獅城蒙灰-跨國界的東南亞霾害

• 文/柯灃隆（畢業於國立新竹高中，現就讀成功大學心理學系，對自然科學和社會議題皆有興趣和接觸。）
• 責任編輯/蔣維倫

今年（2018）七月，美國總統川普簽署了「消防人員癌症登錄法案（The Firefighter Cancer Registry Act of 2018）」，該法案要求美國衛生及公共服務部（Department of health and human services）建立一個登錄系統，收集罹癌消防員的年齡、醫療資訊、生活習慣、出勤頻率等資訊，針對消防員癌症發生率進行研究。為什麼美國政府會開始關注這個議題呢？

消防員具有較高罹癌風險

根據美國疾病管制與預防中心（Centers for Disease Control and Prevention）在 2015 年發表的一項研究，消防人員罹患癌症的風險較一般大眾提高了 9%，因癌症而喪生的風險更是提高了 14% [1]。該研究包含了將近 30,000 名在 1950 年至 2009 年間於芝加哥、費城以及舊金山，實際參與第一線火場工作消防人員的資料。

研究發現提高的罹癌風險主要包括與消化道、呼吸系統和泌尿系統相關的癌症。儘管和此研究一樣指出消防員具有較高罹癌風險的研究不在少數，公衛學家仍然需要更多時間和證據來釐清這樣的趨勢是否代表了因果關係。

國際癌症研究機構（International Agency for Research on Cancer）是世界衛生組織轄下的癌症研究機構，自 1971 年開始評估各種潛在的致癌因子，根據當時可得的證據將這些因子劃分為確定致癌、極有可能致癌（probably）、可能致癌（possibly）以及大概不致癌（probably not）等分類，並且不斷地更新。劃分的依據以流行病學方法為主，同時也參考動物實驗或與致癌機制有關的資料。在 2010 年出版的專書中，IARC 的工作小組將消防工作歸類為可能致癌（possibly），代表支持其致癌的證據有限 [2]。

但專書中也提到，消防員在工作的過程中確實會接觸到致癌物質，其來源正是燃燒產生的煙霧。

消防員工作現場的致癌物是哪來的？

我們知道在理想的燃燒之下，不論燃燒的材料是由碳、氫、氧、氮、硫或其他元素所組成，最終的產物都是這些元素的氧化物，其中又以二氧化碳和水為大宗，對人體來說相對無害。但實際上，理想的燃燒只能在仔細控制的實驗中被慢慢逼近，唯有當氧氣和易燃物的比例以及燃燒的溫度都恰到好處時才有可能發生。

火場中（以及瓦斯爐上、金爐裡這些日常生活中可見的燃燒）的不完全燃燒，將會導致許多燃燒副產物的生成，這當中也包含了一些致癌物質。另一方面，火場中的高溫會使有機物質發生裂解，燃燒的過程也會將原本封存在固體中的有毒物質以蒸汽或微粒的方式釋出。在火場煙霧中曾經被偵測出的致癌物包括砷、石綿、苯、鎘與甲醛等 [2]。

燃燒過程中還會產生另一個不容忽視的副產物──懸浮微粒。顆粒比較大的懸浮微粒可以被呼吸道的黏液和纖毛排除，然而顆粒較小的 PM₁₀ 與 PM_2.5 可以穿透這些屏障到達支氣管和肺泡，被認為和心血管疾病與肺癌等疾病有關。更細小的微粒更是會穿過肺泡而循環全身。此外，這些懸浮微粒有很大的表面積，因此能夠吸附其他物質，包括本文中提到火場中出現的致癌物質 [2]。吸附在懸浮微粒上的致癌物質不僅能夠隨著微粒被吸入體內，也可以附著在消防員身上的裝備，進而沾染到其他器材、車輛或消防隊的空間。值得留意的是，上述致癌物質與懸浮微粒的產生並不僅限於建築物火警中，開放空間中的車輛、垃圾堆或植被火警都具有同樣的危險。

消防人員保護指南

簡而言之，消防人員面對的危害，和烤肉、火力發電與露天焚燒等十分相似，都是來自燃燒過程中生成的有害物質。對於消防人員的職業暴露，美國消防協會（NFPA）等組織提出了相對應的指引和建議，筆者在此將其整理、摘要如下，希望能提供第一線消防人員、政府官員、立法者與消防裝備製造商等作參考。

1. 不論是發生在建築物內的火警，或是發生在開放空間中的車輛、垃圾堆等火警，消防人員都應該穿著全套的消防衣並使用呼吸器，避免有害物質被吸入或與皮膚接觸。
2. 未直接參與火警搶救，卻仍然有機會接觸到有害物質的人員，也應該穿著防護裝備並使用呼吸器或防護級別夠高的口罩。這些人員可能包括殘火處理、通風排煙與火場調查等人員。
3. 任務結束的消防人員，若能在拔下呼吸器之前，先將全身裝備做簡單的清洗並脫除，將會大幅減少有害物質的暴露。由於火場中產生的許多有機性的有害物質不溶於水，因此清洗時須使用清潔劑。
4. 脫去裝備後，在現場就應該盡可能的清潔雙手與頭頸部。這可以透過水和清潔劑或是濕紙巾來達成。歸隊途中，應該把車輛的窗戶打開來通風。歸隊後應該盡快洗澡與更衣，以去除附著在身上的有害物質。
5. 從火場中攜出的裝備附著有微粒和有害物質，最好能夠在火災現場附近就用水和清潔劑清洗再歸隊。如無法達成，在歸隊途中也應盡量放在車廂以外的地方，或是以大塑膠袋密封起來，歸隊後再做清洗。
6. 消防衣、褲屬於多孔材質，容易將有害物質與微粒吸附在其中，最好在每趟火場任務結束後都經過清洗才繼續使用。因此也建議消防機關為每位消防員準備兩套消防衣、褲交替使用。
7. 柴油廢氣是已知的致癌物，故消防人員應盡量避免吸入消防車輛的廢氣。消防隊駐地中停放車輛的地方應保持良好通風，在災害現場也應隨手將門窗關閉，以免內部受到柴油廢氣以及火場煙霧的汙染。

由於消防人員在執勤與備勤時具有團體生活的特性，上述的措施只有在團體中的每一個人都確實執行時才能發揮最大的效果。這些措施固然有些窒礙難行之處，有些麻煩、有些花錢，卻是和每一位救火英雄的健康息息相關，在保護自己的同時，還能保護身邊弟兄以及家人的健康。筆者建議不妨從更頻繁且確實的使用呼吸器開始，畢竟吸入煙霧是接觸有害物質最直接的方式。

期許本文能夠喚醒第一線執勤人員對於相關議題的重視與實際行動，也希望主管機關能夠透過相關器材的採購、教育訓練的實施等方式來進一步提高對消防人員健康的保障。

參考資料：

1. Daniels, R. (2018, May 10). Firefighter Cancer Rates: The Facts from NIOSH Research | | Blogs | CDC.
2. IARC (2010). Painting, Firefighting, and Shiftwork. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, 98:9-764
3. WSCFF (2016). Healthy In, Healthy Out: Best Practices for Reducing Firefighter Risk of Exposures to Carcinogens. 

編按後記：

以下為消防員工作權益促進會理事所提供的經驗談：

• 本身是消防的外勤隊員，年資 8 年。個人防護這點確實是越早年越不重視，甚至時至今日，同業還是有人會把不做好個人防護當作英勇象徵，把沾滿碳粒、異味的消防衣視為功勳；自己在現場皮膚直接接觸外部的部位常會全部起疹，徒手收拾裝備後雙手也常常會刺痛好幾天。
  後來漸漸接觸歐美國家相關資訊，才知道在火場外圍作業也應該要戴過濾式防毒面具、收拾裝備要戴防水手套，所有離開火場染物的裝備都要視同化學汙染物清洗才能重新上架使用。
  但之前工作中已經接觸不少，健檢也出現輕度肺纖維化的情況。醫師看了 X光片還問我是不是抽菸抽很兇呢。不，醫生我從來不抽菸阿 QQ

最近《空氣污染防制法》修正案三讀通過，惹來了不少爭議，而「空氣汙染」如何影響人體健康一直以來都是熱切討論的議題。一般而言，我們可能覺得空氣汙染對人類健康的影響，不外乎是肺炎、氣喘或是支氣管炎這種呼吸道的疾病。

不過前陣子才發表的最新研究成果可能顛覆你的想像！就在今年六月底，美國密蘇里州聖路易華盛頓大學醫學院（Washington University School of Medicine）發表在《刺胳針行星健康（The Lancet Planetary Health）》期刊的研究就說了「PM_2.5 是導致糖尿病的成因」。

糖尿病應該是因為現代人大魚大肉的飲食習慣或缺乏運動造成吧？！沒想到我們經常掛在嘴邊的「PM_2.5 」居然也跟糖尿病扯上關係？PM_2.5 又是怎麼導致糖尿病的？

PM_2.5 如何導致糖尿病？──引起發炎反應，使胰島素抗性上升

「PM_2.5」，也叫「細懸浮微粒」，指的是「直徑小於或等於 2.5 微米的懸浮微粒（Particulate Matter, PM）」，其中 2.5 微米相當於三十分之一的頭髮直徑。這些從肺吸進體內的細懸浮微粒，因為體積非常的小，可以自由穿梭在肺的支氣管和血管壁，再透過血液循環跑到身體不同的器官，引起發炎反應，進而使得「胰島素抗性上升」。

「胰島素抗性上升」又是甚麼意思呢？正常來說，當我們吃進米飯或全麥麵包這些含有「碳水化合物」的食物，經過消化系統分解成一個個「葡萄糖」，而胰島素就像是一把一把的鑰匙，為全身上下的細胞打開「葡萄糖通道」，好讓每個細胞都可以好好利用葡萄糖養分，同時也可以降低在血液中的葡萄糖濃度，也就是「降血糖」。

但是當細胞沒辦法正常的被胰島素這把鑰匙打開通道，也就是「細胞對胰島素抗性上升」，此時葡萄糖沒辦法進入細胞而存留於血液之中，讓分泌胰島素的胰臟誤以為「鑰匙不夠」，而「製造更多鑰匙」，也就是「胰島素分泌增加」。胰臟過度操勞的結果反而讓自己漸漸失去製造胰島素的能力，使得血液中的葡萄糖維持高濃度，這也就是「第二型糖尿病」的由來了！

近年三個「空氣汙染與糖尿病」研究

了解了空氣中的汙染源怎麼導致第二型糖尿病，讓我們回過頭來看看這篇華盛頓大學醫學院「PM_2.5 是導致糖尿病的成因」的新研究！

研究團隊蒐集將近 173 萬名沒有糖尿病史的退伍軍人健康數據，追蹤中位數 8.5 年的時間，再整合美國環境保護局（Environmental Protection Agency）和美國國家航空暨太空總署（NASA）的空氣數據，設計出模型來預估空氣汙染物與糖尿病的關聯性。

而研究結果發現，若是暴露在每立方公尺 5~10 微克細懸浮微粒，就有 21% 的機率可能導致糖尿病；而暴露在在每立方公尺 11.9~13.6 微克細懸浮微粒，也有 24% 的可能。雖然 3% 似乎看起來很微小，但這代表著每十萬人就多了五六千新的糖尿病案例。

不只是今年六月底的研究說明空氣汙染與糖尿病的關聯，其實從二十世紀末就開始有些零星的研究指出空氣污染可能跟肥胖以及糖尿病有關。2014 年瑞士的研究結果顯示 PM₁₀ 每增加 10 µg/m3，糖尿病的患病率會增加 40%，而 NO₂每增加 10 µg/m3，糖尿病的患病率則會增加 19%。

另外，在 2017 年發表在 Diabetes 的這篇論文也在青少年身上發現空氣汙染可能是糖尿病成因。研究團隊追蹤了 314 名 8 至 15 歲，住在洛杉磯的拉丁裔青少年的健康狀況，平均追蹤了 3.4 年的時間。研究結果發現長時間的空氣污染暴露，導致這群青少年的胰島素分泌增加，以及胰島素抗性上升等問題，造成得糖尿病的機率增加。

當這群青少年到了 18 歲，再度進入實驗室做 12 小時不進食的空腹胰島素檢測，他們血液中的胰島素含量比正常情況多出近 27%，代表這群青少年「胰島素分泌增加」；另外糖耐力測試的結果也發現這群青少年血液的胰島素含量比一般狀況多出 36%，表示他們有「胰島素抗性上升」的情形出現。

在台灣的我們，該怎麼看待這個研究成果？

前面列舉出的研究，其研究對象是以瑞士人及美國人為主，那在台灣的我們可以怎麼解讀這些研究成果？

華盛頓大學醫學院研究團隊的通訊作者 Ziyad Al-Aly 表示：「即使許多業者認為目前的空汙規定太嚴苛，但研究證據顯示現行美國環境保護局和世界衛生組織提出的空氣汙染安全標準還不夠嚴格。」

其中美國環境保護局的空汙安全標準是「每立方公尺 12 微克細懸浮微粒」，而臺灣行政院環境保護署的標準是「每立方公尺 15.4 微克細懸浮微粒」。雖然單從數據來看，目前臺灣的標準較美國更為寬鬆，但也不用立馬認為在臺灣的我們就一定很容易得到糖尿病。

「空氣汙染會不會造成糖尿病」這件事可能還需要更多的研究結果來證明，也有許多不可預測的變因可能影響著研究結果，像是 PM_2.5 的汙染來源差異（是汽機車或是工廠排放）或不同國家的飲食與運動習慣差異都可能影響國民得第二型糖尿病的機率。在越來越多與空氣汙染及人體健康有關的研究成果發表之前，還是記得每天看看當天的空氣品質，再決定當天要在哪裡活動吧！

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文 / 陳妤寧

亞洲的空氣污染問題令人頭痛多時，據印度《浦那鏡報》（Pune Mirror）報導，印度各城市的黑碳懸浮微粒排放量在這五年來已經升高到 10 ~ 37% 之間不等；《印度時報》（The Hindu）的報導則指出新德里罹患呼吸系統疾病的兒童和嬰兒不斷增加。

美國內華達州的沙漠研究所（Desert Research Institute，DRI），將亞洲空氣污染的研究矛頭指向了當地印度教的戶外火葬儀式。來自印度東北方的恰克拉巴提教授（ Rajan K. Chakrabarty），特別到印度中部的恰蒂斯加爾邦（Chhattisgarh）七個火葬場以篩網取樣，分析燃燒形成的化合物成分，研究這項南亞特產的污染源和西方實驗室所研究的懸浮微粒成分有何不同。

前情提要：「黑碳懸浮微粒」是什麼？

因煤炭、木材及牛糞等燃料的不完全燃燒而釋放的黑碳懸浮微粒不但有害人體健康，還會吸收太陽輻射能，使得大氣層中的溫度上升，產生我們所熟知的溫室效應。在眾多溫室氣體之中，黑碳懸浮微粒正是僅次於二氧化碳之後最具威力的角色之一。

亞洲焚燒大量煤炭、木材、農作物的殘枝與稻糠，黑碳微粒沈積導致冰河吸收了更多的太陽輻射，大氣中的黑碳微粒也形成暖化效果，使得喜瑪拉雅山的冰川加速融化。

此外，過高濃度的碳微粒，因為在空中吸收的水氣不足，不易凝結成雨滴，反而形成在空中長時間停留的「褐雲」霾害。當地的降雨量、能見度、乃至於作物產量都會受到影響。

研究結果：不是黑碳，是「褐碳」？

過去的研究一向認定化石燃料和生質燃料產生的黑碳懸浮微粒是南亞懸浮微粒的主要來源，但恰克拉巴提的研究結果卻出人意料。火葬場的取樣篩網皆明顯呈現黃褐色，這種「褐碳」屬於另一類型的懸浮微粒，同樣會吸收太陽輻射能，但強度略遜黑碳一籌。

在印度和尼泊爾，每年有七百萬以上的往生者需要火化為安，當地印度教的戶外火葬儀式每次需搭起約 550 公斤的木柴堆，混合牛糞、樟腦、芒果樹皮，燃燒四到六個小時。這些柴堆每年大約會消耗 5000 萬到 6000 萬棵樹。

研究人員估計經火葬所排放的懸浮微粒，相當於每年化石燃料和生質燃料的懸浮微粒排放量的 23% 和 10%，也是家戶日常活動排放的 53 倍。雖然以全球的規模來看，火葬排放的懸浮微粒占比並不高，但以往在西方國家實驗室主導的氣候研究中，黑碳是模型中常定義的懸浮微粒來源，褐碳做為溫室氣體的效果卻很少受到注意。除了吸收太陽輻射的強度有異，褐碳對於氣候暖化可能有更複雜的冷暖雙向調節作用，有必要納入現有的暖化研究模型中重新估算。

堅持環保 v.s. 尊重文化

火葬儀式深植於當地人的信仰核心，他們相信這是讓往生者的靈魂脫離軀殼、通往神界的方式。許多印度家庭甚至不希望恰克拉巴提的研究團隊涉入火葬儀式進行碳微粒採樣。恰克拉巴提說：「這個儀式攸關當地人的情感和信仰。如果你強迫終止它，也許對環境較好，但是沒有人知道死後的世界會是什麼樣子，而這點對印度人來說是至關重要的。」

也質疑當地的工業活動或政府大型建設對碳排放有更劇烈的影響，卻拿民眾的火葬儀式開刀，是否只許州官放火，不許百姓點燈？無論如何，印度都沒有足夠的空間進行土葬，當地社會組織和政府持續推動火葬的替代或改良方案，例如價格不匪且接受度不高的電力焚化爐，或是可減少所需木材和焚燒時間、同時兼顧儀式需要的慕西達焚燒台（Mokshda），近年來都在印度民間逐漸獲得更高的接受度。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊，也有臉書喔！

最近，印尼蘇門答大島上的廖內省(Riau)因為砍燒森林造成森林大火，燃燒產生的煙霧嚴重影響附近地區，杜邁市(Dumai City)的空氣汙染指數(Air Pollution Index, API)一度高達500，遠遠超過安全值100。這些煙霧因為風向飄過麻六甲海峽，嚴重影響對岸的新加坡與馬來西亞等鄰國，新加坡21日空氣汙染指數亦飆破400，許多國際會議因而取消或延期，馬來西亞南部亦傳出有婦女因為霾害而死亡。

空氣污染指數為反映一地空氣的污染程度，如最常見的氮氧化物、懸浮微粒和二氧化硫，根據實際的污染物觀測值與特定公式計算。各國對空氣污染指數的計算方法和規定有所不同，名稱也稍有區別，不過普遍以100為安全值。

雖然霾害的近因是印尼蘇門答臘島的森林大火，但是東南亞地區的霾害絕非單純的天然災害，真正主因是近年來東南亞各國積極追求經濟發展，在此趨勢之下伴隨越來越極端的氣候變遷，因為人為因素與自然環境共同導致的環境災變。

東南亞地區地處熱帶，終年雨量充沛，然而每年的6〜11月，由於雨帶北移到東亞與東北亞的季風區，為印尼、馬來西亞的乾季，每年這段期間在先天環境上便是發生森林大火的高風險時期。

此外，東南亞諸國自2000年後積極進行區域經貿整合，為了維持出口成長及產業競爭力，政府鼓勵農民與商業集團種植高經濟價值作物或進行其他開發，砍燒(slash and burn)森林在印尼、馬來西亞等東南亞國家已經行之有年。在先天環境不佳的情形下，農民與商業集團的伐木與開墾行為，更使情況火上加油，讓近年來東南亞的霾害影響範圍更廣、規模也更巨大。

霾害之所以可怕，在於它影響層面甚廣。霾害看起來和一般的煙霧一樣，然而，其中所含的懸浮微粒一旦進入人體，會造成支氣管炎、肺氣腫、頭部血管疾病、肺病和心臟血管疾病等，對於長期健康危害的影響亦不容忽視。此外，霾害會嚴重影響一地的交通運輸系統，並對經濟造成衝擊，例如本次新加坡的觀光業便深受霾害所苦。

東南亞的霾害顯現天然災害的複雜性，幾乎所有災害都是自然與人為因素交互影響所造成。此外，天然災害無國界之分，國際的防災合作與交流便顯得非常重要。不過，東南亞各國如果不能在經濟發展與環境之間取得平衡，每年總會有那麼幾天，太陽將在濃厚的煙霾之後黯淡無光。（本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威 | 元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院國家科學委員會–科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊，也有臉書喔！

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