多環芳香烴化合物在榕樹葉與榕樹氣根中累積特性之研究

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研究生：	楊以仁
論文名稱：	多環芳香烴化合物在榕樹葉與榕樹氣根中累積特性之研究
指導教授：	洪益夫
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	原子科學院 - 生醫工程與環境科學系 Department of Biomedical Engineering and Environmental Sciences
論文出版年：	2007
畢業學年度：	95
語文別：	中文
論文頁數：	64
中文關鍵詞：	多環芳香烴化合物、榕樹葉、榕樹氣根
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工業科技的進步，導致環境遭受嚴重的汙染，其中經由不完全燃燒所產生的多環芳香烴化合物(PAHs)，因著它穩定不易分解的特性以及部分具有致癌性、致基因突變性，使得 PAHs被視為重要的汙染物； PAHs在環境中濃度的監測，常使用人工空氣採樣，但有需要人力以及儀器設備等缺點，因此想用低成本、節省人力的植物來作監測；本研究選用十分常見的榕樹作為採樣對象，探討榕樹葉及榕樹氣根中 PAHs濃度隨不同月份的改變，進而了解植物吸附 PAHs的特性。
本研究選用位於學府路上的新竹中學停車場作為採樣點，採樣時間為民國95年5月至民國96年3月，採集榕樹與榕樹氣根，經前處理後，使用超音波萃取，再以高效能液相層析儀/螢光偵檢器，針對美國環保署公告優先列管之16種 PAHs化合物做分析。
研究結果發現，隨著季節變化，榕樹葉中ΣPAHs =0.0260~0.205μg/g，榕樹氣根ΣPAHs=0.043~0.288μg/g，而榕樹內濃度的變化(RSD=0.588)較榕樹氣根(RSD=0.855)小，且單位重量的氣根較榕樹葉有更高濃度的PAHs(榕樹葉ΣPAHs=0.075μg/g, 榕樹氣根ΣPAHs=0.134μg/g)，推測利用氣根作為空氣中PAHs的濃度採樣器，似乎會比榕樹葉來的更具有參考價值。而在氣態PAHs的偵測上，則因為嫩葉氣孔(46%)開闔比例較老葉(14%)高，似乎以嫩葉較為合適。

摘要  ....................................................Ⅰ

致謝  ....................................................Ⅱ

目錄  .................................................Ⅲ~Ⅴ

圖目錄  ...............................................Ⅵ~Ⅶ

表目錄  ..................................................Ⅷ

第一章    前言  ...........................................1

第二章    文獻回顧  .......................................3

2.1 多環芳香烴化合物(PAHs)性質 ............................3

2.2  PAHs的來源  ..........................................6

2.2.1 燃燒來源(pyrogenic)  ................................6

2.2.2 石油來源(petrogenic)  ...............................6

2.3  PAHs的生成機制  ......................................7

2.4  PAHs的危害  ..........................................7

2.5 植物樣品分析方法  ....................................10

2.6 以植物做為空氣污染的偵測器  ..........................12

2.7 PAHs累積在植物葉片的特性  ............................14

第三章    實驗方法  ......................................17

3.1 實驗器材與實驗藥品  ..................................17

3.1.1 實驗器材  ..........................................17

3.1.2 實驗藥品  ..........................................17

3.1.3 儀器  ..............................................18

3.2 試藥製備與偵測極限測定  ..............................19

3.2.1 標準溶液配置  ......................................19

3.2.2 移動相配置  ........................................22

3.2.3 偵測極限之測定  ....................................23

3.2.4 回收率之測定  ......................................24

3.3 採樣設計與樣品前處理  ................................25

3.3.1 採樣物種  ..........................................25

3.3.2 採樣位置  ..........................................25

3.3.3 採樣時間  ..........................................26

3.3.4 採樣方法  ..........................................26

3.3.5 樣品前處理  ........................................26

第四章    結果與討論  ....................................28

4.1 嫩葉老葉中PAHs濃度差異  ..............................28

4.2 榕樹葉與氣根中PAHs濃度隨著季節變化的趨勢  ............33

4.3 榕樹葉與氣根中PAHs濃度比較  ..........................38

4.4 榕樹葉與氣根中PAHs濃度對採樣前不同時間PM10的關係  ....45

4.5榕樹葉及氣根中PAHs濃度與採樣前月均溫及平均降雨量的關係  ......................................................49

4.6 本研究結果與其他參考文獻做比較  ......................54

第五章    結論  ..........................................56

第六章    參考文獻  ......................................57

附錄  ....................................................63

圖目錄

圖2-1 十六種PAHs之結構式  .................................5

圖3-1  HPLC分析0.02ppm PAHs標準品圖譜  ...................19

圖3-2  PAHs標準品檢量線  .................................20

圖3-3  PAHs標準品檢量線(續)  .............................21

圖3-4  PAHs標準品檢量線(續)  .............................22

圖4-1  9月29日嫩葉老葉比較長條圖  ........................28

圖4-2  10月13日嫩葉老葉比較長條圖  .......................28

圖4-3  10月27日嫩葉老葉比較長條圖  .......................29

圖4-4 榕樹葉總濃度變化折線圖  ............................37

圖4-5 氣根總濃度變化折線圖  ..............................37

圖4-6 不同月份榕樹葉濃度長條圖  ..........................39

圖4-7 榕樹葉中不同環數PAHs隨著時間變化濃度改變趨勢折線 圖  ......................................................40

圖4-8 不同月份的氣根濃度長條圖  ..........................42

圖4-9 榕樹氣根中不同環數PAHs隨著時間變化濃度改變趨勢圖  ..43

圖4-10 榕樹葉中2~3環與4~5環PAHs濃度對當天、前三天、前一週  PM10作圖  ................................................47

圖4-11 榕樹氣根中2~3環與4~5環 PAHs濃度對當天、前三天、前一週PM10作圖  ................................................48

圖4-12 榕樹葉中2~3環、4環、5環 PAHs濃度對採樣前月均溫與月平均雨量作圖  ..............................................52

圖4-13 榕樹氣根中2~3環、4環、5環 PAHs濃度對採樣前月均溫與月平均雨量作圖  ............................................53

圖4-14 新竹地區溫度雨量表(民國95年4月至9月)  .............63

圖4-15 新竹地區溫度雨量表(民國95年10月至96年3月)  ........64

表目錄

表2-1  USEPA優先列管之十六種PAHs之物化性質表  .............4

表2-2  PAHs致癌性比較表  ..................................9

表2-3  傳統與新穎萃取方法優缺點之比較  ...................11

表 3-1  偵測極限表  ......................................24

表 3-2  回收率(%)  .......................................25

表4-1  嫩葉老葉內PAHs濃度比較表  .........................29

表4-2  不同年齡的葉片氣孔開闔比較表  .....................30

表4-3  各種植物氣孔數目比較  .............................30

表4-4  植物在不同部位氣孔分布情形  .......................31

表4-5  新竹高中停車場採集榕樹葉濃度總表  .................35

表4-6  新竹高中停車場採集榕樹氣根濃度總表  ...............36

表4-7  榕樹葉與榕樹氣根RSD值比較表  ......................44

表4-8  榕樹葉與氣根內不同環數PAHs濃度對採樣當天、前三天、前一週PM10值作圖所得之R2  ..................................46

表4-9  榕樹葉與氣根內不同環數PAHs濃度對採樣前一個月的均溫及平均雨量做圖所得之R2值  ..................................51

表4-10  實驗結果與其他文獻結果比較  .....................55

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