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國外室內空氣品質相關管制及推行
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國內室內空氣品質管制及推廣
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國內自主管理制度推行
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文獻回顧-健康特性調查
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室內空氣品質相關污染改善對策
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各類型場所之常見的室內環境品質問題及建議改善措施
7
國內外文獻蒐集彙整

文獻回顧-健康特性調查

室內具有不同種類之空氣污染物質,包含CO、CO2、O3、VOCs、甲醛、懸浮微粒、真菌及細菌等,經國內外研究顯示,均對於人體會造成一定傷害,故有效掌握各項污染物可能對於人體造成不適情況,將為本團隊持續蒐集彙整之目標。其對健康影響如下說明:

(一)一氧化碳

一氧化碳是一種無色、無臭、無味的毒性氣體,主要來自燃燒不完全所致,分子量為28,沸點191.5℃,溶點205℃,在20℃條件下之蒸汽壓為1atm。而呼吸吸入則是主要曝露途徑。由於過去研究指出CO與人體血紅素的結合能力約為氧氣與血紅素結合能力的210倍,故當曝露在CO濃度越高,人體血中氧氣的含量越低,易造成缺氧、神經系統受損甚致死亡。一般室內環境中,拜香、烹飪、香煙、室外交通等燃燒源均為一氧化碳主要貢獻源,濃度對人體危害如下表所示。研究證實長時間缺氧而產生無知覺會造成器官的嚴重損害,在腦部組織學切片研究上,發現在腦部白質部份有廣泛大量的脫髓鞘作用,在蒼白球部份有對稱性壞死,在海馬角部份亦有壞死性損傷 (International Programme on Chemical Safety, IPCS, 1999);凡受過高濃度一氧化碳傷害而生還的孕婦,其新生兒多具有神經學上的續發病症,在腦部可能大量受到傷害。另外,吸煙的孕婦使胎兒長期在低濃度的羰基血紅素下,產生精神的不正常(Gosselin,1984);在人類毒性濃度部份,若人體暴露在650ppm的一氧化碳45分鐘,將造成血液中毒,若在30分鐘內吸入4,000 ppm,將立即死亡(Towers CV and Corcoran VA, 2009)。在Leeet al.(2003);Salam et al.(2005)的研究中,發現母親懷孕期間CO的暴露將可能造成新生兒體重降低和發展遲緩的風險,且在Bell et al. (2007)的研究中也發現CVD患者將會因CO的暴露而提高其住院率,顯示CO為影響人體健康的重要污染物,更會對不同族群造成不同類型、不等程度的健康效應。

 

表、一氧化碳對人體危害說明

濃度(%)

產生之症狀

0~10

多半因激烈肌肉運動過後,毫無癥狀或呼吸間隔減短

10~20

多半由於長期運動後,有輕微頭痛及氣喘現象

20~30

悸動性頭痛、暴躁易怒、情緒不穩定、判斷力減弱、記憶力不全、極易疲勞

30~40

嚴重頭痛、虛弱、噁心、嘔吐、眩暈、視覺朦朧、模糊不清及精神紊亂

40~50

幻覺、身體無法順利調節、呼吸加快

50~60

昏厥、昏迷、不時有痙攣抽搐現象、心動加快並帶有弱脈、全身及臉部蒼白或呈青紫色

60~70

昏迷程度加深、患者糞便及尿液失禁

70~80

深度昏迷、極弱或缺乏反射現象、極弱的脈搏、不正常的呼吸、全身完全靜止

80以上

呼吸停止且病人迅速死亡

(二)二氧化碳

二氧化碳是一種無色、無臭但略帶有酸味的氣體,是一種普遍存在大氣的氣體,該種氣種主要來自燃燒不完全或人類呼吸產生,分子量為44,沸點-78.5℃(1atm),溶點-56.6℃(5.2atm)。在一般公共空間中,室中CO2濃度的高低多和室內人員密度與通風換氣效率有關,因室外CO2濃度均在350-450pp遇間故當室內通風不良,且室內高人員密度時,將會使室內的CO2濃度逐漸增高,因此室內外CO2濃度的差常被用評估室內的通風效率。室內外CO2濃度差值越大代表通風換氣效率越差,亦表示污染物不易被移除,因此CO2也常被用於初步表示室內其他污染物是否有嚴重累積之參考依據。研究顯示,吸入含2%二氧化碳的空氣,將會使肺部的換氣增加50%;含5%的二氧化碳則增加100%並造成眩暈、頭痛、神志不清及呼吸困難;含7.2%的二氧化碳則增加200%;含8~10%的二氧化碳會造成嚴重的頭痛、出汗、視力不清及震顫,且持續暴露5~10分鐘後將可能失去意識(Thienes and Haley,1972)。高CO2的暴露會提高病態大樓症候群的發生風險,如喘鳴、胸悶、頭痛、眼睛乾濏、喉嚨痛或疲憊等症中(Apte et al., 2000;Kinshellaet al., 2001;Erdmann et al., 2004;Norback and Nordstorm, 2008),僅有少部份發現CO2暴露有較高之上呼吸道、中樞神精系統等疾病之盛行率(Reynolds et al.,2001)。然而,在CO2的資料中,可發現當CO2濃度低於1,616ppm時,均不會有顯著的健康危害。Kinshella et al.(2001)於美國小學校中,評估學校員工作單一換氣和可變式換氣兩空調系統空間的不適症狀,發現單一換氣部份時間換氣量不足,無法如可變式系統隨室內CO2 濃度變化調整其換氣量,以致單一換氣空間的人員鼻塞、喉嚨痛和頭痛等症狀風險較高。其他研究也發現在CO2濃度為1000 ppm以下的環境中,同樣隨著CO2濃度的增加而使其不適症狀比例提高(Erdmann et al.,2004)。

(三)臭氧

O3分子量為48g/mole,臭氧是一種淺藍色並具刺激性的氣體,室內的影印機、印表機等事務機、臭氧殺菌機的使用均為主要的來源;另外,因室外臭氧主要來自光化反應所生成,因此室外也是室內的重要臭氧來源,特別是自然通風的空間中。此外,市面上許多以O3為殺菌原理為殺菌機也可能是室內的O3貢獻源。研究顯示,當以每天3小時,每週6天連續12 週吸入0.5 ppm 之臭氧,將可能會造成肺功能明顯下降 (American Conference of Governmental Industrial Hygienists,ACGIH, 2007)。且發現呼吸道疾病幾乎是因高O3暴露所造成的,如氣喘(Fauroux et al., 2000;Ross et al., 2002;Millstein et al., 2004;Lin et al., 2008;Moore et al., 2008),也有少部份研究發現因O3具刺激性,而造成研究對象有眼睛刺激等症狀發生 (Apte et al., 2008;Buchanan et al., 2008)。此外,就本身患有氣喘的母親而言,發現新生兒在母親懷孕期間因高O3的暴露,造成有較高的氣喘發生率(Triche et al.,2006),而O3同時也是造成氣喘患者藥物使用及住院率增加的重要污染物之一(Millstein et al.,2004;Lin et al., 2008)。此外,Apteet al., 2008和Buchanan et al.,2008的研究指出,室外O3在中央空調系統環境中,仍可藉空調系統進入室內空間,且當室外O3濃度提高時,室內的O3和人員上呼吸道疾病、乾眼症、神經系統和頭痛的風險均提升。

(四)甲醛

甲醛是一種透明且具刺激味的氣體,一般濃度需達0.04 ppm時即可聞到甲醛。甲醛分子量為30,沸點19.5℃,溶點92℃,而室內的甲醛主要來自室內傢俱或建材表面黏著齊劑、壁紙、清潔劑,因此在新裝潢的室內環境中,甲醛濃度通常較一般環境高;此外,二手煙、油漆和烹飪亦可能是室內的甲醛來源之一。過去人類流行病學與動物毒理資料均證實甲醛的暴露,除會造成眼睛、皮膚、喉嚨的刺激外,更是導致人類罹患癌症的化學物質之一;IARC (International Agency of Research Cancer)已於2006年將甲醛列為明確的人類致癌物(IARC, 2006),National Toxicology Program 則將甲醛列為人類致癌物 (DHHS/National Toxicology Program, 2009),美國職業安全衛生技師協會 (ACGIH)則將甲醛列為疑似人類致癌物 (AmericanConference of Governmental Industrial Hygienists, 2008)。文獻顯示,甲醛暴露將可能造成異位性皮膚炎和氣喘等過敏性疾病的發生(Smedie and Norback, 2001;Rumchev et al., 2002;Matsunagal et al., 2008),高致癌風險也是因有高甲醛暴露所致(Li et al., 2008;Pilidis et al., 2009),且在甲醛的peer review文獻中,也發現甲醛的暴露不僅會造成異位性皮膚炎和氣喘,更已是明確的人類致癌物(Li et al., 2008;Pilidis et al.,2009)。

 (五)TVOC

TVOC係指蒸氣壓大於0.1mmHg的有機氣體總稱,如苯、甲苯或甲醛等。下表為常見的室內TVOC來源與種類,包含黏著劑、地毯、清潔劑、油漆、事務機的使用和辦公傢俱等,都是室內重要的TVOC來源。

表、常見的室內TVOC來源與種類

來源

主要的TVOC

黏著劑

甲醛、丁基醚、乙烯基環己烷、2-丙烯酸、丙二醇

地毯

4-苯基環己烯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、十二烷醇、乙醛

清潔劑

檸檬烯、異戊烷、異丙醇、乙二醇丁醚、1,4二氯苯

鋪地板油布

乙酸、已醛、己酸、戊酸、癸烷

辦公傢俱

甲醛、乙醛、乙酸丁酯、已醛、環己酮

油漆

甲苯、丙二醇、乙二醇、丙酸丁酯、甲基丙醇

使用事務機

苯乙烯、乙苯、二甲苯、2-乙基-1-己醇

橡膠地板

苯乙烯、十二烷、苯並唑、乙酸乙酸酯、環己烷

紡織品

甲醛、丙烯腈、乙醛、癸烷、十四烷

壁紙

萘、甲基吡咯酮、苯乙烯、酚類、己酸

窗簾

辛酸、癸酸、十二烯、異辛醇、萘

室內人員活動

二手煙中的苯類、檸檬烯、由體香劑、止汗劑等個人衛生用品中所釋放之各類矽氧烷化合物(如:環戊矽氧烷,聚矽氧化合物等)、乾洗衣物中釋放的四氯乙烯及從護手霜、身體乳液、化妝品及洗手液中所釋放Cl2至Cl6

(六)懸浮微粒

懸浮微粒係指飄浮在空氣中微小顆粒,依其粒徑分佈多可被分成粒徑小於2.5μm(10-6m)的PM2.5和粒徑小於10μm的PM10。過去的研究均指出懸浮微粒的暴露會造成人體呼吸道疾病,如氣喘、氣管炎和支氣管炎等,甚致是誘發肺癌(Greene et al.,2006),但其危害人體健康之嚴重程度則取決於微粒尺寸與表面所附著的成分。當微粒粒徑越小,越易進入人體的氣象或肺泡區,而其微粒表面附著成份大多可區分成金屬、有機物(PAHs或Dioxins等)和陰陽離子等。而室內的PM2.5、PM10來源主要為室內燃燒行為(如二手煙、廚房油煙)、室外交通源和室內裝修。

根據文獻顯示氣喘、過敏性鼻炎、肺功能下降和支氣喘炎等呼吸道疾病的發生,均與懸浮微粒暴露有關(;Lin et al.,2002;Korenstein et al.,2002;James et al.,1995;Stephen et al.,2003 ; Zanobetti et al.,2003;Penard-Morand et al., 2005;Bell et al.,2009;McCormack et al.,2009);此外,心血管疾病、心臟衰竭和慢性阻塞性心臟病也會因懸浮微粒的暴露增加而增加疾病發生或死亡的風險(Zanobetti et al.,2003;Maheswaran et al.,2005;Lin et al.,2009;Chen et al.,2004;Chiu et al.,2008;Yang et al.,2009)。而高懸浮微粒的暴露也會造成氣喘、心血管疾病、中風和總死亡率上升(Chen et al.,2004;Chiu et al.,2008;Yang et al.,2009)。

(七)真菌、細菌

生物氣膠是指一種具有生物性的顆粒,如毛髮、皮屑、花粉、病毒、真菌、細菌及塵螨等,其中真菌與細菌為室內常見的生物性污染物,真菌為一種具有細胞核、核膜及膜狀胞器的生物體,細菌則不具有細胞核、核膜及膜狀胞器,兩者粒徑可從1~100μm不等,粒徑範圍主要受兩因素影響:(1)隨時間其粒徑逐漸變小;(2)在濕氣較重的內,容易逐漸累加而變大。彙整之真細菌暴露造成之健康文獻中發現高生物性污染暴露(Wickman et al., 2003;Flodin and Jonsson, 2004;Gunnbjornsdo’ttir et al.,2006;Jaakkola et al., 2006)與呼吸道疾病發生率提高有關,如上呼吸道、過敏性鼻炎、氣管炎、支氣管炎等,其中又以真菌的相關文獻最為明確,在潮溼或有明顯霉斑、水害和霉味的室內環境中會增加過敏性呼吸道疾病的風險。若是住家室內環境中之濕度較高或是建材有明顯受潮現象,室內人員會出現較明顯的呼吸道症狀,且得到疾病的風險亦有偏高之趨勢(Gunnbjornsdottir et al., 2006),且會引發室內人員肺部功能下降,特別又以女性受到之影響較大 (Norback et al., 2011)。Jaakkola 學者研究發現,室內潮濕的現象會與孩童出現過敏性鼻炎具有相關(Jaakkola et al., 2010),且會增加孩童下呼吸道症狀產生的風險,及提高因氣喘而住院率(Belanger et al., 2003; Wever-Hess et al., 2000)。此外,自Fisk 學者等人之研究可發現,住家中濕度的高低與呼吸道疾病的發生具有直接性的關係,研究更指出建築物的受潮及發黴現象可能與各式呼吸道及氣喘相關,且疾病的發生率提高危本來的30~50% (Fisk et al., 2010, 2007)。除了住家外,其他室內場所,如學校或辦公室等人員需長時間活動其中的空間,過去研究也指出當此類環境潮濕或有明顯水害的建材暴露,其室內環境中的真菌濃度不但會增高,也會使長期待於此空間的人員有較高的機會罹患呼吸道疾病(Ebbehøj et al., 2005; Park et al., 2008)。綜合文獻回顧可知,在較潮濕或有明顯黴斑的室內空間中,其室內空氣的真菌濃度多偏高,且多會造成人員呼吸道症狀或疾病的發生。

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