什麼是細微粉塵?

細微粉塵-源自天然或工業的微小顆粒,可能對人類和環境有害。細微粉塵也是半導體產業面臨的困擾,對此,達思DAS Environmental Expert GmbH提供了久經多年考驗但仍在不斷改進的各種解決方案。

什麼是細微粉塵?為什麼會對人類和工業造成問題?

粉塵由懸浮在空氣中一定時間的固體微粒組成。這些微粒可以由有機(如細菌、真菌孢子、木材、麵粉)或無機(如礦物纖維、玻璃、石頭)材料製成。在空氣中任意飄飛的微粒子是可吸入的,也就是說,它們小到足以進入人體,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,細微粉塵及其正確的處理方法是工業和環境面臨的核心挑戰。

細微粉塵的來源和性質

一方面,粉塵可能源於自然過程,如火山活動、侵蝕、風暴、海浪、授粉或森林火災。然而,大氣中很大一部分粉塵汙染是由人為粉塵源造成,如交通、農業、能源生產和工業製程。原生細微粉塵會在其產生的地方直接釋放;燃燒過程就是這種情況。如果透過化學反應和/或沉積作用,使硫和氮氧化物、硫化氫、氨氣或揮發性有機碳氫化合物等氣態前驅物,於後期在凝結核中形成微粒,這就稱為二次細微粉塵。

粉塵顆粒的粒度分類

粉塵微粒根據其粒度而分為不同的類別。這可以追溯到美國環保署 (EPA) 於1987年推出的《國家微粒物質空氣品質標準》(簡稱PM標準)。同樣,DIN EN 12341:2014將PMX類別的細微粉塵定義為「懸浮在環境空氣中的微粒物質,當其空氣動力學直徑為x µm(微米)時,通過粒度選擇性採樣入口的效率為50%」。

Relative Size

從健康的角度來看,粉塵微粒的粒度和類型、特定粉塵的汙染物含量都是關鍵標準。粗顆粒(「粗粉塵」)會被鼻毛和鼻咽腔黏膜捕獲,而細微粉塵微粒則會被吸入呼吸道而抵達肺部。

PM10類別中的細微粉塵相當於EN 481和ISO 7708標準中所謂的胸部。這些微粒會進入肺部的上層區域。PM2.5類別中較小的粉塵微粒(也稱為肺泡部分)會通過氣管和支氣管進入肺部深處,該處的纖毛上皮沒有那麼厚,因此呼吸器官很難進行自我淨化。這也包括超細微粒部分(PM 0.1,粒度 < 0.1μm);一般相信這些微粒甚至會通過肺泡而進入血流裡。

細微粉塵對健康的影響

粒度越小,越危險:細微粉塵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。粉塵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粉塵微粒表面。細微粉塵對健康的影響如下: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。

penetration of particles

根據世界衛生組織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。

細微粉塵減排的立法

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細微粉塵濃度。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、吸入粉塵時,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,對特別危險的粉塵規定有職業暴露限制。此外,大多數國家都對最大細微粉塵排放值進行立法。例如,在歐洲,自2005年起,PM10細微粉塵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,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,德國的細微粉塵排放已大幅下降。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