緣起與背景說明

第一章 前言及研究目的

奈米技術在環境及各個領域均有很大的運用潛能，但是也可能會產生新的環 境及人體健康危害的問題。奈米微粒的監測與控制技術，以及奈米技術的環境安 全衛生議題，國際間已有許多法規、標準及指引的進展，但仍有許多研究正在進 行中。我國環保署永續發展室在國家型奈米計劃的經費資助下，針對環境中奈米 物質的量測及分析技術的開發相關研究，歷經工研院(兩期)、清華大學(一期)及交 通大學(六期)等單位的執行。本期為民國 99 年起開始的國家型奈米計劃第二期第 4 年，其重點工作內容包括：持續開發具創新作法及應用可行性高的量測及特性描 述分析技術，該技術必須包括環境中奈米微粒採樣技術及檢測分析技術，期使能 與國際水平相當或更為前瞻有競爭力；使用採樣技術必須有效增加微粒收集量，

提昇傳統分析方法之偵測極限與準確度；檢測分析方法必須能直接分析微粒成分，

提高檢測分析品質及能力。此外必須符合「環保署環境奈米科技第二期六年規劃 藍圖」中所訂定的目標及策略，目標充分發揮奈米特性利基且具環境效益的創新 應用技術，策略以創新領先代替迎頭趕上，開發具永續發展、能解決國內或國際 弱勢人民或地區問題，提升人類優質生活的關鍵、核心及實用技術。基於上述目 標及策略之達成，本計畫書中針對預定開發技術目前國內外發展狀況、技術標竿 (benchmark)等有完整回顧及指出預定領先之量化技術指標。

1.1 緣起與背景說明

奈米技術在各個產業的應用越來越重要，商業化奈米產品愈來愈多(NIOSH, 2009; Tsai and Pui, 2009; PEN, 2010)。根據統計至 2010 年為止，奈米相關的消費性 產品已高達1000 項以上，涵蓋食品及飲料，家庭及園藝，健康、衣物及美容，汽 車，電子及電腦，工具，小孩用品及其它(PEN, 2010)，其中較常見產品有化粧品、

防晒油、塑膠強化劑、防菌塗層、自淨的建材及防臭含奈米銀的襪子等不勝枚舉。

當奈米產品為我們的生活帶來便利的同時，其在製造的過程中，工人是否會暴露 在有奈米物質逸散的環境下？或產品使用時是否會釋出奈米物質，造成一般大眾 的暴露？這些議題是許多政府及研究單位現階段正在進行的重點研究。美國萊斯

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大學International Council on Nanotechnology (ICON)資料庫 nanoEHS Virtual Journal 統計2000 到 2010 年間有關 EHS 全球同儕審查的期刊文章，發現共已發表了 3361 篇，其中與人造奈米微粒有關者就佔了 89.6% (3013 篇) (International Council on Nanotechnology 網站)，且呈逐年大幅成長的趨勢。可見世界各國無不投入大量的 資源，研究奈米技術EHS 的問題。

在奈米技術EHS 的法規及標準指引方面，世界上主要先進國家與組織已有許 多進展(蔡，99 年度-1)。美國環保署透過毒性物質管理法(toxic substance control act, TSCA)執行奈米物質的產前通知 (Pre-manufacture Notice, PMN)及顯著新使用通知 (Significant New Use Rule, SNUR)以管制奈米物質。歐盟將奈米物質視為化學物質，

並利用化學品管理條例(Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals, REACH) 制度全面管制奈米物質及其相關產品。REACH 規範製造者和 進口者對於每年製造量或使用量高於1 噸的物質將需要向 ECHA 呈遞一份物質的 註冊檔案(registration dossier)，對於每年製造量或使用量高於 10 噸的物質將需要呈 遞一份化學安全報告(chemical safety report)( European Commission, 2008a-c)。

ECHA 在對物質進行評估時，可以向申請人要求物質的任何資訊。而一個已經以 塊材物質(bulk substance)形式存在於市場的已存在化學物質(an existing chemical substance)被以奈米物質形式(nanomaterial form, nanoform)上市時，申請人必須更新 註冊檔案，並敘述奈米形式的物質具有的特殊性質、奈米物質的分級和標示以及 奈米物質的風險管理措施，並讓供應鏈(supply chain)獲得相關的風險管理措施以及 操作條件資訊。為了了解奈米物質的特殊性質、危害和風險，申請人可能被要求 對申請物質進行額外測試以及提供相關訊息。為了確定和奈米物質有關的危害，

現有的測試指南(test guidelines)可能需被修改。

在奈米技術蓬勃發展的同時，ISO (國際標準組織)近年也開始整合世界先進國 家的研發能量，以分工的方式朝奈米技術相關的標準制定努力。TC 229 為 ISO 與 EHS 相關的研究計畫，而 TC 229 下設的 WG3 計畫研究更是 EHS 領域現階段的重 點研究。至2011 年為止奈米技術 EHS 有關的 ISO 標準已有 21 個，包含奈米物質 的標準命名、定義、分類的方法及奈米作業場所相關安全及健康的實務、利用 GC/MS 方法對單壁奈米碳管中的揮發性物質做定性定量、利用近紅外線光譜儀對 單壁奈米碳管做定性定量、吸入性毒性測試所使用的暴露腔中奈米微粒的特性描

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述及利用蒸發/核凝法製備奈米金屬微粒以作吸入性毒性測試之用等標準方法，另 外尚有23 個標準也正在研擬中。以上 ISO 已發表或未發表的標準中以呼吸毒性暴 露腔的奈米微粒特徵分析、利用蒸發/核凝法製備奈米金屬微粒以作吸入性毒性測 試、奈米粉體的揚塵測試、作業場所的奈米微粒污染源逸散測試、作業場所的奈 米微粒暴露評估方法、奈米微粒計數器的校正及奈米技術實驗室的最佳控制實務 等，與我國相關政府單位(環檢所及勞研所)正進行中的研究或擬制定的標準較有關 係。

經濟合作與發展組織 (Organization for Economic Cooperation and Development, OECD) ， 在 2006 年 成 立 了 一 個 工 程 奈 米 物 質 工 作 小 組 (Working Party on Manufactured Nanomaterials, WPMN)，以協助會員國有效地處理奈米物質在安全問 題上面臨的挑戰。目前為止，OECD 的 WPMN 已發表了 32 個奈米物質安全的一 系列報告，包括研究及活動的路標、目前的奈米物質安全及發展活動、奈米物質 工作計畫、OECD 測試指引於奈米物質的適用性初步評估等。本團隊已回顧了當 中六項OECD 的相關指引及報告(蔡，99 年度及 100 年度)。

過去幾年來，在我國政府相關政策制定會議中，陸續揭櫫重要之奈米科技政 策，整合國內有限之相關資源從事奈米基礎科學與應用技術的發展，期在短時間 內我國奈米技術發展，可與先進國家同步甚至超越，使我們在奈米科技產業全面 開展時，可以領先成為奈米科技新產品的製造國及技術的擁有者。94 年 9 月「行 政院2005 年產業科技策略會議」結論更進一步指出『建置環境、健康與安全共同 平台，規劃風險評估、風險管理、風險溝通，並投入資源和重點，以制定良好規 範，建立管理體系。』，開始重視奈米科技可能產生的環境與人體的衝擊。本研究 團隊執行民國96-100 年的環保署國家奈米計畫五年，也曾針對針對環境中奈米物 質未來暴露評估與風險評估可能的知識缺口進行文獻收集及整理，並列出部份主 題的國內研究現況，且舉行了國內專家座談會，作成了具體的結論及建議(蔡春進 96-100) 。 報 告 內 容 可 在 「 環 境 友 善 奈 米 知 識 平 台 」 (http://sta.epa.gov.tw/cooperation/nanotech/KM/main/main.aspx)獲取。

我國環保署在第一期國家型奈米科技計畫(2003-2008)，共投入總經費 5452 萬 元在奈米技術環境相關議題之研究發展計畫19 項，其中推動負責任奈米研發及產 業環境類別，共10 項，佔總經費 55%；另外應用奈米技術在環境保護工作類別，

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共9 項，佔總經費 45%；除了國家奈米計畫外，環保署另外在"環保創新科技研發 計畫"中投入了 10 項研究計畫，總經費共 1675 萬元，應用奈米技術於環境保護的 研究。在第二期國家型奈米科技計畫(2009-2014)的前二年(2009-2010)，環保署共 投入 13 項計畫，總經費為 2807 萬元，全部用於奈米技術環境相關議題之研究發 展，以推動負責任奈米研發及產業環境；在"環保創新科技研發計畫"中，環保署另 外投入了2 項研究計畫，總經費共 260 萬元，應用奈米技術於環境保護的研究。

為完成國家型奈米計畫第二期的工作，環保署持續與勞委會、衛生署合作，

確保負責任的國家型奈米計畫之永續發展。為了達成既定的目標，環保署已擬定 了奈米技術EHS 的 12 個發展重點項目為：1. 汙染源、宿命、傳輸和暴露。2. 人 體健康。3. 生態影響。4. 風險評估。5. 生命週期評估。6. 知識庫平台建置。7. 檢 測監測技術平台。8. 透過工程及技術進行風險管理。9. 透過優良實務及法規進行 風險管理。10. 奈米技術應用於環境監測及整治技術。11. 奈米技術應用於清潔生 產、永續發展之技術。12. 倫理、法律及社會影響的研究

基於上述的發展重點項目，環保署參考美國奈米科技辦公室所發表"2011 年 NNI 環境、健康、安全研究策略"草案中的核心需求，和美國環保署在 2009 年的"

奈米物質研究策略報告"中的聚焦研究主題，並考量經費限制、過去的研究成果及 各單位的分工協調情況，提出了2011 年國家型奈米計畫環境議題的優先發展項目 的規畫如下(蔡，99 年度-1)：

1. 知識庫平台建置 2. 檢測監測技術平台

3. 汙染源、宿命、傳輸和暴露 4. 政府法規架構研究