空氣清淨機的應用

近來居住空間空氣品質問題越來越受到重視，尤其是近年來有越來越多因為室內空氣不 良而引起不舒適或病症案例的發生，造成空氣清淨機的需求在全球市場均呈現穩定的成長。

一般國產清淨機普遍採用多種空氣清淨技術之組合；以下針對各種常見的空氣清淨技術原理 進行說明(Ao and Lee, 2005；Niu et al., 2001；Boelter and Davidson, 1997；Offermann et al., 1985；社團法人台灣室內環境品質學會，2010)：

1. 機械式過濾集塵：利用各種濾材以達過濾微粒的目的。HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air, HEPA）為機械式濾網之一種，機械式濾網之功能為清除固體微粒，一般空 氣清淨機常用的組合是初級濾網加上HEPA 濾網，初級濾網用於過濾較大灰塵，而細小灰 塵則由HEPA 濾網清除。

2. 靜電集塵：如靜電集塵器及靜電式濾網利用電場捕集帶電的微粒。

3. 離子產生器：釋放離子於環境中，當其與微粒結合後，該帶電的微粒隨即會被一些表面如 地板、牆壁、窗簾等所吸附。負離子是利用放電而產生，當原子或原子團得到電子而帶負 電荷即成為負離子，負離子附著於空氣中之微粒使其帶負電，而此帶電之微粒可與空氣中 帶正電之污染物質如灰塵、病毒、細菌等中和後沈降，進而達到清淨空氣的效果。

4. 吸附：利用各種吸附濾材以達吸附揮發性有機物(VOCs)之目的。目前活性碳纖維（Activated Carbon Fibers, ACF）由於體積小且置換容易，因此常被使用做空氣清淨機吸附濾材。吸附

（adsorption）是一種發生在氣-固相或液-固相間之界面化學現象。固體利用本身之表面 力，對流體中之物質產生親和力作用，使其附著於固體表面上，具此種表面力之固體稱為 吸附劑（adsorbent），被吸附的物質則稱為吸附質（adsorbate）。吸附過程中氣體分子失去 動能，而以熱的型式釋放出來，因此吸附為放熱程序，而吸附的逆程序稱為脫附

（desorption），為吸熱程序。影響吸附的因素相當多，主要為吸附劑、吸附質之特性及環 境因子三個主要因素；影響吸附能力的環境因子為溫度、相對溼度、吸附質濃度等 ，吸 附為一種放熱反應，溫度昇高時不利於吸附作用，吸附量自然會下降。相對溼度愈大，則 活性碳飽和吸附量愈低。吸附型濾材之飽合會造成效能下降或無效，甚至污染物脫附而形 成另一污染源。

5. UV+光催化：光觸媒是利用光線能量作為空氣淨化機制的原動力。光線照射激發二氧化鈦

（TiO2）表層的電子（e^-）脫離，留下電洞（positive holes， h⁺），電洞吸引水中的氫氧離 子，變成極不穩定的氫氧根（Hydroxyl Radicals）。為轉變成穩定狀況，氫氧根會與有機化 合物反應變成無害之CO2、H2O 釋放至空氣中。二氧化鈦為半導體的光觸媒，當使用波長 小於385×10^-9公尺的光源照射時可使其活性化，參與化學反應。常假設的化學反應為：

OH^- + h⁺ → OH O2 + e^- → O2

氫氧根和超氧離子(Super Oxide Ions)具有高活性，故可殺死和分解致病之微生物成基本元 素如 CO2、H2O，同時可氧化吸附在觸媒表面的揮發性有機物。但須注意，光催化可能產 生毒性更強之污染物，而光催化濾材也可能在使用一段時間後因毒化作用而失去效能。

6. 臭氧產生機：臭氧有極強的氧化性，當遇到細菌、臭味或有機物時能產生氧化反應，達到 清淨空氣之效果。臭氧由三個氧分子所組成，為無毒、無色而具 魚 腥 味 的氣體，其形成 是因氧分子經過紫外線的照射後分裂為兩個氧原子，而這兩個新產生的氧原子再藉由碰 撞、吸附的原理與氧分子結合，最後便產生臭氧。由於臭氧比氧氣多含有一個初生態氧原

子（O），因此有極強的氧化性，當遇到細菌、臭味或有機物時能產生氧化反應，達到清 淨空氣之效果。室內臭氧濃度如果過高，亦會對人體健康造成危害，人體暴露於臭氧可能 會有呼吸系統過敏、誘發氣喘患者氣喘、呼吸道發炎等負面影響。電子式空氣清淨機與離 子產生器通常會伴隨著臭氧的產生，特別是在不當的使用或保養時，可能會使空氣清淨機 釋放出較高濃度的臭氧。現行國際常用空氣清淨機檢驗標準對臭氧之釋岀通常無嚴格規 範，臭氧是一種強氧化物，已有許多的研究指出，暴露於不同濃度的臭氧下，會引起不同 的健康效應，包括單純的刺激反應、肺功能的下降甚至引起肺癌的發生。但須注意，臭氧 殺菌如運用不當，室內會有過多臭氧而與空氣中之不飽合碳氫化合物形成危害性更大之醛 類及奈米級超細微粒。

7. 奈米銀：將奈米銀粒子鍍於空調系統濾網材質表面，當奈米銀與細菌體接觸時，奈米銀粒 子可造成細菌無法代謝而衰竭死亡。

空氣清淨機在功能運作正常的情況下，是能夠有效地去除部分懸浮於空氣中的微粒，因 此空氣清淨機的使用有時候確實是能夠降低這些微粒對於健康所造成的危害。超細微粒之去 除應以其在空氣中數目濃度(Number Concentration)之減少作為去除效率之指標，以小微粒而 言，數目濃度之減少較能反應其對人體健康維護之功效。細小微粒之去除：現行檢測方式，

對於粒狀物之去除，以空氣中粒狀物重量濃度之變化來評估其效率，因此只要能去除質量大 的粒狀物即可達到良好清淨空氣輸出率 (Clean Air Delivery Rate，CADR)。CADR 是指每台 空氣清淨機每分鐘能製造多少立方英呎的清淨空氣，CADR 值越高即表示該台清淨機去除粒 狀物效能越好。但質量大的粒狀物卻不易經呼吸進入人體，反而質量及粒徑較小的粒狀物，

較易被吸入至肺部而形成健康危害，對於小於0.1µm 之超細微粒(健康危害較大，且空氣停留 時間久)之粒狀物之去除反而無法評估。

現行國際常用空氣清淨機檢驗標準無嚴格規範。長期使用後，空氣清淨機的效能可能會 有所改變，因此需要定期的維修保養。雖然氣狀污染物也可能造成健康的危害，但是在文獻 與法規標準上，對於這些清除設備的效能並無太多的探討與規範。部分的空氣清淨機產品會 宣稱其能夠有效地預防一些如花粉、室塵、霉菌、以及動物皮屑等所引起的過敏反應，然而

從學術的觀點而言，上述這些微粒由於其粒徑較大，因此無法長時間懸浮於空氣中，實際效 果可能不如預期。需特別注意空氣清淨裝置在釋出大量污染物及通風不足的環境下並不能發 揮作用， 只能作為附加空氣淨化方法。由於並非所有空氣都會通過空氣過濾器， 因此不能 完全除去室內的空氣污染物。獨立使用空氣清淨裝置並不能有效消除某些種類的污染物。不 含活性碳或鋁氧土等特別媒介的空氣清淨機， 並不可消除氣體污染物或臭味。至於花粉、屋 塵過敏原及一些霉菌， 除非懸浮在空氣中， 否則使用空氣清淨機亦不能除去。

選購與使用空氣清淨機時應注意：A.當不清楚個別型號電子淨化機排出的物質時，必須 加倍小心。B. 除非在無人的環境下作清淨空氣， 否則儘量避免使用臭氧機。C. 找尋適合自 己用途的型號，例如需要消除某種氣體，要挑選附有活性碳或沸石過濾網的型號，該過濾網 亦需定時更換。D. 若要隔除微塵，便要確保使用高效率微粒過濾網。E. 清新空氣量：裝置 的整體效能視空氣的通過量而定，注意循環量覆蓋範圍。F. 除了清淨機的價格外，亦要留意 更換過濾網及維修成本。G. 空氣淨化機的維修保養須根據製造商的指示進行，以確保發揮最 佳功效，使其延長使用壽命(社團法人台灣室內環境品質學會，2010)。

7.4 案例介紹

案例1. 通風施工瑕疵，一氧化碳中毒 3 死，建築師判刑：數年前台北縣永和一大樓因通風設 計不良，沒有依照規定設置排氣設計，發生一氧化碳流竄，導致住戶3 死 7 傷，台灣高等法 院更一審持續認定通風施工有瑕疵，判決建築師、工地主任3 到 4 個月的徒刑。經過調查，

發現一氧化碳的來源點是也中毒死亡、住在6 樓的宋姓女子家，在她死亡後，熱水器持續 24 小時產生一氧化碳，從管道間溢散至其他樓層。

案例2. 天冷關窗，兩老人一氧化碳中毒死： 81 歲的王老先生，疑似因為天氣太冷，關閉所 有門窗，在浴缸裡泡澡；但是因為陽 台 上 的 熱 水 器，沒 有 裝 上 強 制 排 出 的 管 子，加 上 門 窗 又 緊 閉 ， 瓦 斯 未 燃 燒 完 全 ， 導致一氧化碳瀰漫整間房子，造成老先生 中 毒 死亡，

連一名來訪的友人也不幸死亡。

案例3. 吃火鍋 27 人一氧化碳中毒：桃園縣一火鍋店，使用傳統燒炭式火鍋，事件發生日二 樓用餐區坐了八成，室內排風只靠角落兩具抽風機排風，致室內空氣品質差，造成廿七名顧 客一氧化碳中毒，為國內首次發生餐廳使用傳統炭爐造成食客集體一氧化碳中毒。當日的食 客在意外發生後，有人回想當日抽風機根本沒有運轉。

由上述的案例可得知，室內燃燒源與事務機產生源造成的問題，以燃燒源較直接且可能 立即危及健康與生命。而室內燃燒源中又以不當使用熱水器或瓦斯者毒原因造成一氧化碳中 毒最多，發生時間全年都有，但以每年冬天居多。此外，颱風來襲時，常會造成很多地區停 水停電，有些家庭就自備柴油發電機來發電，再加上門窗緊閉，常造成多例一氧化碳中毒的 事件發生。另外，燃燒蠟燭精油、電暖器使用不當也常造成一氧化碳中毒事件發生。預防一 氧化碳中毒須注意以下幾點：A. 門窗不要完全緊閉；B. 沐浴時間避免過長；C. 避免屋內燃

由上述的案例可得知，室內燃燒源與事務機產生源造成的問題，以燃燒源較直接且可能 立即危及健康與生命。而室內燃燒源中又以不當使用熱水器或瓦斯者毒原因造成一氧化碳中 毒最多，發生時間全年都有，但以每年冬天居多。此外，颱風來襲時，常會造成很多地區停 水停電，有些家庭就自備柴油發電機來發電，再加上門窗緊閉，常造成多例一氧化碳中毒的 事件發生。另外，燃燒蠟燭精油、電暖器使用不當也常造成一氧化碳中毒事件發生。預防一 氧化碳中毒須注意以下幾點：A. 門窗不要完全緊閉；B. 沐浴時間避免過長；C. 避免屋內燃