时序进入秋冬季节转换期，在PM2.5细悬浮微粒及源自各工业区排放之污染物同时发威下，已使近来天空逐渐蒙上一层灰色面纱，为免将来...

一、PM2.5细悬浮微粒发威、空气污染威胁加剧

时序进入秋冬季节转换期，在PM2.5细悬浮微粒及源自各工业区排放之污染物同时发威下，已使近来天空逐渐蒙上一层灰色面纱，为免将来呼吸新鲜空气成为一种奢望，目前气象环保单位与科技业界皆已积极致力投入气体感测技术研发，以期透过随时随地监测身处环境空气污染状态，进而实时展开应变措施，借此确保自身健康与人身安全。

二、环境污染来源VOCs无所不在

PM2.5系指空气中气动粒径等于或小于2.5微米（μm）的粒状污物，其形成可分为原生性（primary）及衍生性（secondary），型态有固态与液态，PM2.5之前趋物主要由碳、硫氧化物、氮氧化物、氨、VOCs(固定污染源挥发性有机物)构成，其中VCOs被认为是导致室内空气质量不佳的主要微量化学组成成份，相关有机物对人体健康容易造成慢性、长期的不利影响，产生喉咙/眼睛刺激过敏、头昏眼花、头痛与倦怠感，且长期曝露在VOCs (如甲醛) 下，更可能伤害神经系统、助长癌症发展与肝肾毒素累积。

整体而言，VOCs环境污染源可说无所不在，且多以无色无味状态存在于环境周围，使人们无意间不断吸入而不自知。除遍布于居家之建材、清洁用品、家俱附带之黏着剂、地毯尘螨、地板材料之外；厂房与汽车之器具设备与引擎/发动机，也常掩藏诸多燃烧物、氧化物等发射源与各种碳氢化合物。更有甚者，包括人们每日上班的办公室，及其所摆置之PC与多功能事务机，也多蕴含许多苯、苯乙烯、石碳酸…等有毒物质，一旦吸入过多VOCs，将明显影响人体新陈代谢，导致胆固醇过高、肝脏运作状态异常、并衍生糖尿病等慢性疾病，而由肺泡所吸吐之有毒气体，也往往容易长久停留在肺部甚至渗入呼吸系统，对人体造成永久的伤害。

因应此一环境污染对人体健康产生的潜在威胁，也使监测各种化学成份浓度的气体传感器应运而生，希望针对各种有毒物质进行有效监测，使人们得以及早因应并进行各项防范措施。

图1、气体传感器-开启消费者健康安全应用大未来

数据源：IEK整理(2015/11)

三、气体传感器-空污防治新利器、开启消费者健康安全应用大未来

举例而言，未来家中如有过敏体质婴幼儿，可透过加装气体传感器于婴儿房，监测过敏源与尘螨，一旦监测到浓度异常，则自行启动空气清净机进行空气有毒物质过滤(见图1)。而对于常需于浴厕厨房烹饪洒扫之家庭主妇，也可透过手持式或嵌入式气体传感器，监测潜藏于厨具、浴厕、天花板/地板之甲醛、甲苯、丙酮，进而在成份过浓或异常时展开应急处理。如家中有独居老人时，也可安装CO/CO2传感器于浴厕周围，在其卫浴过程中因一氧化碳/二氧化碳过浓导致身体不适时，自动开启全热交换机进行空气调节与通风设备控制。而对于常需开车上班的家中成员，也可借助加装气体传感器于车内椅背，监测不易察觉的内燃机损坏衍生之有毒气体外泄，以及早处理避免可能的行车安全疑虑。除此之外，目前也已有业者开发出以docking连接器插入智能手机方式的酒精监测器，透过对手机呼气方式于4秒内完成酒精浓度检测，并由专属APP提供低/中/高层次的警告指标。

而在预防医学与自主建康管理观念日益普及的年代，未来透过加装气体传感器于智能手机或穿戴装置，以监测新陈代谢率变化并持续追踪后续改善状况，同时借助量测皮肤丙酮计算燃烧脂肪，或搭配流量计进行呼吸鉴定，皆是气体传感器协助运动纪录/健康管理的可能应用情境。

除了居家安全健康监测之外，气体传感器更可进一步将触角延伸至工安、食品安全与医疗领域；将小型气体质谱分析系统应用于半导体化学制程控制，监测厂区有毒气体/制冷剂是否外泄，或将气体传感器嵌入RFID标签，监测腐败肉品产生的腐胺和尸胺。更有甚者，由于人类呼吸包含1,000种以上化学成份，因此未来透过气体传感器可有效撷取粒子数量，以监测呼吸中微量化学成份浓度，借此分析生命体征与疾病征兆；如监测氨浓度以判断肺部疾病、肾衰竭征兆，监测异戌二烯浓度判断疲劳或睡眠呼吸中止症征兆，监测丙酮浓度监控糖尿病患者病情变化，监测呼气及体味进行癌症诊断。

凡此种种，皆显示出气体传感器可观的发展前景，及未来有效对抗环境污染确保人类健康安全的无限潜力。

四、结论

在物联网即将来临的时代，如何透过遍布各处的传感器，随时随地监测环境异常状态，借助传感器彼此连动与应急处理，以达到充份保障人类生活安全无虞，已成为物联网应用最主要的精神所在。回顾过往，量测各种物理量变化的力学Sensor与磁学Sensor，已在3C/智能手持装置发展鼎盛的年代开创一波空前的市场商机，环顾手边的智能手机、游戏机，无不可见透过人机接口感测操控使娱乐生活更便利的成功案例。

而展望未来，人类面对的将是更多环境安全、食品安全、医疗安全等社会层面的艰巨挑战，特别对于无处不在的空气污染威胁，更需仰赖更多精密的感测技术来进行有效防范，而具备化学成份浓度监测特性的气体传感器，正好符合此一市场的急切需求，可以预见在不久的将来，此一技术也将扮演开启污染防治的关键之钥，透过更多多重气体感测技术的交互运用，使人们得以及早因应处理，借此重新找回洁净环境，享受人人皆有健康安全的美丽未来。