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地球科學課程 空氣品質的測定
JUL 12 ,2024
<本內容參考原廠資源,轉載請註明出處>
在本次實驗中,你將使用無線空氣品質感應器來測量空氣污染程度。如果發現室內與室外空氣品質存在顯著差異,你將需要了解污染物的潛在來源,並尋求創造更健康、更舒適的家庭或校園環境的方法。一般而言,專業的空氣品質研究需要長時間進行,科學家們對空氣品質如何影響人體健康的了解通常需要數小時或更長的時間。因此,當你從本次實驗中獲得結果時,請記住,對於大多數污染物而言,數秒或數分鐘的暴露對人體健康的影響尚不明確
空氣品質的評估包括氣象條件和空氣污染物濃度。下表詳細列出了無線空氣品質感應器主要測量的污染物,以及美國環保署(EPA)所認定的健康空氣品質標準。如果污染物長期高於這些標準值,科學上認定其對人體健康有害。你會發現這些標準值是針對特定污染物在一段時間內暴露於空氣中的平均數值
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量測值(單位) |
描述 |
最高暴露水平值 |
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溫度(。C) |
儘管極端的高溫或低溫會影響人體的呼吸,但溫度本身並不被認定為空氣品質的參數。溫度被納入空氣品質測量中,是因為高溫環境會加速污染物的蒸發過程,同時也會影響污染物的移動速度 |
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相對溼度(%) |
與溫度類似,濕度也會影響人體的舒適度。雖然濕度本身不是空氣品質參數,但它直接影響空氣品質。例如,室內高濕度環境會促進黴菌生長,而室外高濕度環境會影響特定污染物在空氣中的滯留時間。高溫和高濕度會導致疲勞,並加劇氣喘等健康問題 |
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O3/NOx (ppb) |
空氣品質感應器對臭氧(O3)和氮氧化物(NOx)都很敏感,並兩者合併為單一報告值,這是對煙霧造成汙染物的衡量標準。臭氧在平流層最生命至關重要,但在對流層中則有害,臭氧對人類、植物、動物和生態系統的健康產生負面影響,還會損害塑膠、橡膠等材料。地面臭氧的來源包含燃料燃燒、工廠廢氣的排放,以及野火等自然來源。 氮氧化物是高度反應性的氣體(NO與NO2),其來源和健康影響與臭氧相似。在陽光下,氮氧化物會與揮發性有機化合物(見以下說明)反應生成地面臭氧,氮氧化物還會導致酸雨 |
臭氧(O3): 70 ppb (0.07ppm) 8小時平均值
氮氧化物(NOx): 100 ppb (0.1 ppm) 1小時平均值 53 ppb (0.053 ppm) 整年平均值 |
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VOC |
揮發性有機化合物(VOCs)是在32。C左右蒸發,基於碳的固體或液體物質。許多VOCs會產生氣味,無論味道是否讓人愉悅,VOCs的來源包含燃料及其燃燒後的副產物、建築和製造商品,例如傢俱、地毯、各項居家用品、髮膠、油漆、膠水、清潔劑、清潔劑和個人護理用品…。 健康影響的範圍從眼睛刺激、頭痛,嚴重可能到器官損傷或癌症,暴露時間可能是影響健康程度的關鍵因素。空氣品質感應器不會顯示VOCs量測的具體單位,因為這包含了許多不同的化合物。進一步分析需要確定VOC的具體成分並量化其濃度,該數值以標準乙醇當量表示,其中數值500相當於空氣中1000ppm的乙醇濃度 |
VOC受到美國環保署的監管,但它們並未被認定是主要汙染物,因此沒有制定空氣品質標準 |
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PM10 (μg/m3) |
懸浮微粒 (PM) 是漂浮在空氣中的微小顆粒。空氣品質感應器可以測量小到足以進入人體呼吸系統的懸浮微粒。PM10 表示直徑約為10 μm的懸浮微粒,此表下方的圖解說明了10μm有多小。PM10 大小的顆粒不會長時間懸浮於空氣中,最終會落至地面,在空氣流動較少時可以被擦掉。這些顆粒的來源包括自然和人為因素,例如沙塵暴、野火、農業活動、吸菸、電子菸和車輛排放。暴露於 PM10 可能導致呼吸和心血管健康問題。μg/m³ 是一個密度單位,表示每立方公尺空氣中懸浮微粒的質量。 |
150 μg/m3 24小時平均值 |
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PM2.5 (μg/m3) |
PM2.5是比PM10 更小的懸浮微粒,直徑約為 2.5 μm (見表格下方圖解)。直徑小於2.5 μm的懸浮微粒能夠在空氣中懸浮更長時間,並且比尺寸較大的粒子傳播得更遠。由於這些懸浮微粒較小,它們能夠更深入地進入呼吸系統,甚至穿過肺部進入血液循環系統。這些更小的懸浮微粒可能對健康有更顯著的危害,因為一旦進入血液,它們可以影響身體的任何系統。PM2.5的污染源與PM10類似,這些來源會產生各種不同大小的污染物。燃燒香料以及電子煙和煙草產品的一手煙與二手煙所產生的懸浮微粒更小,特別是添加香料時,這些顆粒的大小通常在 2.5μm左右,甚至更小 |
35 μg/m3 24小時平均值 12 μg/m3 整年平均值 |
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PM1 (μg/m3) |
PM1的直徑約為1μm (見表格下方圖解),因此與PM2.5懸浮微粒一樣,PM1的粒子小至可以直接穿過肺部進入血液。與PM2.5相比,這些超小的粒子能夠更深入的進入呼吸系統和心血管系統,並且能夠在空氣中懸浮更長的時間,並傳播更遠的距離。PM1粒子的來源與PM10和PM2.5類似,此外,也包含細菌、病毒和下圖中顯示任何小於1μm物質。你可能還會發現一些1μm粒子是致癌物質,但科學家尚未完全了解這些微小粒子對健康所造成的影響 |
只有PM10和PM2.5有對應的標準制定 |
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