執行單位：陽明大學環境與職業衛生研究所 計畫主持人：陳美蓮
共同主持人：宋鴻樟、毛義方、蔡詩偉 研究人員：林志鴻、林純吉、蔡佩憲 聯絡電話：(02)2826-7239
E-Mail：[email protected] Fax：(02)2827-8254
摘要
雖然空氣汙染的健康效應已有許多的研究報告，但是藉由完整的環境及個人暴露測 定來獲得更準確的暴露估計，再依據易感族群-氣喘學童之氣喘發作及嚴重度資料來調 查空氣汙染之健康效應的完整流行病學研究卻不多見。因此，本研究以台北市交通流量 高、中、低三種不同汙染程度地區的國民小學為研究範圍，探討國小校園酸性氣膠濃度 特徵，包括各校之差異以及季節之差異，此差異與交通流量之關係。再透過建立國小學 童的酸性氣膠個人暴露特徵，探討酸性氣膠暴露與學童氣喘之關係。
經選定願意配合採樣的學校共有八所-高與中交通流量地區的學校各三所，低交通 流量地區的學校有兩所。本計畫以環形固氣分離採樣器(denuder)與 mini-denuder 搭配鐵 氟龍濾紙分別進行環境與個人空氣採樣，另外以 Knudsen diffusion disk 被動式採樣器來 收集二氧化硫與二氧化氮，採樣後形成之酸性離子包括：氯離子、亞硝酸根、硝酸根及 硫酸根，則以離子層析儀進行分析，並以 pH meter 量測氫離子濃度。酸性氣膠、二氧 化硫與二氧化氮的採樣時間均為 24 小時。從 95 年至 96 年，本研究在這八所國小校園 共收集 113 個環境空氣樣本；在學童家中則是分別收集 40 個酸性氣膠的空氣樣本以及 67 個 SO2與 NO2的空氣樣本。學童氣喘之盛行率及嚴重度則以結構式問卷調查來收集 資料，第一階段盛行率問卷共收集 4952 份，第二階段氣喘嚴重度及上呼吸道健康問卷 共收集 1071 份問卷。
本研究結果顯示，校園環境空氣中酸性氣體以二氧化硫濃度最高(3.14 ppb)，酸性 微粒則以硫酸鹽濃度最高(18.47g/m3)。氣喘學童家中酸性氣體以氯化氫濃度為最高 (3.64 ppb)，至於酸性微粒在高交通流量地區是以氯離子濃度(9.06g/m3)為最高，中及低 交通流量地區則是硫酸鹽的濃度較高(中：7.53g/m3、低：6.38g/m3)。校園之二氧化硫、
二氧化氮與氫離子的濃度，在高交通流量地區(SO2：3.14 ppb，NO2：31.27 ppb，H+： 49.50 nmole/m3)分別是低交通流量地區(SO2：1.20 ppb，NO2：6.11 ppb，H+：14.71 nmole/m3) 的 2-5 倍，硝酸鹽與硫酸鹽的濃度(NO3-：1.88g/m3，SO42-：18.47g/m3)則分別是低交 通流量地區(NO3-：0.69g/m3，SO42-：8.82g/m3)的 2-3 倍；學童家中採樣結果則發現，
高交通流量地區所採集到氫離子的濃度(H+：14.54 nmole/m3)是低交通流量地區(H+：1.11 nmole/m3)的 14 倍，二氧化硫與二氧化氮的濃度(SO2：2.61 ppb，NO2：24.30 ppb)則分 別是低交通流量地區(SO2：0.63 ppb，NO2：8.96 ppb)的 2-4 倍，中交通流量地區之濃度 則介於高、低交通流量地區的中間。將校園與學童家中的採樣結果進行比較可以發現，
酸性氣膠之組成在校園及學童家中並不相同，若欲評估學童酸性氣膠暴露濃度，仍應以 兩者之採樣結果，再配合學童時間-活動分析進行暴露估計，最能反應真實暴露狀況。
另外，採樣結果若以季節加以分類可以發現，在春夏季各校園所採集到的酸性氣膠濃度 大致比秋季要來的高，尤其是氫離子濃度，在夏季(高交通流量地區 H+：96.03 nmol/ m3) 為秋季(23.59 nmol/ m3)的 4 倍，其他酸性氣體與微粒濃度是秋季的 1.5 倍。我國環保署 古亭監測站的資料大致上也是春夏季大於秋季，顯示台北市空氣汙染有明顯的季節變 化。
本研究依照學童在校園及家中的活動時間，配合本研究所測得學童就讀之校園及家 中濃度換算得到學童一天所暴露到酸性氣膠與二氧化氮的濃度。可以發現高交通流量地 區學童所暴露到二氧化硫、二氧化氮與氫離子的濃度(SO2：2.79 ppb，NO2：26.62 ppb，
H+：26.91 nmole/m3)分別是低交通流量地區學童的 3-4 倍(SO2：0.82 ppb，NO2：8.01 ppb，
H+：5.64 nmole/m3)，至於其它酸性氣體與酸性微粒的暴露濃度在高交通流量地區大約 為低交通流量地區的 2 倍。
由本研究酸性氣膠的量測結果，可以發現無論校園、學童家中酸性氣膠的濃度均與 交通流量呈現正相關，若依時間-活動分析所得之學童個人暴露濃度也與交通流量之高 低呈現一致的趨勢。因此，本研究推論台北市的酸性氣膠汙染物主要來自機動車輛排放 的貢獻，且八所學校學童所暴露到酸性氣膠濃度大致上與交通流量成正比，而不同季節 之酸性氣膠濃度則有明顯之變化，大致上以春夏季大於秋季。
在健康效應方面，本研究發現台北市國小氣喘學童大部分屬於輕度氣喘疾病，平均 每月氣喘發作比率約為 20%，以春季(3、4 月份)發作頻率較高。若以上呼吸道症狀出現 之次數與嚴重度來看，氣喘學童均顯著高於非氣喘學童。再從上呼吸道症狀與交通流量 的關係來看，全部學童出現「流鼻水次數」、「流鼻水嚴重度」、「鼻塞嚴重度」及「疼痛 嚴重度」均與交通流量有顯著關係，均以高交通流量地區為最高，中交通流量地區為最 低。再將氣喘與非氣喘學童分開來看，則氣喘學童出現氣喘發作機率、「鼻塞」、「頭痛」
及「疼痛」的次數及嚴重度，均顯著地以低交通流量地區為最高。非氣喘學童在「流鼻 水」、「喉嚨痛」及「疼痛」的次數及嚴重度則均以高交通流量顯著地最高。
本研究發現，交通流量與各校園及學童生活周遭的酸性氣膠高度相關，並且顯著地 影響高交通流量地區學童之上呼吸道症狀出現的頻率及嚴重度。至於低交通流量地區可 能受溫泉地區其他酸性氣體的影響，其氣喘學童上呼吸道症狀出現的頻率與嚴重度反而 最高，這部分需要進一步探究其原因。
Abstract
Studies have reported the associations between health effects and air pollution, but few studies have a complete exposure assessment from environmental and personal sampling to evaluate the health effects for susceptible school children. In order to determine the exposure profile for primary school students and to determine health effects of air pollution, this subproject proposed to measure acid aerosol and particle toxicity. We also used dispersion models of traffic pollution to measure the temporal and spatial variation of air pollutants for asthmatic primary school students. A questionnaire survey for collecting information on health status and asthma attacks and biomonitoring were also conducted.
The purpose of this subproject was to determine acid aerosol exposure of the study subjects. This study aimed to analyze the relationship between the concentration of acid aerosol and traffic density. The spatial and temporal variation of acid aerosol were also determined to clarify the relationship between increments of acid aerosol exposure and the occurrence of asthma.
Primary schools in Taipei city had been categorized into high, medium and low traffic density groups. Environmental and personal acid aerosols were sampled using Chemcomb™
model 3500 and ChemPass® model 3400, respectively. Passive SO2and NO2samplers were also used to determine personal SO2and NO2exposure. All samples were analyzed using ion chromatography.
The exposure data for each student was calculated using time/activity pattern analysis.
There was a positive relationship between acid aerosol concentrations and traffic density. The prevalence of upper respiratory tract symptoms was correlated to acid aerosol levels
contributed by automobile emissions. Meanwhile, the prevalences of asthma and other upper respiratory tract symptoms were highest in the highest traffic density area. The findings suggest the health effect of acid aerosol exposure of asthmatic school children.
Keywords：Acid aerosol, Exposure assessment, Asthmatic children, Health risk assessment, Air pollution