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第五屆旺宏科學獎 成果報告書 參賽編號：SA5-018 作品名稱：衣所欲言－ 探討環境污染對地衣的影響 姓名：陳昱甄 關鍵字： 空氣污染 、指標植物 、________ 研究題目：衣所欲言－探討環境污染對地衣的影響 一、研究動機： 高中課程中課本曾提到地衣類植物，經由老師敘述我們知道地衣是一種對空 氣污染極為敏感的生物，因此引起我研究的興趣。如果地衣對空氣真如此敏感， 那麼對於汽機車廢氣污染嚴重的市區而言，是否具有指標或監測的功能呢？可惜 的是，相關文獻僅止於利用地衣的分布及生長情況來判斷空氣污染的好壞，但對 於空氣污染較為嚴重的市區，根本就很難找到地衣，要如何應用地衣判斷空氣品 質，卻找不到具體的文獻資料，因此想設計一套方法來利用地衣觀察都市空氣品 質。 此外，相關文獻僅止於探討空氣污染對地衣的影響，卻找不到水污染對地衣 影響研究，因此除了空氣污染，針對各種水污染物對地衣的影響也是我極感興趣 課題。 二、研究目的： 1.藉由地衣暴露於汽機車廢氣觀察研究，了解廢氣對地衣的影響。 2.設計簡易的地衣偵測系統，將其置於不同定點觀測實驗點空氣品質。 3.設計相關化學實驗以了解各種水污染物對地衣的影響。 4.將實驗結果應用到日常生活，加強生物指標的實用價值。 三、實驗原理： 空氣污染指標植物就是一種對某種空氣污染物特別敏感而會產生獨特典型 受害症狀之植物，只要照一般種植花木之方法種植在住家或辦公場所附近，就可 根據其葉片所產生之異常症狀以判斷我們住家或辦公場所遭受到何種空氣污染 物之污染，所以它是一種簡單有效而又省錢的空氣污染偵測方法。 自然界中有甚多敏感的植物可以充當空氣污染的指標植物 ，若能善加利用， 將能幫忙鑑定空氣污染物以及污染來源。 常見的空氣污染物往往是無色、無味、不可捉摸的氣體，或是飄浮於空氣中 的微粒（ particulate ）。由於這類污染物分析上比起水污染物或固態廢棄物要來得 困難，故一般非專業單位或人員多無法自行偵測，而即使是專業單位或人員也常 受限於昂貴的儀器設備而無法廣泛地偵測污染。台灣地區截至 1992 年三月，也 僅有 19個較完整的空氣污染監測站在做例行的監測，每一站的設備成本估計約 新台幣 450萬，且只限於監測二氧化硫（ SO ）、氮氧化物（NO ）、一氧化碳（CO ）、 2 x 臭氧（ O ）及懸浮微粒（suspendedparticulate ）等五項，外加風速、風向、露點、 3 氣溫等氣象資料及少數幾站外加碳氫化物一項。 以如此高成本的儀器設備來監測空氣污染，事實上是頗不經濟的，因為這些 儀器的壽命一般大約只有五年，而耗用以維護的人力、時間，更是不可計數。因 此，如有可以替代的器材或甚至生物，無疑將可以替國家省下甚多資源。而這些 1 替代性器材中一般又以指標植物（ indicator plant ）最受科學家矚目。 植物受到空氣污染的傷害，一旦污染劑量高過它可以忍受的程度，便會表現 出某些病徵。其中過程是相當複雜的，有一些是污染物直接對組織、細胞或酵素 等造成傷害，有一些則是間接衍生出代謝異常。由於一方面不同的污染物有不同 的作用機制，另一方面不同的植物品種（ species ）、變種（variety ）或栽培種 （cultivar ）各有不同的生化組成與生理代謝，因此最終表現在外，讓人肉眼可加 辨識的病徵，也就各有不同。若這類病徵達到完全與眾不同的程度，這些病徵特 性便可充做特定污染的指標。 由一棵植物忠實反應污染劑量，實在是最經濟的環境污染監測方法。它的優 點計有：一、 成本極低，不若一部儀器動輒耗費數十萬元；二、具有生物監測的 內涵，能測知生物是否受害；三、能夠面狀布設，不若儀器的點狀布設；四、能 綜合監測，同時監測多種污染物。 但它也有缺陷，這包括：一、靈敏度不易達到儀器的層次；二、本身常有變 異現象，監測結果較難一致，也較不易準確。雖說有這些缺點，但無疑地，它有 存在的