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台灣過濾與分離學會年會電子報2021年第7期 研究新知
2018年全球塑料年產量達到3.59億噸，因此，近來在淡水、海洋、陸地以及生態系統中的塑膠污染備受關注。塑膠以大塑膠（> 5 mm）、微塑膠（1μm至5 mm）和奈米塑膠（<1μm）顆粒釋放到環境中，這些顆粒可以通過光降解、物理磨損、水解和生物降解等破碎成較小的尺寸，影響珊瑚礁、海洋和陸生動物以及人類健康。 塑膠微粒的一個重要來源是道路交通排放，其來源為機械磨損和腐蝕所產生。根據研究，全球平均人均輪胎磨損顆粒（TWP）排放量為人均0.81 kg/年，約610萬噸（約佔塑料總產量的1.8％）。煞車磨損顆粒（BWP）的排放又增加了50萬噸。 
輪胎由彈性體的混合物組成，行駛時在胎面和路面之間的剪切力會產生粗大顆粒或揮發產生次微米顆粒來產生輪胎磨損顆粒（TWP）。磨損程度取決於輪胎的類型、路面和車輛特性以及車輛的運行狀態。大多數汽車煞車系統由於碟煞盤或煞車鼓與來令片摩擦而產生煞車磨損顆粒（BWP）。BWP是金屬和塑料的複雜混合物，其排放量取決於摩擦材料、煞車頻率和程度、速度、重量、車況和環境條件。 近年來，人們廣泛地討論塑膠微粒對微生物、海洋、淡水和陸地污染，而大氣中的塑膠微粒傳輸卻被忽略了。Evangeliou等人的跨國研究團隊，對道路交通產生的塑膠微粒–TWP和BWP在大氣中的輸送進行了全球模擬，探討全球排放的道路塑膠微粒透過大氣輸送與沉積到各洲、海洋，甚至南北極地區的可能性。研究中特別針對平均粒徑為0.5–9.5 µm的顆粒，因為這些顆粒可以長時間在空氣中保持懸浮狀態。 全球道路塑膠微粒的排放量集中在美國東部、北歐、華東、中東和拉丁美洲的大型城市化地區，這些地區的車輛密度最高。全球年度TWP排放總量為2907千噸/年，而BWP為175千噸/年。對於懸浮微粒PM2.5和PM10尺寸範圍，TWP排放分別為29千噸/年和288千噸/年。 
輪胎磨損顆粒（TWP）中，PM2.5在空氣中懸浮時間估計為18-37天，而PM10約5.5-11天。對於煞車磨損顆粒（BWP），PM2.5在空氣中懸浮時間為17-37天，而PM10則為0.94-1.6天。較小的道路塑膠微粒（PM2.5）比較大的道路塑膠微粒（PM10）分散得更廣。PM10道路塑膠微粒主要沉積在熱點排放區域（北美，歐洲和東南亞）附近，約65％沉積在土地上。PM2.5的總沉積量中約有43％沉積在陸地上，約有57％沉積在海中，甚至會沉積在冰雪表面（極地、山脈等）上。 
這個研究告訴我們，道路交通產生的塑膠微粒透過大氣向偏遠地區輸送的效率很高，大約34％的粗輪胎磨損顆粒（TWP）排放和30％的粗煞車磨損顆粒（BWP）排放沉積在世界海洋中，這些數量與透過河流將TWP和纖維輸送向海洋總量相近。而塑膠微粒的的光吸收特性也可能導致極圈冰層快速升溫和融化。近年來盛行的電動車，雖能減少燃油造成的空氣污染，仍存在磨損產生的塑膠微粒，政府與汽車業者應思考如何改善這些環境問題，如減輕重量降低磨損、改進輪胎設計、減少行駛里程、推行大眾交通工具等，將輪胎產生的塑膠微粒污染盡可能地降低。
資料來源：
台灣過濾與分離學會 Taiwan Filtration and Separations Society |
