一、PM2.5細懸浮微粒發威、空氣污染威脅加劇
時序進入秋冬季節轉換期，在PM2.5細懸浮微粒及源自各工業區排放之污染物同時發威下，已使近來天空逐漸蒙上一層灰色面紗，為免將來呼吸新鮮空氣成為一種奢望，目前氣象環保單位與科技業界皆已積極致力投入氣體感測技術研發，以期透過隨時隨地監測身處環境空氣污染狀態，進而實時展開應變措施，借此確保自身健康與人身安全。
二、環境污染來源VOCs無所不在
PM2.5系指空氣中氣動粒徑等于或小于2.5微米（μm）的粒狀污物，其形成可分為原生性（primary）及衍生性（secondary），型態有固態與液態，PM2.5之前趨物主要由碳、硫氧化物、氮氧化物、氨、VOCs(固定污染源揮發性有機物)構成，其中VCOs被認為是導致室內空氣質量不佳的主要微量化學組成成份，相關有機物對人體健康容易造成慢性、長期的不利影響，產生喉嚨/眼睛刺激過敏、頭昏眼花、頭痛與倦怠感，且長期曝露在VOCs (如甲醛) 下，更可能傷害神經系統、助長癌癥發展與肝腎毒素累積。
整體而言，VOCs環境污染源可說無所不在，且多以無色無味狀態存在于環境周圍，使人們無意間不斷吸入而不自知。除遍布于居家之建材、清潔用品、家俱附帶之黏著劑、地毯塵螨、地板材料之外；廠房與汽車之器具設備與引擎/發動機，也常掩藏諸多燃燒物、氧化物等發射源與各種碳氫化合物。更有甚者，包括人們每日上班的辦公室，及其所擺置之PC與多功能事務機，也多蘊含許多苯、苯乙烯、石碳酸…等有毒物質，一旦吸入過多VOCs，將明顯影響人體新陳代謝，導致膽固醇過高、肝臟運作狀態異常、并衍生糖尿病等慢性疾病，而由肺泡所吸吐之有毒氣體，也往往容易長久停留在肺部甚至滲入呼吸系統，對人體造成永久的傷害。
因應此一環境污染對人體健康產生的潛在威脅，也使監測各種化學成份濃度的氣體傳感器應運而生，希望針對各種有毒物質進行有效監測，使人們得以及早因應并進行各項防范措施。
圖1、氣體傳感器-開啟消費者健康安全應用大未來
數據源：IEK整理(2015/11)
三、氣體傳感器-空污防治新利器、開啟消費者健康安全應用大未來
舉例而言，未來家中如有過敏體質嬰幼兒，可透過加裝氣體傳感器于嬰兒房，監測過敏源與塵螨，一旦監測到濃度異常，則自行啟動空氣清凈機進行空氣有毒物質過濾(見圖1)。而對于常需于浴廁廚房烹飪灑掃之家庭主婦，也可透過手持式或嵌入式氣體傳感器，監測潛藏于廚具、浴廁、天花板/地板之甲醛、甲苯、丙酮，進而在成份過濃或異常時展開應急處理。如家中有獨居老人時，也可安裝CO/CO2傳感器于浴廁周圍，在其衛浴過程中因一氧化碳/二氧化碳過濃導致身體不適時，自動開啟全熱交換機進行空氣調節與通風設備控制。而對于常需開車上班的家中成員，也可借助加裝氣體傳感器于車內椅背，監測不易察覺的內燃機損壞衍生之有毒氣體外泄，以及早處理避免可能的行車安全疑慮。除此之外，目前也已有業者開發出以docking連接器插入智能手機方式的酒精監測器，透過對手機呼氣方式于4秒內完成酒精濃度檢測，并由專屬APP提供低/中/高層次的警告指標。
而在預防醫學與自主建康管理觀念日益普及的年代，未來透過加裝氣體傳感器于智能手機或穿戴裝置，以監測新陳代謝率變化并持續追蹤后續改善狀況，同時借助量測皮膚丙酮計算燃燒脂肪，或搭配流量計進行呼吸鑒定，皆是氣體傳感器協助運動紀錄/健康管理的可能應用情境。
除了居家安全健康監測之外，氣體傳感器更可進一步將觸角延伸至工安、食品安全與醫療領域；將小型氣體質譜分析系統應用于半導體化學制程控制，監測廠區有毒氣體/制冷劑是否外泄，或將氣體傳感器嵌入RFID標簽，監測腐敗肉品產生的腐胺和尸胺。更有甚者，由于人類呼吸包含1,000種以上化學成份，因此未來透過氣體傳感器可有效擷取粒子數量，以監測呼吸中微量化學成份濃度，借此分析生命體征與疾病征兆；如監測氨濃度以判斷肺部疾病、腎衰竭征兆，監測異戌二烯濃度判斷疲勞或睡眠呼吸中止癥征兆，監測丙酮濃度監控糖尿病患者病情變化，監測呼氣及體味進行癌癥診斷。
凡此種種，皆顯示出氣體傳感器可觀的發展前景，及未來有效對抗環境污染確保人類健康安全的無限潛力。
四、結論
在物聯網即將來臨的時代，如何透過遍布各處的傳感器，隨時隨地監測環境異常狀態，借助傳感器彼此連動與應急處理，以達到充份保障人類生活安全無虞，已成為物聯網應用最主要的精神所在。回顧過往，量測各種物理量變化的力學Sensor與磁學Sensor，已在3C/智能手持裝置發展鼎盛的年代開創一波空前的市場商機，環顧手邊的智能手機、游戲機，無不可見透過人機接口感測操控使娛樂生活更便利的成功案例。
而展望未來，人類面對的將是更多環境安全、食品安全、醫療安全等社會層面的艱巨挑戰，特別對于無處不在的空氣污染威脅，更需仰賴更多精密的感測技術來進行有效防范，而具備化學成份濃度監測特性的氣體傳感器，正好符合此一市場的急切需求，可以預見在不久的將來，此一技術也將扮演開啟污染防治的關鍵之鑰，透過更多多重氣體感測技術的交互運用，使人們得以及早因應處理，借此重新找回潔凈環境，享受人人皆有健康安全的美麗未來。
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