臭氧（O₃）：定義、對健康與環境的影響

什麼是臭氧？

臭氧（O₃）是一種由三個氧原子組成的反應性氣體。它會在大氣中自然形成，並以兩種不同的形式存在。

它的物理和化學性質是什麼？

臭氧（O₃）是一種不穩定、密度略高於空氣的氣體。它在紫外線或熱的作用下會迅速分解，釋放出分子氧（O₂）。在液態時，呈現淡藍色調，並在承受高壓時變得具有爆炸性。

這是一種在水中高度可溶的氣體，能氧化多種有機或無機物質。這種強大的氧化能力說明了它在水體消毒中的應用，同時也解釋了其在吸入時的危險性，因為它會刺激黏膜，並作為一種對人體具有強烈攻擊性的光化學污染物。

良性臭氧（平流層）與有害臭氧（對流層）

大氣中的臭氧分布在大氣層的兩個不同層面，其產生的影響截然相反。

平流層臭氧（高空）

對流層臭氧（低空）

在對流層中，當臭氧存在於地表附近時，就會成為一種污染性氣體。它並非直接來自人為排放，而是由氮氧化物（NOx）、揮發性有機化合物（COV）與太陽輻射之間的光化學反應所產生。這種二次污染物會加劇空氣污染，並在夏季引發一波波呼吸道刺激高峰。

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對流層（低海拔）臭氧是如何形成的？

低層臭氧是一種次生污染物：它並非直接排放，而是在具有氮氧化物（NOx）、揮發性有機化合物（VOC）及甲烷等前驅物的情況下，在紫外線輻射作用下經光化學反應形成。

部分天然來源也會促進此一現象：森林、植被火災以及有機廢棄物掩埋場等。但主要仍是人類活動加速了對流層中臭氧的生成：

• 工業排放、道路交通及燃料燃燒
• 源自沼氣或農業經營活動的甲烷
• 塗料、黏著劑與清潔用品中所含的溶劑

夏季在高溫影響下，臭氧濃度高峰很容易達到臨界門檻，特別是在通風不良的都市區域，進一步加劇對人類健康與空氣品質的風險。

臭氧的主要用途是什麼？

在嚴格控制下，臭氧可以成為極為有效的工具。利用其氧化特性，臭氧可作為天然的消毒劑，且不會留下有毒殘留物。這也使其在眾多領域中極具價值。

• 水處理：臭氧能破壞細菌、病毒與真菌，並中和異味。應用於汙水處理廠、游泳池、SPA 或飲用水管網時，它可有效取代氯。
• 醫療消毒：在醫院環境中，臭氧無需使用具侵蝕性的化學藥劑，即可對表面、設備、治療艙及手術室進行滅菌。
• 食品加工產業：可用於消毒水果、蔬菜與包裝，並在不改變風味的前提下延長保存期限。
• 工業洗衣：在乾洗作業中，臭氧可降低用水量、洗滌劑用量以及加熱熱水所需的能源。
• 空氣處理：可用於冷藏庫、車輛、酒窖或工業廠房等空間的除臭與氣味中和。
• 環保漂白：可用於紙張與紡織品的脫色處理，無需使用溶劑。

使用臭氧時必須嚴格控管，因為一旦超過特定濃度閾值，這種具強氧化性的氣體便會對健康造成危害。

臭氧（O₃）會帶來哪些風險？

對健康的影響與症狀

對流層臭氧是一種會刺激呼吸道的污染物。當被吸入後，會深入支氣管與肺泡，引發一連串發炎反應。即使在低濃度下，也可能導致：

• 乾咳、呼吸不適、刺痛感
• 咽喉、眼睛與黏膜刺激
• 氣喘發作或慢性疾病惡化（COPD、過敏性鼻炎）
• 肺活量下降，即使對於健康族群亦然
• 明顯疲勞、頭痛、注意力下降
• 胸悶感，特別是在勞動或運動時

臭氧對體質較為脆弱的族群影響更大，尤其是兒童、年長者，以及患有呼吸道（如氣喘）或心血管疾病的族群。長時間暴露於臭氧之下，可能會抑制兒童肺部發育。

在臭氧濃度高峰期間，主管機關建議儘量減少戶外劇烈活動。

延伸閱讀：室內空氣品質（IAQ）、污染物、量測與預防

環境風險

除了對人體的影響之外，臭氧也會破壞自然生態系統的品質。它會干擾光合作用、減緩植物生長並削弱農作物，使其減產。高濃度臭氧還會造成：

• 樹葉與葉片組織的劣化
• 植物生物多樣性的喪失
• 土壤養分循環的改變
• 經由植物的氧化壓力，對食物鏈造成衝擊
• 根據 Meersens 的資料，某些長期暴露於臭氧高峰的森林，會發生不可逆的劣化。

這種具氧化性的氣體也會干擾碳循環，長期影響環境平衡。

現行的法國與歐洲法規為何？

在歐洲，臭氧屬於受管制的污染物。為了保護民眾，已訂定多個閾值：

資訊閾值：180 µg/m³
→ 當濃度達到此水準時，會發布訊息給民眾（優先通知敏感族群）

警報閾值：240 µg/m³
→ 啟動緊急措施並限制汙染性活動

年度目標值：年內日平均濃度超過 120 µg/m³ 的天數不得多於 25 天（來源：Airparif）

這些數值已納入歐盟指令 2008/50/CE，並被納入法國相關法規。

如何預防與臭氧相關的風險？

要降低臭氧暴露，需要在多個層面同步採取行動：

• 減少前驅物（NOx、VOC、甲烷）的排放
• 在室內盡量減少使用揮發性溶劑
• 在污染尖峰時段特別要善用自然通風
• 留意當地空氣品質警報，並調整戶外活動
• 在敏感區域安裝空氣品質感測器
• 在封閉空間特別應使用高效能空氣清淨設備

在 Camfil，我們開發通過認證的化學過濾解決方案，符合ISO 10121-3 標準，此標準會依據濾網對特定氣體（包括臭氧）的去除效率進行分級。適用於空氣處理系統的化學濾網，也會依據室外空氣中臭氧濃度 (ODA)，遵循EN 16798 標準來進行選擇與定義。

我們的部分化學濾網專為中和室內空氣中的臭氧分子而設計，用於保護易受影響族群，並確保環境條件受到良好控管，例如：辦公室、醫院、實驗室或其他敏感建築。

臭氧統計數據：您知道嗎？

• 全球 66,2% 的人口每年有超過 30 天暴露於臭氧濃度高於健康建議值的環境（來源：Nature.com）
• 全球與臭氧相關的死亡人數，從 2000 年的 290 400 人上升至 2019 年的 423 100 人，增幅達 46%（來源：The Lancet）
• 臭氧警報門檻值為 240 µg/m3
• 臭氧每年可能在歐洲導致將近 17 000 人過早死亡（來源：European Environment Agency）

其他來源：

¹ 資訊圖表：臭氧層
Meersens－臭氧（O3）：來源與對健康的影響
Airparif－低空臭氧
INERIS－什麼是臭氧？