一、 前言
1.1. 研究背景
細懸浮微粒(Fine Particulate Matters)，係指懸浮在空氣中氣動直徑小於 2.5 µm 以下 的粒子(以下簡稱 PM2.5)。PM2.5可分為自然界產出及人為產出這兩種，人為的來源又可 分為原生性有機碳、衍生性有機碳、元素碳及各種無機鹽類等，其反應機制都相當複 雜。
根據流行病裡學研究結果指出，長期暴露在 PM2.5的環境與肺癌的發生率、小孩肺 部發展遲緩、氣喘呼吸道病人的住院率、心血管疾病的發生及死亡率有關(Pope et al., 2002; Gauderman et al., 2004)，PM2.5對於人體健康有明顯的影響，濃度每增加 50 µg/m3，會增加 25％的呼吸道疾病死亡及 11％的心血管疾病死亡(Pope et al., 2002)。
有鑑於此，世界各國已開始建立有關 PM2.5的管制標準，而台灣也於 2012 年八月 起將 PM2.5納入管制標準。表 1. 1 為目前世界上已公布 PM2.5空氣品質標準制定現況的 國家及標準值，美國在 2006 年修訂空氣品質標準制時，訂出年平均濃度 15 µg/m3，日 平均濃度 35 µg/m3。我國於 2009 年開始針對 PM2.5空氣品質標準進行檢討及防治策略 的推動，表 1. 2 為 2011 年全台各縣市 PM2.5年平均濃度排序，平均濃度為 31.8 µg/m3，遠高於美國年平均濃度兩倍之高，因此台灣在 2012 年參考美國及日本管制標 準，針對 PM2.5進行中長期汙染管制策略。世界衛生組織(World Health
Organization,WHO)預計在 2015 年達成 PM2.5空氣品質減量目標為 20 µg/m3，2020 年達 成 PM2.5空氣品質減量目標為 18 µg/m3。
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表 1. 1 各國細懸浮微粒空氣品質標準制定現況。[環保署網站]
空氣品質標準 (µg/m3)
我國 WHO USEPA 加州 EU 澳洲 日本 加拿大 UK 新加坡 香港
施行日 2006/10 2006/9 2006/5 2008/5 2005 2009 2006 2004/12
PM10
年平均值 65 20 -- 20 40 -- -- 30 40 -- 55
24 小時平均值 125 50 150 50 50& 50* 100 50 50 150 180
PM2.5
年平均值 -- 10 15 12 25*** 8 15 -- 25 15** 35*
24 小時平均值 預警值 65 25 35 -- 25 35 30* -- 35 75*
備註：***為目標值於 2010 年 1 月 1 日生效，2015 年 1 月 1 日為空品標準值。
#限制一年不得超過 5 天。
&限制一年不得超過 35 天。
+加拿大 2010 年目標值。
**為 2014 年要符合年平均值之標準值。
☆香港環保署之建議值。
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表 1. 2 2011 年全台各縣市 PM2.5年平均濃度排序。[環保署網站]
multiplicatoin），其中正離子被電極吸收，負離子在電場作用下流向收集極板，此為微 粒充電的主要機制。主要機制有電場充電 (field charging) 及擴散充電 (diffusion charging) 兩種。電場充電主要對粒徑大於 1.0 μm（微米）之微粒有效；擴散充電則對 小於0.3μm 以下粒徑之微粒有效；在 0.3 至 1.0μm 間之微粒，兩種機制同樣重要。大 於 1.0 µm 以上微粒之飽和充電量隨著微粒之粒徑平方成正比，與電場強度亦成正比，
因此大微粒之帶電量多，易被收集。
目前市面上的靜電除塵器的種類，依據放電電極的幾何型狀分為線-管型和線-板 型；依據氣流流場流向可以分為立式和臥室；依據清灰的方式可分為乾式和濕式；依 據電荷方式集分離區域佈置可分為單區和雙區，如圖 1. 1、圖 1. 2、圖 1. 3、圖 1. 4 及 圖 1. 5 所示(王等人，2003)。
圖 1. 1 為單區靜電集塵器(a)及雙區靜電集塵器(b)(王等人，2003)。
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圖 1. 2 常見線式和板式集塵電極的幾何外型(王等人，2003)。
圖 1. 3 長芒刺電暈電極的結構(王等人，2003)。
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圖 1. 4 靜電旋風除塵器結構(1.高壓靜電、2.出氣管、3.放電電極、4.收集壁面、5.絕緣 礙子) (黃等人，2003)。
圖 1. 5 靜電+過濾網結構(1.高壓靜電、2.預電荷區、3.金屬網、4.濾料、5.支架) (黃等 人，2003) 。
靜電旋風集塵器是在旋風集塵器中放置高壓靜電放電電極，如圖 1. 6 靜電旋風集
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塵器主要電極形式和佈置方式；旋風集塵器的優點在於結構簡單及製作價格便宜，靜 電集塵器的優點在於對次微米的微粒有較佳的收集效果，結合兩種設計的優點，微粒 粒徑越大受離心力就越大，次微米微粒雖不受離心力影響，但受靜電力影響，便可以 提高微粒去除效率。
圖 1. 6 靜電旋風集塵器主要電極形式和佈置方式(a.圓形線狀電極沿除塵器軸線佈置、
b.圓形線狀電極沿排氣管四周佈置、c.直芒刺狀電極沿排氣管四周佈置、d.圓圈芒刺電 極沿排氣管高度佈置) (黃等人，2003)。