因應新冠肺炎之非藥物介入措施對大氣細懸浮微粒污染之影響

Abstract

背景： 自2019年12月，中國武漢爆發新冠肺炎（COVID-19），隨後迅速傳播至全球各地，世界衛生組織於2020年3月11日宣布疫情發展為全球大流行，至今（2021年10月19日）全球已累計約2億4110萬人確診，約490萬人死亡。隨著全球疫情持續嚴峻，在疫苗還未上市的2020年，非藥物介入措施（NPI）已成為各國政府控制疫情的主要手段，如封城、維持社交距離、居家令等影響人類行為模式之管制措施，進而影響各地的空氣品質。本研究嘗試針對更多國家來瞭解新冠肺炎流行期間PM2.5污染的改善狀況，以及我國在2021年5月本土疫情爆發後，提升疫情警戒期間PM2.5的變化情形。 材料與方法： 本研究以牛津大學COVID-19政府反映追蹤資料庫（OxCGRT）公開之全球各國NPI實施等級及嚴格度指標，合併柏克萊地球（Berkeley Earth）資料庫，篩選出分布於45國的160個首都及主要城市，於2017年至2021年6月逐日PM2.5濃度，經過Theil-Sen斜率估計計算趨勢濃度差異百分比，判斷疫情期間社會移動的減少對PM2.5濃度的影響程度。透過中斷性時間序列分析，探討智利聖地牙哥及印度新德里實施強制居家令干預後PM2.5濃度的變化。另外，以環保署中央空氣品質監測站之臺北萬華站、新北板橋站、全臺6個交通測站（永和、三重、大同、中壢、復興、鳳山）及全臺5個工業測站（頭份、線西、麥寮、臺西、前鎮）的PM2.5小時濃度資料，針對臺灣疫情警戒提升至第三級開始前後一個月的PM2.5濃度變化進行時間變異分析。 結果： 透過OxCGRT資料庫的9項NPI等級統計結果顯示，在遏止與關閉類別的8項政策中，取消公開活動（C3）、禁止群聚（C4）及國際旅行限制（C8）的實施較其他5項NPI嚴格，其等級中位數分別為1.38、2.70及2.91。在綜合9項NPI的嚴格度指標，45國平均嚴格度指標四分位數的第一分位（Q1）為47.16、中位數（Q2）為54.56、第三分數（Q3）為59.52。臺灣的平均嚴格度指標為27.85，其中又以實施公共宣導（H1）及邊境管制（C8）兩項較嚴格且天數較長。透過Berkeley Earth資料庫中2017 ~ 2020年的PM2.5濃度資料，以2020年實際觀測的年平均濃與過去三年濃度趨勢下的預測年平均濃度所計算的PM2.5濃度差異百分比，在160個城市中有85個城市是顯著下降的，降幅約為5.6% ~ 54.2%，其中馬來西亞首都吉隆坡是降幅最大的城市，實測濃度（12.12 g/m3）較預測濃度（26.42 g/m3）低54.2%（95% CI: -58.6% ~ -50.3%）。在160個城市中有27個城市是顯著上升的，上升幅度約為5.1% ~ 73.4%，其中美國加州的聖荷西是上升幅度最大的城市，實測濃度（11.30 g/m3）較預測濃度（6.52 g/m3）高73.4%（47.3% ~ 116.1%）。以160個城市的資料分析，PM2.5濃度在NPI平均嚴格度指標介於Q2 ~ Q3及大於Q3兩組的差異分別為 -9.2%（-11.7% ~ -6.1%）及-3.1%（-5.8% ~ -0.3%）。中斷性時間序列分析結果顯示智利聖地牙哥實施強制居家令之干預措施後，PM2.5濃度在干預後的一個月呈現顯著階躍性地下降 6.66 g/m3（-10.38 g/m3 ~ -2.95 g/m3），在干預後至2021年6月的期間則呈現顯著斜率上升0.71 g/m3（0.25 g/m3 ~ 1.17 g/m3）。此外在2021年5月臺灣疫情警戒提升至三級後的一個月，萬華測站之PM2.5濃度相較提升警戒前一個月下降約28.6%，板橋測站下降約30.8%，全臺交通類型測站平均下降約43.8%，以及全臺工業類型測站平均下降約46.7%。 結論與建議： 本研究發現隨著新冠肺炎疫情惡化及政府實施非藥物介入措施的狀況下，觀察到全球160個城市中有過半（55%）城市的PM2.5濃度呈現下降，臺灣於開始實施三級警戒的一個月期間，臺北都會區PM2.5濃度較前一個月下降約30%，交通繁忙地段下降約43%，工業相關排放的下降達到46%。藉由研究顯示人為行為的改變，可以減少PM2.5的排放進而改善空氣品質。美國加州聖荷西PM2.5濃度的上升顯示，氣候變遷對環境中PM2.5污染的影響不容忽視。以本研究的發現可以作為未來透過管制交通及工業相關污染源控制PM2.5污染的參考依據，另外在新冠肺炎疫情流行期間，氣候變遷對空氣污染的影響是值得探討的。