專題討論(四)(9375) (第二次報告) 題目：旅人蕉淨化室外空氣品質研究 ─以養豬場為例 專題討論(四)(9375) (第二次報告) 題目：旅人蕉淨化室外空氣品質研究 ─以養豬場為例 授課老師：陳 文 福 教授 指導老師：梁 昇 教授 報告學生：葉楷旻(學號─59742206) 報告時間：99年5月22日

大 綱 前 言 前 人 研 究 研 究 材 料 與 方 法 結 果 分 析 與 討 論 結 論 與 建 議

一、前言( 1/5 ) 1.1 研究緣起 ( 1 )台灣本島由於地形因素，西半部人口市集較為集中，於鄉村平原區 段，牧場與住宅區較不易分隔。且鄰戶間無適當緩衝帶以減低牧場引起 之汙染源。早年台灣豬農僅限於小規模飼養，直到民國80年養豬總隻數超過1千萬頭，平均每戶飼養約250頭，創造出台灣農業經濟榮景。 ( 2 )但是畜牧場所產生的惡臭一直是民眾申訴率最高的公害項目之一。依據空氣汙染防制法規(行政院環境保護署，2007)公告畜牧場周界空氣臭味排放標準值為50，超過周界標準將處予罰款20至100萬元。

一、前言( 2/5 ) (3) 豬舍產生之空氣汙染物─粒狀汙染物(粉塵：0.15~0.34mg/m3)、 二氧化碳(CO2：600ppm~894ppm)、硫化氫(H2S：0.2ppm)、氨氣 (NH3：5ppm)、甲烷(CH4)及臭氧(Odor)等。 ( 4 )豬舍空氣汙染物來源─新鮮或貯存糞便、飼料、動物本身、 畜舍溫度 及濕度影響，還有廢水處理場和附設堆肥舍等。 ( 5 )異常溫度變化已在世界各地導致極端氣候頻頻出現：暴雪、颶風、洪水，還有冰川融化、海平面上升、糧食減產、暖化等人類燃燒化石燃料，排放大量二氧化碳等溫室氣體，造成全球暖化，已經把地球 環境推到危險的境地。

一、前言( 3/5 ) 1.2 研究動機 (1)溫室效應─地球大氣層上的一種物理特性。假若沒有大氣層， 地球表面的平均溫度不會是現在 合宜的15℃，而是十分低的-18℃。 這溫度上的差別是由於一類名為溫室氣體所引致，這些氣體吸收紅外 線輻射而影響到地球整 體的能量平衡。受到溫室氣體的影響，大氣層 收紅外線輻射的份量多過它釋放出到太空外，這使地球表面溫度上升 ，此過程可稱為‘天然的溫室效應’。 但由 於人類活動釋放出大量的溫室氣體，結果讓更多紅外線輻射被折 射到地面上，加強了‘溫室效應’的作用。

一、前言( 4/5 ) (2)溫室氣體（Greenhouse Gas, GHG） (一)自然溫室氣體─(A)水氣（H2O）大約佔整體溫室效應的60-70%(B)二氧化碳（CO2）大約佔26%(C)臭氧（O3）(D)甲烷（CH4）(E)氧化亞氮（又稱笑氣，N2O） (二)人造溫室氣體─(A)氯氟碳化物（CFCs）(B)全氟碳化物（PFCs） (C)氫氟碳化物（HFCs）(D)含氯氟烴（HCFCs）(E)六氟化硫(SF6)等 (3)溫室效應影響─全球暖化，工業革命以來，人類燃燒化石燃料而使二氧化碳含量急劇增加，近十年來增加將近30%；其次是甲烷，從飼養牲畜的糞便發酵，污水泄漏，稻田糞肥發酵等活動產生的；還有許多人類合成的，自然界原本不存在的氣體，如氟里昂。

一、前言( 5/5 ) 1.3 研究目的 (1)減碳節能：減少CO2排放意義─CH4氣溫效應=23倍CO2效應 CFCs氣溫效應＞一萬倍CO2效應。在大氣層駐留時間→ 甲烷約3.6年，二氧化碳為4年。但是，由於CO2對全球升溫的貢獻比最高達55% ； 因此，常說的減碳，就是以二氧化碳當作最大目標 (2)養畜場空氣淨化及綠美化：我國在2003年綠建築評估系統更進一步納入「室內舒適環境與生物多樣性」等二項指標，至此，更確立了生態、節能、減廢、健康(EEWH)的綠建築政策。二氧化碳排放量有效降低與淨化空氣，使人類生活品質提高，對消除疲勞，身體機能改善，達到身心調節進而增加產能。

二、前人研究 (1)作物過去均以CO2 enrichment(Thayer,2009) 研究居多， 對植物淨化CO2不太關心。縱使有的話，也是大部分的研究集中在植物對空氣污染上的代謝機制反應(Reinert, 1984； smith,1984； Benitez, 1993)，如H2S透過氣孔之擴散進入植物組織，可與水結合成HSO3-，經氧化成SO4=為植物養分而進入代謝循環中。Lea, et al. (1994)認為空氣中NO2或NO進入植物體內與水反應成NO2-或NO3=，經同化作用而成為組織之成分。 (2)國內研究，仲崇毅等人(2007)針對台灣19種樹木試驗，以葉片含量為指標，對氮氧化合物或是硫氧化物淨化能力較佳者分別是毛柿與白水木，而較差者則分別為欖仁及苦楝。

三、研究方法與材料 ( 1/5 ) 3.1試驗儀器 (一)儀器型式:二氧化碳偵測器 GCH-2018 CO2 Meter 尺寸及重量:主機173*68*42mm/二氧化碳測棒185*35*26mm/ 顯示器52*38mm，312公克 測量項目:二氧化碳CO2.ppm/環境溫濕度(R.H&℃.℉)/露點 反應時間:二氧化碳＜2分鐘/顯示器約1秒鐘 工作環境溫度:主機0℃~50℃ 儀器電源:DC1.5V(4號電池*6顆) 解析度:二氧化碳0~9000 ppm(1ppm)，溫度0℃~50℃解析度0.1 精確度:≦1000 ppm(±40 ppm)/＞1000≦3000 ppm(±5%讀值)/＞ 3000ppm(±250 ppm)，溫度±0.8℃

三、研究方法與材料 ( 2/5 ) (二)儀器型式︰多功能氣體偵測器 (GasAlertMicro Meter) 型號︰GAMIC–4 偵測項目︰氧氣(O2) 、一氧化碳(CO) 、硫化氫(H2S) 、可燃性氣(LEL) ( 三 )水中NH4+ _N 與NO3=-N濃度測試包(test kit)

三、研究方法與材料 ( 3/5 ) 3.2試驗植物背景 中文名稱: 旅人蕉 英文名稱: Traveller's Palm、Traveller Tree 學   名: Ravenala madagascariensis Sonn. 科   名: 旅人蕉科(Trelitziaceae) 別   名: 旅人木、扇芭蕉、水木、散尾葵、扁芭槿 用   途: 1.在熱帶地區，旅人蕉的葉鞘基部及花苞片可貯甚多量之鮮水， 供旅人緊急飲用的水源。 2.觀景樹：樹姿非常特別，葉片排列如扇，迎風招展，頗富熱帶 風光，是世界著名景觀樹。 3.室內盆栽。 原產地:馬達加斯加 分 布:臺灣普遍栽種供觀賞

三、研究方法與材料 ( 4/5 ) 3.2.1特徵習性：生態習性喜陽，不耐寒，典型熱帶樹種，幹高約可達 10 公尺，節環顯著。葉互生於幹頂，排成整齊之 2 縱裂，葉鞘如筒狀，葉柄長 1-4 公尺，葉片呈橢圓形，長約 1.5 ~ 3 公尺。穗狀花序腋生，總苞如船形，先端銳尖，萼片 3 枚，突出甚長，花瓣白色，3 枚。蒴果 3 室，外果皮堅硬而富纖維質。 3.2.2其 他：在熱帶地區，旅人蕉的葉鞘基部及花苞片可貯甚多量之鮮水，數世紀來，是供旅人緊急飲用的水源，故名之；實際上，它的樹液亦甜美可食。旅人蕉的樹姿非常特別，葉片排列如扇，迎風招展，頗富熱帶風光，亦是世界著名景觀樹。

三、研究方法與材料( 5/5 ) 3.2試驗地點：彰化縣田尾鄉某處養豬舍 3.3試驗方式：於豬舍周邊選定二處點位，一處為植栽群測試點，另一處為空曠測試點，以作為比對。

照片: 水中NH4+-N 與NO3=-N濃度測試包 直流電抽氣器 純水 測試包與比色盤

照片: 直流電抽氣器填充進入測試包劑液

照片︰二氧化碳偵測器

四、結果分析與討論 4.1 結果分析 待測試資料結果整理後再行討論

四、結果分析與討論 4.2 討論 4.2.1 逆境反應(stress respons) ︰“傾向抑制正常功能的不利因子 或影響”(Jones and Jones﹐1989) 4.2.2 植物回應逆境方式—(1)適應(adaptation) →結構與功能上可 遺傳的改變，以增加個體對逆境適應力。例如：景天科植 物酸代謝(CAM)植物在水分逆境中繼續進行光合作用。 (2)馴化(acclimation) →發生在個體生命史中無法遺傳的聲 理修飾。這類修飾是經由逐漸暴露在逆境中而誘發出。馴 化的植物稱為具耐性(hardy)例如：耐寒性植物(低溫馴化) 耐旱性植物(水分逆境)

四、結果分析與討論 4.2.3 空氣汙染逆境：以二氧化硫和氮氧化物為例— 與二氧化 碳擴散路徑相同。二氧化硫和氮氧化物溶於質外體的水 分中，形成亞 硫酸根及重硫酸根(SO32 —，HSO3─)離子→ 葉片解毒氧化成不具毒性的硫酸根離子。或亞硝酸根和 硝酸根(NO2─，NO3─)離子→氮還原作用加以代謝。

五、結論與建議 (1) 畜牧場綠美化，須建立隔離綠帶，栽種林木不僅能提供氧氣，植物本身也能吸收空氣中之氨及硫化氫，而樹籬更可降低風速，減少粉塵量並防止臭氣外溢，因此對於降低溫室氣體作用及淨化空氣品質具正面功效。 (2) 現代化高樓林立都市中「熱島效應」所衍生室內空氣品質循環惡化，植栽擺設不僅能強化空氣輪替，更因視覺美化讓眼睛及大腦在精神層面獲得暫時紓解休憩，提升辦公效率。 (3) 旅人蕉植物在改善夜間生活休眠情況，已於老人看護中心之測試研究顯現良好效應。因此於室內擺設相關植物對於夜間身心靈的平衡應有助益。 (4) 台灣本島屬海島型氣候，夏秋之際常有颱風侵襲。若用純林植種於室外易因強風暴雨造成傾倒毀損，故須混植喬木以減輕風力並可美化養殖場之形象。

六、參考文獻 梁昇，(2009)「行動不便者」或「老人」居室空氣淨化解方，炫寬簡訊NO.7。 梁昇、吳培鴻，(2008) 「景天酸代謝植物淨化坡地住宅空氣效益之研究—鳳梨為例」，坡地防災學報。 梁昇、李景棠(2008) 「利用旅人蕉進行坡地住家庭院二氧化碳淨化」坡地防災學報仲崇毅、鍾佩伶、李芳胤、郭耀綸，(2007) 「植物對氮氧化物及硫氧化物淨化效能評估」，中華林學季刊，40(4)497-507。 産業疲労研究会(1998).新しく提案された自覚症状しらべ（1970）,日本産業衛生学会,産業疲労研究会会報,no.7

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