1-1 研究背景
據美國蠟燭協會（National Candle Association, 簡稱 NCA）估計，1990 至 1999 十年間無香味蠟燭、芳香蠟燭及宗教用蠟燭之整體銷售量共成長 10~15%，
其中芳香蠟燭之年平均成長百分比更高達22 % (NCA, 1999)。相同趨勢亦可發現 於我國，其中尤以芳香蠟燭最為顯著，其進口量已從 1990 年之 51,138 公斤，
增加至2003 年之 1,588,717 公斤，成長幅度高達 33 倍 (經濟部, 2004)。直至最 新的調查，芳香蠟燭的年銷售量高達2 億美元，且有 70 %以家庭使用為最大宗 (NCA, 2011)。根據 Unity Marketing 對蠟燭以及家用香料的市場經銷研究指出，
芳香蠟燭為家用芳香產品的主要選擇，其銷售量達8.4 十億美元(Home Fragrance
& Candle Market Report, 2005)。因此，從廣大的市場佔有率及銷售量來看，芳香 蠟燭顯然在室內環境中成為不可或缺的生活用品之一。
芳香蠟燭其成分主要由「石蠟」及「精油」所組成，兩者皆含有大量之碳 氫化合物。目前已知碳氫化合物在燃燒不完全的情況下會排放大量的多環芳香烴 碳氫化合物（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，簡稱PAHs），對室內空氣品質 影響甚鉅，並可能造成呼吸道及肺部疾病(Dockery et al., 1993; Pope et al., 1999)。
為防範一般大眾於使用芳香蠟燭過程中PAHs暴露所造成之健康危害，在擬定合 適之控制策略之前，實有賴正確的量測，以瞭解蠟燭燃燒時之PAHs排放量其逸 散特徵。然而過去的研究探討芳香蠟燭之使用與PAHs排放關係尚十分有限。Lau 等探討不同成分之蠟燭於暴露腔內進行燃燒，於固定氧濃度與無紊流之燃燒條件 下，探討16種氣相 PAHs之排放情形 (Lau et al.,1997)。Fine等於暴露腔，固定換 氣率為100 L/min情形下，探討蠟燭在正常燃燒、黑煙燃燒（sooting）與悶燒情 形下，18種固相PAHs之排放特徵 (Fine et al., 1999)。相對的，關於室內環境中使 用芳香蠟燭之研究方面，Wallace等曾利用即時監測的方式，針對居家環境常見 的11種可能產生固相PAHs的來源進行研究，結果發現香茅蠟燭所排放之PAHs濃 度不容忽視(Wallace et al., 2000)。Wayne等針對不同種類之蠟燭探討其固相PAHs 排放情形，利用Photo-charging（PC）operating直讀式監測器量測固相PAHs濃度，
此外，芳香蠟燭所含的精油成分不僅含有揮發性有機物質 (Volatile Organic Compounds, VOC) (Kubatova et al., 2002; Sridhar et al., 2003)，其燃燒後亦會產生 大量VOC，因此評估芳香蠟燭燃燒過程中，VOCs之排放與分布是不容忽視的。
VOC中又以BTEX (Benzene, Toluene, Ethylene, Xylene) 最常被研究。尤其以 BTEX 中「苯」，早已被IARC界定為Group 1為確定致癌物質。歷年來探討芳香 蠟燭之使用與VOCs排放特徵之相關研究並不多，經整理及分析發現蠟的種類成 分對揮發性有機污染物之生成影響甚大(Lau et al., 1997; Fine et al., 1999; Gelosa et al., 2007)；此外，蠟燭成分亦會影響其排放特徵(Radian et al., 1978; Zhang et al.,
1999; Smith et al., 2000)。綜合上述，探討芳香蠟燭之原料組成與不同環境條件 下，其VOCs逸散實有其必要性。
亦有學者曾探討相對溼度對於燃燒蠟燭所排放之微粒影響，結果發現所產生 之微粒粒徑隨著相對溼度增加而增加(Li and Hopke, 1993)。Fine et al. (1999) 則探 討不同的燃燒狀態下其粒徑分布之變化情形。Zai et al. (2006) 利用相關之氣膠動 態特性(例如擴散、沉降機制)解釋其實驗結果，結果發現不同燃燒方式會影響奈 米微粒之粒徑分佈特徵。綜觀前述可知，燃燒蠟燭所產生之奈米微粒逸散特徵 (如粒徑分布、濃度變異等)與蠟燭燃燒型態、蠟燭消耗量及暴露腔之混合機制有 關。理論上燃燒所產生之奈米微粒多是低蒸氣壓之氣態物質冷凝後產生，在不同 精油添加比例下之混合物其在溫度、壓力、溼度等特性表現上應與純物質有所不 同(Poling et al., 2001)。Evelyne et al. (2008) 亦發現，燃燒芳香蠟燭所產生之奈米 微粒其粒徑較燃燒石蠟時小，因此，芳香蠟燭精油添加比例多寡是否影響有害物 質其粒徑大小及濃度變化，目前尚無此相關研究。故有關不同原物料組成及環境 因子與有害物質其粒徑分佈特徵之相關性仍有其必要性。
近年來，室內環境污染物的暴露對健康效應的影響已成為公共衛生的所關注 的議題之一。過去研究發現於室內環境燃燒蠟燭會產生超細微粒(UFPs)(Hussein et al., 2006; Matson, 2005; Gehin et al., 2008)。依據國際放射防護委員會 (ICRP，
International commission on Radiological Protection) 建立不同肺部區位之沉積率 的模式來看，粒徑小於100 nm 之微粒會以擴散機制沉降於肺泡區(Alveolar)比例 為最高(約 50 %)(ICRP, 1994)。UFPs 主要透過吸入方式進入人體，當這些微粒進 入人體後很容易與生物組織起反應，造成呼吸道、心血管、及肺部疾病的發生 (Dockery et al., 1993; Pope et al., 1999; Donaldson et al., 2002; Klot et al., 2002;
Kreyling et al., 2004)。根據相關蠟燭文獻指出，蠟燭在不同燃燒狀況下，穩定燃 燒方式會逸散大量UFPs (Fine et al., 1999)，由於人的活動時間有 85 %會待在室 內環境(Klepeis et al., 2001)，以芳療業者為例，如果長時間待在室內工作且為換 氣不佳之工作場所，長期吸入蠟燭燃燒產生之UFPs 恐有健康危害之虞。過去曾 有文獻去探討環境條件(相對溼度)對蠟燭燃燒過程所產生之微粒粒徑增長現象 (Li and Hopke, 1993)，但尚未針對不同空氣置換率下之微粒粒徑與個數濃度變化 情形進行探討。由於芳香蠟燭其成分主要由石蠟及精油所組成，兩者皆含有大量 之碳氫化合物，理論上當碳氫化合物在燃燒不完全情況下，會產生碳黑微粒(soot particle)，且有文獻指出燃燒芳香蠟燭所排放之碳粒其含量與精油添加量有關 (USEPA, 2001)。因此，添加精油之芳香蠟燭於燃燒下排放之微粒可能因燃燒特 性不同造成粒徑分布及個數濃度的改變。
1-2 研究目的
1. 探討不同組成成分之芳香蠟燭燃燒時，PAHs 排放情形與成分特徵。
2. 探討不同組成成分之芳香蠟燭燃燒時，VOCs 排放情形與成分特徵。
3. 探討不同組成成分及環境條件(換氣率)，芳香蠟燭燃燒產生之奈米微粒之粒 徑分布特性及排放特徵。
4. 探討不同組成成分及環境條件(換氣率)，芳香蠟燭燃燒產生之奈米微粒在呼 吸道內不同區域之個數濃度與表面積濃度。
5. 推估芳療業者使用芳香蠟燭後之呼吸道終生平均每日暴露劑量（Life-time Average Daily Dose, LADD）。