PM2.5管制多年，台灣空氣品質改善了嗎？
資料來源:PM2.5納入管制多年後，台灣空氣品質到底有沒有進步？ | 遠見雜誌
空氣雖然平常摸不到也看不到，但是它大大影響我們的生存空間，例如每日上下班聞到的汽機車廢氣、巷口小吃店的油煙，以及其他隱藏在社區的PM2.5污染源等。這些年下來，台灣整體的空氣品質是變好還是變壞？中央研究院環境變遷研究中心研究員周崇光，將帶領我們深入探索空氣污染物PM2.5和臭氧的變化趨勢。（本文節錄自《研之有物：格物窮理！》一書，作者：中央研究院研之有物編輯群，時報出版，以下為摘文。）
臺灣的空氣品質到底有沒有進步？
2012年5月，環境保護署（今為環境部）發布《空氣品質標準修正草案》正式將PM2.5納入臺灣空氣品質管制，從圖表中可以看到，自2012年以來，PM2.5的平均濃度的確有逐年降低的趨勢。
PM2.5除了逐年降低之外，大家也可以觀察到，PM2.5其實有非常強的「季節性」。
一般而言，秋天、冬天時，中西部大多位於中央山脈的背風面，風速微弱不易將污染物吹散，污染濃度相對高；反之春天、夏天時，因為擴散條件好，污染濃度就相對低。
因此，夏天時，臺灣各縣市的污染狀況差異不大，但一進入秋冬，污染濃度在空間分布上就呈現出非常明顯的差異：中南部特別嚴重。
隨著時間推進，PM2.5污染正在逐漸改善，但整體而言，污染情況還是很嚴重，尤以中南部更為嚴峻。我們可以說，臺灣空氣品質在眾人努力之下慢慢變好，但我們離好的空氣品質仍然有一段很遙遠的距離。
「在變好，可是遠遠不夠好。」周崇光這麼說。
大家的濃度都在降，除了臭氧？
前面已提到PM2.5濃度逐年降低，其他空氣污染物諸如非甲烷碳氫化合物（NMHC）、氮氧化物（NOx）的數據都有逐年下降的趨勢，但臭氧（O3）一枝獨秀，不僅沒有變少，有時甚至還會有上升的跡象。
從數據來看，空氣汙染物例如非甲烷碳氫化合物（NMHC）、氮氧化物（NOX）都逐年降低，然而臭氧（O3）濃度卻沒有變少的趨勢。圖中每個資料點代表一個月的平均值，「12移動平均」表示汙染物在該年連續12個月的平均值。
這到底發生了什麼事？
若想要了解箇中原因，我們必須回顧臭氧的形成機制，與都市的光化學煙霧（Photochemical smog）有關。
光化學煙霧是空氣汙染的混合物，事由氮氧化物（NOX）和揮發性有機化合物（VOCs）與陽光發生一系列反應而成，而臭氧（O3）就在反映路徑中不斷循環。（資料來源：周崇光提供／《研之有物：格物窮理！》／時報出版）
首先，氮氧化物（NOX）和揮發性有機化合物（VOCs），是形成臭氧（O3）的主要前驅物。
二氧化氮（NO2）在紫外線的照射下（hν表示能量），會分解成一氧化氮（NO）和一顆氧原子（O），當這顆氧原子碰到氧氣（O2）時，就跑出臭氧（O3）。
當揮發性有機化合物（VOCs）碰上氫氧自由基（OH）時，會被氫氧自由基氧化形成有機過氧自由基（RO2），有機過氧自由基隨後會氧化一氧化氮（NO），並使二氧化氮（NO2）再生回來，由此可在大氣中循環產生臭氧。
等等，那臭氧持續上升的原因是？
雖然NO2被紫外線分解後會產生NO和O3，要注意的是NO碰上O3時，又會反應為NO2，於是NO—NO2—O3在大氣中保持著動態的平衡關係，因此當我們減少一氧化氮的污染時，上述的光化學平衡就會有利於增加臭氧的濃度。
而在過去這些年，我國的污染防制使得大氣中氮氧化物濃度一直在減少，一氧化氮也相應下降，當一氧化氮越來越少的時候，也越來越少的臭氧會被轉化成二氧化氮，使得累積在空氣中的臭氧變多了。
因此，我們在下圖可看到，代表臭氧的紅線上升了，而代表二氧化氮的綠線下降了。
台灣的污染防制使得大氣中的氮氧化物濃度一直在減少，一氧化氮也就相應下降，當一氧化氮愈來愈少的時候，也表示愈來愈少的臭氧會被消耗轉化成二氧化氮，使得累積在空氣中的臭氧變多了。圖中每個資料點代表一個月的平均值，「12移動平均」表示汙染物在該年連續12個月的平均值。
既然無論空氣品質變好或變壞，臭氧的濃度都很高，甚至都會變高，那麼研究人員到底該怎麼確認整體空氣品質真的有所改善？
周崇光指出，事實上，只要將「臭氧和二氧化氮的濃度加起來」，統合為「大氣氧化劑的濃度」，並和其他污染物進行比對，就可以從數據中確認：
即使臭氧的濃度上升，但兩者總和的數據是減少的，空氣品質的確正在改善！不過還要更加努力才能克服上述的困境，進而成功降低大氣中臭氧的濃度。
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