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技術專文

表 1、污染物濃度與污染副指標值對照表 [1] 圖2、PM2.5直驅肺部深處示意圖 [2] 圖3、中科廠區PM2.5年排放量估算

AQI指標 O 3 (ppm) O 3 (ppm) PM2.5 (μ/m ) 3 PM10 (μ/m ) 3 CO (ppm) SO 2 (ppb) NO 2 (ppb)
8小時平均值 小時平均值 (1) 24小時平均值 24小時平均值 8小時平均值 小時平均值 小時平均值 PM2.5能輕鬆突破人體鼻腔、咽喉、氣管、支氣管的層層把關， VEX (有機排) 40%
直接抵達肺部，並透過肺泡浸入血液循環，在人體內四處流竄。 AEX (鹼排) 4%
SEX (酸排) 55%
良好0~50 0.000-0.054 - 1.1-15.4 0-54 0-4.4 0-35 0-53 空氣中含有不同大小的懸浮微粒 第2關 鼻腔&咽喉
IMP (酸鹼混排) 1%
PM0.1 可捕捉、排除大於
普通51~100 0.055-0.070 - 15.5-35.4 55-125 4.5-9.4 36-75 54-100 PM2.5
50微米的懸浮粒子
PM2.5-10
對敏感族群不健康 0.071-0.085 0.125-0.164 35.5-54.4 126-254 9.5-12.4 76-185 101-360 第3關 氣管
101～150 第1關 鼻毛
可捕捉、排除2.5-10
可捕捉、排除10-50
對所有族群不健康 0.086-0.105 0.165-0.204 54.5-150.4 255-354 12.5-15.4 186-304 (3) 361-649 微米的懸浮粒子 微米的粗懸浮粒子
151～200
肺腺癌
第4關 支氣管、肺部
非常不健康201～300 0.106-0.200 0.205-0.404 150.5-250.4 355-424 15.5-30.4 305-604 (3) 650-1249
2.5微米(含以下)的細懸浮
危害301～400 (2) 0.405-0.504 250.5-350.4 425-504 30.5-40.4 605-804 (3) 1250-1649 微粒，可一路過關斬將， 此外，2.5微米 含以下 的細懸浮微粒，還可通過肺部，
直接進入肺部深層，並且 進入血液循環系統，周遊全身，影響心、肝、肺、腎
危害401～500 (2) 0.505-0.604 350.5-500.4 505-604 40.5-50.4 805-1004 (3) 1650-2049 在此沉積 及大腦等重要器官健康。

聯合國世界衛生組織(WHO)的調查
圖1、PM2.5直徑示意圖 [2]
指出，2012年死於空氣污染相關 設備，選用防制設備時應考量之因
圖4、CVD製程電熱式LSC處理流程
疾病的人口達七百萬，也就是全球 素有：
每八位死者中就有一人的死因可以
– 顆粒大小及重量分布
歸咎於空氣污染，比起因愛滋病、 EXHAUST FAN
PM2.5粒子直徑只有頭髮1/28，以及花粉的 – 所要處理的廢氣量及其微粒負荷
糖尿病和車禍所加起來的死亡人數 FEED P Inv. EXHAUST
1/10，一般口罩根本擋不住。 F
還要多。 – 廢氣的溫度及濕度
H OUTLET – 集塵效率
SCRUBBER
台灣癌症基金會指出，2017年十 INLET
SCRUBBER
大癌症死因排名首位的「肺癌」， N 2 – 微粒是否有回收價值
WATER
平均每57分鐘就奪走1條人命，它 – 操作及建造成本
細海砂 人類頭髮 PM2.5 CDA
更是十大癌症中「醫療支出最高、
直徑約90微米 直徑約60微米 泛指空氣中所有直徑小於2.5微米的細懸浮微粒 防制設備通常依粒狀物粒徑尺
死亡率最高、晚期發現比例最高」
寸、特性及處理風量不同而選定適
的癌症，堪稱癌症之王，吸菸容
合之集塵方式，大致可分為重力
易得肺癌是常識，吸菸、吸二手 CDA
式、離心式、濕式洗滌、濾袋過
菸，罹患率都較正常人高出10至
粒，這些超細微粒比PM2.5更能深 不是毒性最重要因素，但是PM2.5 濾式、靜電式等，其中常見粒狀
13倍，但弔詭的是，台灣吸菸比例
入肺泡，而進入人體血液內造成傷 在呼吸道引起的肺部局部發炎反 CIRCULATION 污染物防制設備包括重力沉降室
已降一半，肺癌卻增加3、4倍，原 PUMP P
害。 應，可以導致全身性發炎，甚至 (Gravity Settling Chamber)、旋風
來空氣污染才是重要原因。2013 引起心血管疾病等。換句話說， WASTE
位於美國的獨立研究機構「健 集塵器(Cyclone)、濕式集塵器、
年10月，世界衛生組織 (World PM2.5可以經由間接發炎反應，將
康影響研究所」(Health Effects 袋濾室(Bag House)、靜電集塵器
Health Organization, WHO)的國際 微粒在肺部的發炎效應轉移到全
Institute, HEI)在2013年指出，大 (Electrostatic Precipitator, ESP)等
癌症研究機構(International Agency
氣微粒數目主要決定於PM0.1，而 身，如 圖2所示。 五種。各種粒狀污染物防制設備比
for Research on Cancer, IARC)正
PM0.1數目濃度很大，所以表面積 半導體廠房PM2.5的來源有哪些 能提高反應腔溫度，氣體通過反應 其中，燃燒後副產物SiO 2 (powder) 較及其適用時機如 表2所示。
式將室外空氣污染列為重要致癌因
相對也大，許多有害物可以吸附在 呢?2014年中科廠區執行PM2.5 腔，廢氣高溫氧化裂解，再將裂解 因LSC處理效率不佳，導致粉末累
素，並再個別評估空氣污染的主要
上面，所以其危害可能更大。 煙道排放調查，廠區煙道PM2.5 後產生副產物，透過水洗去除，其 積在後端酸排風管內，造成阻塞與
成分後，將PM2.5列為「第一級致 目前廠區PM2.5防制技術與設備
癌物」，其引發肺癌的風險更勝二 「美國流行病學期刊」(American 排放比例主要來源為酸性廢氣系 流程如 圖4所示，三個處理階段化 PM2.5逸散問題，本研究希望藉由
手菸。 Journal of Epidemiology)也指出， 統(SE X , 5 5 %)及揮發有機廢氣 學式反應如下： LSC出口段安裝粒狀污染物防治設 針對廠區Wet Bench高溫硫酸酸槽
大氣微粒數目濃度比質量濃度更能 系統(VEX, 40%)，如 圖3所示。 備來解決此問題。 製程所產生之大量硫酸銨鹽微粒問
一般人可能會認為PM2.5只是飄浮 – 第一階段入口段水洗：
反映微粒毒性，值得注意的是， SEX PM2.5來源以單一風管排放 題，經過多年研究改善，目前使用
在空氣中類似灰塵的微粒，為什麼
PM0.1吸附在微粒表面的有害物 量(質量濃度×風量)數據，前三名 之技術與設備如下：
相較於臭氧(O 3 )、二氧化硫(SO 2 )、
質，許多的是可進入周邊血液的可 製程來源為CVD、FE-Bench、BE- – 第二階段燃燒： 文獻探討
二氧化氮(NO 2 )等空氣污染物，會
溶性化學物質，比PM2.5更容易被 Bench。 主機台(SU3X00)裝設濕式洗滌塔
對人體健康造成如此大的傷害呢？
吸收到全身的循環系統。 粒狀污染物防治技術
其實PM2.5包含PM0.1 (小於0.1微 本次研究為中科廠區CVD製程所使 – 第三階段出口段水洗： 廠內目前使用現址式濕式洗滌塔
米的超細微粒)，也就是奈米級微 雖然微粒能夠穿透肺泡的數目可能 用的電熱式LSC，處理原理是以電 溶於水 不同粒徑的污染物決定不同的防制 (Local wet scrubber)來處理單片式
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