硫酸鹽(SO42-)的前驅物種即為硫氧化物(SOx)；(2)硝酸鹽(NO3-)，大氣中的硝酸鹽主要來自於前驅物種氮氧化物(NOx)氧化所生成，硝酸鹽可因大氣中鹼性中和物種的不同，而分別存在於不同粒徑的懸浮微粒中，例如：細微粒的硝酸鹽主要為HNO3與NH3（氨氣）反應所生成之細微粒所致；(3)銨鹽(NH4+)，其前驅物為氨氣(NH3)，而氨氣的來源主要為動植物殘體或排泄物，以及其他微生物的活動所產生，氨氣在大氣中的角色為大氣中酸性物質的主要中和物種，而大氣中氨氣存在的多寡，將影響懸浮微粒生成的量；(4)衍生性有機碳(OC)，大氣中的揮發性有機物（碳氫化合物）主要來自於人為石化業的排放、有機溶劑的使用，以及石油工業的逸散等，經由光化學反應，將使揮發性有機物進而氧化成為含碳之最終產物，此一含碳化合物即為衍生性有機碳成分的來源。
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