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『環保資訊』月刊第197期

拜香燃煙所產生的空氣污染物、健康危害與其控制策略

拜香燃煙所產生的空氣汙染物

    

楊慈定

元培醫事科技大學

副教授

一、前言

在華人社會的宗教信仰及民間祭祀中,拜香燃煙功能為祭祀祖先、敬天與神,期能將願望上達天聽,獲得祖先、天和神的照顧與保佑,其所釋放的香氣亦具有除臭、除蟲與紓緩使用者的情緒的功能。

台灣的家庭有經常燃燒拜香習俗,寺廟遍佈全台,截至2013年底台灣內政部各宗教教務概況統計資料,台灣總計有12,083間寺廟,因此,一般家庭與寺廟燃燒拜香的情形極為普遍。

若暴露拜香燃煙所產生的微粒與氣相空氣污染物確實造成人體的健康危害,因其暴露族群涵蓋所有年齡層,特別是居家時間相對較長的病人(氣喘、慢性呼吸道疾病、心血管疾病及過敏性體質)、老人、婦女、嬰幼兒與孕婦等,則拜香燃煙將成為受重視的公共衛生問題。

二、拜香的種類與組成

市售常見拜香種類包括:立香、貢香、臥香、香環、盤香、錐香與燻香粉等。立香主要由拜香原物料粉末、竹柴、黏粉、染料和添加少許的精油所組成。以下分別敘述一般市面常見立香的各個部份組成:

1.拜香原物料粉末:依拜香原物料粉末種類不同命名為沈香、檀香與料香。沈香源自於沈香樹,沈香原物料依產地命名(馬來沈、高棉沈與印尼沈等),高級沈香稱為奇楠。檀香源自於檀香樹,依原物料源自新與舊產區分別稱為新山與老山香。料香則為原物料源自天然中草藥植物乾燥粉末(肉桂、甘草、花椒、當歸、小茴、大茴、細辛、五加皮、大黃與丁香等)所製成的拜香,但現今市售料香鮮少全是天然中草藥植物乾燥粉末組成,一般都會添加木材粉末。

2.竹柴:拜香中心的支持物為其骨幹。

3.黏粉:功用為使拜香粉末黏著於竹柴,主要為越南、緬甸、印尼與寮國的植物樹皮

4.染料:傳統拜香染料功用為染色拜香香腳,成份為鹽基品紅,新式拜香會使用不同染料變化拜香外表顏色

5.精油:天然植物或動物性的香料,用以增加香氣與除蟲,部份精油可由化學方法製造。作者曾經鑑別拜香原物料粉末的有機化學物質成份,其含大量天然植物性香料貢獻,舉如:樟腦精(Camphene)、沈香油透系醇(Linalool)、香柏油腦(Cedrol)、丁香油酚(Eugenol)、香莢蘭素(Vanillin)、薄荷酮(Menthone)與樟腦(Camphor)等與其他化學物種;亦含少量的動物性香料貢獻的麝香(Musk) (楊,2005)

貢香則為立香的放大製品,以維持更長的燃燒時間。臥香、香環、盤香、錐香與燻香粉則為香材原物料粉末,分別製成不同形狀的商品。標榜為環保拜香則為製香業者宣稱製香過程完全使用天然香材原物料,不添加任何化學製品。

這些市售不同種類拜香原物料的碳、氫與氮含量的範圍分別為41.97–61.96 %2.62–6.19 %0.17–0.70 %,其原子氫/碳比值範圍為0.51–1.69 (Yang, et al., 2012a)。此外,現代少數製造廠商會在商品,依燃燒拜香所產生煙量將拜香標示為有煙,少煙、極少煙與無煙香,作者認為這應該僅依目視結果的判斷,真正科學的判斷應將產品標示每克拜香燃燒所產生總懸浮微粒質量

三、拜香的燃煙特性

物質要發生燃燒,傳統說法須具備的必要條件為可燃物、助燃物(氧氣)、熱能與連鎖反應,此稱為燃燒四面體,缺其一燃燒無法發生。但現代新式燃燒論,當可燃性的氣體濃度累積達燃燒的上與下限之間且燃燒點的溫度達最小著火能時,則會發燒燃燒。

以上述燃燒的觀點審視,悶燒拜香屬於生物質的不完全燃燒,燜燒時間相當長。此階段主要是藉由氧分子傳輸到拜香燃燒點的固體表面進行氧化反應燃燒速率較為緩慢且燃燒效率約在60–70 %之間,屬低溫的固體表面燃燒。在此悶燒階段會產生許多有害健康的微粒與氣相空氣污染物。但是,當悶燒整捆的拜香、寺廟香爐內插立許多拜香或提供高濃度的氧氣供給燃燒時,拜香燃燒所產生的可燃性的氣體濃度累積達燃燒的上與下限之間且拜香燃燒點的溫度達最小著火能時,拜香會從悶燒轉為具高溫的火焰的燃燒,此時燃燒速率變得非常的快,燃燒效率會提升至90 %以上,燃燒較為完全(楊,2005)

四、拜香燃煙生微粒與相空氣污染物

在一般日常生活中,悶燒有煙、少煙與無煙拜香產生的微粒數目中位數粒徑分別約為20010080 nm。燃燒無煙拜香並非如同其名不會產生煙霧,只因其微粒粒徑較小,不易讓眼睛辨識。造成粒徑大小的差異,可能主要源自拜香原物料化學組成的差異。這些悶燒拜香會產生許多粒徑小於1 µm的微粒(楊,2005),其微粒表面所負載的化學污染物,包括:多環芳香烴(PAHs) (Yang, et al., 2012a, 2013)、戴奧辛(Hu, et al., 2009)、重金屬(Lin, et al., 2007)、醛類(Liou, et al., 2008)、活性氧化物種(ROS) (Kao and Wang, 2002; See, et al., 2007)、酸根離子、有機碳(OC)與元素碳(EC) (Wang, et al., 2006, 2007)等。由於粒徑小,在肺部具有高沉積率且單位質量表面積大,故這些微粒所負載的有害物質可有效被傳送至肺部深處,甚至穿透肺部組織,隨血液循環送到全身各個部位,不良健康效應可能與高微粒數目濃度和吸附在微粒上的化學物種有關。另外,一般微粒的急性與慢性不良健康問題包括:刺激呼吸道、咳嗽、呼吸困難、心跳不規則、肺功能降低、氣喘惡化、非致命性心臟病發作、具有心臟或肺部疾病的人過早死亡、慢性支氣管炎、慢性阻塞性呼吸道疾病、肺部組織纖維化與肺癌(取自美國環境保護署)

拜香燃煙所產生的氣相空氣污染物,包括:一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、氨、乙烯、甲烷、多種揮發性(甲醛、苯、1, 3丁二烯、乙醛、呋喃、苯乙烯、氯仿、甲苯、二甲苯與甲醇等) (Yang, et al., 2007a, 2007b; Manoukian, et al., 2013)與半揮發性有機化合物等(Yang, et al., 2013)。此外,值得注意的是拜香燃煙亦發現氯甲烷、二氯甲烷與氯仿化學物種,這些也許是用來溶解染料用以變化拜香的顏色。其他鑑別的化學物種尚包括:樟腦精、檸檬烯、樟腦、異丙醇、丙酮、丁酮、環戊酮、乙基苯與2庚酮等化學物質(楊,2005; Yang, et al., 2007b)拜香燃煙所產生的揮發性有機化學物質對人體的非致癌性的一般症狀為頭暈、頭痛眼結膜發炎,鼻子和喉嚨不適流鼻血呼吸困難皮膚過敏噁心嘔吐與肌肉無力等(取自美國環境保護署)。另外,根據國際癌症研究機構的化學品的癌症分類,其中甲醛、苯與1, 3丁二烯屬於確定人體致癌性,甲醛會導致鱗狀細胞癌(Squamous cell carcinoma)、苯與1, 3丁二烯則會導致白血病(Leukemia) (取自美國環境保護署),乙醛、呋喃、苯乙烯和氯仿屬於可能人體致癌性,甲苯和二甲苯屬於無法判斷為人體致癌性

五、拜香燃煙對人體與環境可能產生的健康危害

某位日本婦女每天燃燒兩種拜香,長達5年以上,燃燒產生具揮發性的脂溶性麝香,導致過敏性色素接觸性皮膚炎(Hayakawa, et al., 1987a),日本某位學校老師,燃燒拜香行為長達約有15年,其手背、左肩與腹部等處,出現搔癢性去色素斑點(Hayakawa, et al., 1987b)。癌症的流行病學調查,懷疑拜香煙霧暴露和肺癌(MacLennan et al., 1977)、腦瘤(Preston-Martin et al., 1982)及白血病(Lowengart et al., 1987)的發有所關聯。細胞毒理實驗結果發現拜香燃燒的產物具致突變性和細胞染色體變異效應(Löfroth, et al., 1991; Chang, et al., 1997)。寺廟的工作者,由於經常暴露於拜香燃煙環境,相較於一般人,其細胞內去氧核糖核酸的被破壞率增加且修補能力亦降低(Navasumrit, et al., 2008)。但某些研究指出拜香行為與疾病之發生無關。

拜香燃煙的健康危害,除須有臨床、流行病學、細胞、動物實驗數據提供佐證資料外,如同上節我們已知拜香燃煙所產生的多種毒性的空氣污染物。針對個別非致癌性毒性化學物質,人體有其個別安全劑量,只要暴露不要超過安全劑量對人體不會產生不良的健康效應;針對致癌性化學物質則以致癌風險作評估,當暴露劑量的致癌性風險機率大於10-6表示此致癌物有不可接受的致癌風險,小於10-6則表示此致癌物在可接受的致癌風險。

此外,以環境保護的觀點審視,拜香煙所產生的空氣汚染物會惡化室內空氣品質,燃煙會燻黑室內牆壁,對周遭大氣空氣亦會造成不同程度的影響,而且製造拜香所消耗的天然樹木原物料,會損害地球天然樹木資源。

六、協助業者改製法

依據作者過去完成相關拜香原物料(碳、氫、氮與氧)對燃燒拜香所產生空氣污染物的影響所累積的經驗與知識以及國內外相關專家學者發表的文章,給予國內製香產業發展低污染拜香的建議如下:

1.在天然拜香原物料中,添加具有高碳與低氫的木炭、竹炭或備長炭等物質,達降低拜香原物料原子氫/碳比值,因此類添加的碳化物質,於高溫碳化過程已經移除部份的微粒與氣相空氣污染物,所以會降低每克拜香燃燒所產生的總懸浮微粒質量、揮發性有機與多環芳香烴等污染物的釋放

2.針對尚未他加任何物質的天然拜香原物料,建議選用低碳與氫的原物料,一般天然竹類應屬低碳物質,會降低每克拜香燃燒所產生的總懸浮微粒質量、揮發性有機與多環芳香烴等污染物的釋放

3.已添碳化物料的天然拜香原物料或尚未他加任何物質的天然拜香原物料,皆可添加不可燃的碳酸鈣物質(Yang, et al., 2012b),因為減少可燃成份的量,會降低每克拜香燃燒所產生的空氣污染物的釋放。

七、協助國人改變燒香習慣

在華人社會佛與道教的宗教信仰及民間祭祀中,藉由燃燒拜香向祖先、天和神傳達願望,以獲得祖先、天和神的照顧與保佑,此行為目前是很難消失的。但隨著環境保護與健康意識的提升,持續加強宣導有關拜香燃煙所產生的空氣污染物及其健康危害知識,以誠懇謙虛的心祭祖與敬天,堅信世間無不勞而獲的事與物,或許有一天燃燒拜香行為會自然消失。

倘若人們依然需要燃燒拜香行為,個人針對在居家與寺廟環境燃燒拜香提出以下建議:

1.建議不要在居家室內燃燒拜香,特別是居家有病人、老人、婦女、嬰幼兒與孕婦等,如果真的需要在室內燃燒拜香,應選擇低污染拜香,降低拜香使用數目,拜香燃燒中與後期間,一定要將門與窗開啟,增加室內換氣率,以降低室內空氣污染物的濃度。

2.建議寺廟內與外的香爐皆裝設空氣污染控制設備,降低拜香燃煙釋放至室內與大氣環境;若尚未裝設空氣污染防制設備的香爐,建議廟方人員在香爐內香枝達一定數目時,統一收集至戶外燃燒金紙的大型香爐集中焚燒

期望國人能參考上述建議,健康與安全的使用拜香,降低因使用拜香所造成的室內或戶外空氣污染物

八、參考文獻

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