Transcript 國立中興大學水土保持學系風工程研究室

常見台北地區植物乾濕葉片與枝條
滯塵效率的比較研究
蔡志明1
孫岩章2*
王亞男1
1國立臺灣大學森林暨環境資源學系
2國立臺灣大學植物病理與微生物學系
(中華民國環境保護學會學刊 第二十八卷 第一期 民國九十四年六月)
國立中興大學水土保持學系風工程研究室
摘要

本研究設計揚塵器與揚塵箱，利用人工揚塵箱測試13
種常見植物葉片及6 種樹木枝條對塵土及水泥微粒之
滯塵率對塵土微粒之滯塵效率。

結果顯示，葉片以龍柏乾葉片對塵土滯塵率為最高，
福木最低。枝條則以噴濕枝條對水泥微粒之滯塵率為
最大。

研究中發現塵土或水泥微粒皆傾向於累積在葉片及枝
條迎風面。
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一、前言

大氣中的粒狀污染物，對植物之影響主要為阻塞氣孔、
降低蒸散作用、減低光合作用及影響氣體交換等。

植物除了地下根部以外，地上部與大氣接觸的任何部
位，都具有滯塵的功能。

一株6 米高含10 萬片樹葉之榕樹，每一年約可沉積之
微粒重約4.0-6.6 公斤。一般森林要比裸露地吸附煙
塵的能力大75倍(1992 蔣美珍、劉嘉蓉)。
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
不同的樹種截塵能力卻相差很大，和植物葉片的大小，葉面的粗
糙程度以及葉子的著生角度等因素有關(1992

吳欽雲)。
台灣地區一般以塵土及燃油、燃煤飛灰、黑煙等為最常見
的微粒。微粒降落於植物表面的機制主要可分為三種：
(1)受重力作用而沈降(sedime ntat ion)
(2)因撞擊而沈降(impaction)
(3)因降雨淋洗而沈降
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二、材料與方法
2.1 人工揚塵箱之設計
人工揚塵箱主要由送風機(BLOWER)、流量計、微粒
貯存瓶、四個8 公分正方形之風扇、壓克力箱及流動
的管線共同組合而成。風扇目的在造成箱內空氣和微
粒的流動及循環。揚塵箱上壁之中央則黏貼一列的尼
龍細線作為風場指標。揚塵箱之構造如圖1所示。
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2.2 揚塵箱箱內風速及風向之測定
箱內之風速係以風速計測定，風向則以揚塵箱上壁中央
黏貼之尼龍細線走向判斷之，此處風速約為0.8~1.8
m/sec 。風扇上方10 cm 處之風速約為1~2 m/sec，箱內氣
體排出處風速約為0.5~1 m/sec，植物受測位置風速約為
0.5~0.7 m/sec。
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人工揚塵箱及揚塵器構造圖
The Dust generator and dust exposure chamber
尼龍細線
(做為風場指標)
進氣口
(四個0.3×0.3cm小洞)
四個風扇
微粒儲存瓶
出氣口
(四個小洞皆塞滿棉花)
流量計
幫浦(送風機)
植物放置區
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2.3 試驗植物種類及來源
受測葉片包括有白千層、正榕、樟樹、台灣欒樹、
黑板樹、褔木、木麻黃、羅漢松、龍柏、鵝掌藤、月
橘、金露花、杜鵑等13 種植物；而受測枝條為正榕、
褔木、艷紫荊、月橘、鵝掌藤、杜鵑等6種植物。
2.4 供試微粒種類及來源
塵土微粒係取台大農場之田土及建築施工地區附近
的黃土共兩種，並以42mm 的篩網過篩做為試驗之用；
水泥微粒則購買於建築材料行。
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2.5 葉片滯塵率之測定及操作
每個葉面的方向與氣流的方向成90度。揚塵5分鐘，
並隨時搖動揚塵器，結束後，風扇仍然持續轉動2 分鐘。
取葉片每1~3 葉為一組(視樹種而定)，每種植物5
重覆，置入已事先秤重的試管中(試管重量為W0 )，然後
稱取經過處理烘乾之葉片+微粒重(W1)，則W1－W0為葉片
攔截微粒的重量。葉面積測定法(單位cm2)為電腦掃瞄器
測定法，依此葉片之滯塵量公式如下：
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葉片滯塵量(mg/cm2) = (W1－W0) / A
W0：乾淨試管重(mg)
W1：乾淨試管重＋微粒量(mg)
A：單面的葉面積(cm2)。
噴濕葉片試驗步驟主要亦如前述方法；本試驗受測植物為：
白千層、正榕、樟樹、月橘、杜鵑等5 種植物。
樟樹葉
月橘葉
白千層葉
正榕葉
杜鵑葉
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2.6 乾燥與噴濕枝條滯塵率之測定及操作
修剪處理後之枝條測定方法如前述葉片者。
其枝條滯塵量的計算公式如下：
枝條滯塵量(mg/cm2) = (Wb－Wa) / (D × π × 10)
Wb：試管＋微粒總重(mg)
Wa：試管原重(mg)
D：枝條直徑(cm)(為枝條受測部位上下之平均值)
π：即圓周率以3.14 計
×10：表示枝條長10 cm
受測之噴濕枝條其操作及測定方法如同前述。
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2.7 統計分析
有關13 種植物乾燥葉片及6 種植物乾濕枝條四種處
理下所得到的滯塵量以one-way ANOVA 進行差異性的顯
著分析後，再以Duncan’s 多變域分析各組平均值間的
差異，α = 0.05。
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三、結果
3.1 以塵土對13 種乾燥葉片測試滯塵量
的結果
13 種樹種離體葉片測定塵土滯塵之結果如圖2，滯塵量
範圍為0.199~4.32 mg/cm2，以龍柏及木麻黃滯塵量最多，
褔木滯塵量最少。葉面積小的植物普遍有較高的滯塵量。
又乾葉片滯塵仍受微粒慣性作用之控制，即多傾向沈積於
迎風面之葉緣，其結果如圖3。
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龍
柏
木
麻
黃
月
橘
圖2
圖3
杜
鵑
白
千
層
樟
樹
正
榕
台
灣
欒
樹
黑
板
樹
鵝
掌
藤
金
露
花
福
木
羅
漢
松
塵土微粒對13 種樹種乾葉片滯塵量之比較
揚塵箱內風及微粒流經葉片時葉片滯塵情形
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3.2 以塵土對5種噴濕葉片滯塵量的測定結果
結果如表1。其中以白千層的滯塵量為1.3913 mg/ cm2最
大，正榕0.5747mg/cm2為最小。由結果得知，噴濕葉片滯塵
量皆遠高於乾葉片的滯塵量，而噴濕葉片比乾燥葉片滯塵量
之比值以樟樹2.56倍為最高，最小則為正榕的1.17 倍。
表1 五種樹種離體葉片在乾燥及噴濕時在揚塵箱內滯塵量之比較*
樹種
乾燥葉片滯塵量
(mg/cm2)
噴濕葉片滯塵量
(mg/cm2)
噴溼葉片/乾燥葉片
滯塵量比值
月橘
0.4068±0.05
0.7881±0.23
1.94
杜鵑
0.5708±0.11
1.1612±0.09
2.03
白千層
0.5698±0.10
1.3913±0.18
2.45
樟樹
0.4487±0.05
1.1498±0.17
2.56
正榕
0.4910±0.06
0.5747±0.12
1.17
*各為5重覆之平均值
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3.3 乾濕枝條對水泥及塵土滯塵量之測定
取月橘、艷紫荊、正榕、楓香、褔木及鵝掌藤等6枝
條進行水泥及塵土滯塵量之測定， 即各有四種處理：乾
枝條/塵土、水泥；濕枝條/塵土、水泥，結果如圖4 所示。
圖4 塵土及水泥對6 種樹木乾濕枝條滯塵量之比較
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 濕枝條對塵土之滯塵量以楓香枝條最高。對水泥之滯塵量
則以正榕為最高。
上述四種處理的結果如表2。其中以鵝掌藤濕/乾枝條滯塵
量比有最大的3.37 倍。在水泥滯塵方面，則以楓香濕/乾
枝條滯塵量比為最大的5.23 倍。
本研究亦觀察枝條在噴濕後風乾的速度，其中以楓香、正
榕及福木的枝條，較不易在風速0.5~0.7 m/sec 情況下變
乾。而月橘則風乾較快。
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表2 塵土及水泥對6 種樹木乾濕枝條滯塵率之比較*
樹種
微粒種類
乾枝條滯塵量平
均值(mg/cm2)
乾枝條滯塵量平
均值(mg/cm2)
濕枝條比乾枝條
之滯塵量比較
月橘
塵土
水泥
0.4177±0.06
0.7051±0.14
0.4676±0.06
1.3168±0.06
1.12
1.87
豔紫荊
塵土
水泥
0.1931±0.01
0.3975±0.09
0.4370±0.05
1.4010±0.15
2.19
3.52
正榕
塵土
水泥
0.4726±0.03
0.5803±0.13
0.7159±0.05
2.8392±0.21
1.51
4.89
楓香
塵土
水泥
0.4644±0.08
0.3983±0.03
1.4443±0.16
2.0836±0.22
3.11
5.23
福木
塵土
水泥
0.4677±0.13
0.4531±0.05
0.5076±0.11
1.6886±0.23
1.09
3.73
鵝掌藤
塵土
水泥
0.2101±0.02
0.2538±0.03
0.7116±0.10
0.8362±0.13
3.37
3.29
*各為5重覆之平均值
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四、討論
 13 種樹種離體葉片之滯塵量範圍為0.199~4.32 mg/cm2，
以龍柏及木麻黃滯塵量最多，褔木滯塵量最少。
 葉片小之植物其單位面積之滯塵率較高。
另一影響滯塵率之因素為葉表之粗糙度，覆有絨毛，可增
加葉片截塵效率。
 乾葉片滯塵仍受微粒慣性作用之控制，多傾向沈積於迎風
面之葉緣。
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 葉片噴濕時，滯塵量遠高於乾葉片，而噴濕/乾燥葉片滯
塵量之比值以樟樹、白千層的2.5 倍為最高，最小為正榕
的1.2 倍。
 研究指出(何綠萍等人， 1992 )，樹葉滯塵的方式應有停
著、附著和黏著三種。一般的落塵應以停著為主，而具多毛
的葉表則有附著，但黏著則為葉片最穩定之滯留方式。
 在枝條滯塵方面，以濕枝條對水泥之滯塵量為最高。而乾
枝條之塵土滯塵量與其枝條粗細及表面粗糙度有關。
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 枝條粗細會影響滯塵率，直徑愈大的枝條滯塵量會較小，其
原因與慣性作用有關。
 枝條噴濕後，普遍會增加滯塵率，其中以鵝掌藤濕枝條的塵
土滯塵增加最多，其倍率達3.37 倍。在水泥滯塵增加方面
則以楓香有最大5.23 倍的增幅。
 Little 在1977 年曾報告證實：塵埃在枝條的沈積速度
(deposition velocity)通常比葉片上的快很多，因此認為
樹木即使在沒有葉片的冬天仍有相當的滯塵能力。
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台灣欒樹葉
樟樹葉
白千層葉
正榕葉
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羅漢松葉
黑板樹葉
鵝掌藤葉
福木葉
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龍柏葉
月橘葉
杜鵑葉
木麻黃葉
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福木枝
豔紫荊枝
月橘枝
杜鵑花枝
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簡報結束
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