臺灣博碩士論文加值系統

現今生活，人們長期處於室內，容易導致CO2濃過高，而植栽常被用來改善室內空氣品質。本試驗選擇13種不同蕨類，於密閉壓克力箱，在光度30及50 µmol m-2 s-1下，測量其二氧化碳(CO2)移除及釋氧(O2)能力。另外測試3種不同栽培介質及一混合介質，是否影響植物生態箱內CO2濃度。然後，挑選5種移除CO2能力較佳之蕨類及不影響箱內CO2濃度之介質，組合成植物生態箱，並測量不同葉面積植生量:全量(22129cm2)、1/2量(11064.5cm2)及1/4量(5532.25cm2)，置於密閉及50 µmol m-2 s-1光強度下之 CO2移除及釋O2能力及開放
試驗結果顯示:各蕨類植物給予兩不同光照處理後8小時，各蕨類植物間CO2移除量與光照強度間達顯著差異(χ2-test,p<0.05)，在50 µmol m-2 s-1光照下之蕨類效果較佳，其CO2移除能力以海岸擬茀蕨(921.8ppm)、波士頓腎蕨(656ppm)、細葉腎蕨(553.8ppm)較佳;雖然各蕨類間O2無顯著差異但壓克力箱內之O2仍有提升，以銀脈鳳尾(23.45％)使壓克力箱內O2上升最多，其次為山蘇（22.42％）、美人蕨（22.16％），各蕨類O2/CO2比值差異明顯。而30 µmol m-2 s-1光照下，除鹿角蕨、黃脈鳳尾、鐵線蕨外，其餘蕨類因光強度不足，導致光合效率下降，CO2移除能力下降。
於密閉生態箱中，不同介質是否影響箱內CO2濃度試驗，結果顯示:放置水苔、泥炭土及泥炭土+珍珠石之密閉生態缸，CO2濃度皆呈明顯上
升，分別上升2495.6ppm、2204.4ppm、1599.1。而發泡煉石放入經24小時後，僅呈現些稍微下降。
三種不同植生量於密閉植物生態箱內試驗結果，於光照後9個小時，全量下CO2移除量從72.2ppm下降至-211.6ppm，而1/2量及1/4量CO2移除量分別從11.8及85.1ppm上升至112.5及227.8ppm。O2釋放結果:全量下，O2濃度從21.52％上升至21.71％，而半量及1/4量，分別從21.37％及21.42％上升至21.74％及21.81％。在全量及1/2量下，移除CO2及釋放O2效果並沒有比1/4量下來的佳。
室內擺放頂部開放生態箱(試驗組及對照組)周圍50公及100公分之CO2 濃度均無明顯差異。而100公分處，在試驗組1/2量及1/4量的擺設下，白天時CO2濃度皆有比全量擺設下來低，但在進入夜間時，並無明顯差異。
13種不同單株蕨類植物及組合後之植物生態箱皆可用來改善空間內CO2及O2之濃度，但需注意給予適合之光照來達致其光和效率。

Nowadays, people stays long time in the room daily, and it is easy to cause high rise of CO2 concentration. Thus, plants are often being used to improve indoor air quality. Thirteen different ferns were used as experimental materials to measure CO2 removed capacity and O2 released concentration in airtight acryl box. In addition, three different media and a mixed medium, were tested to see any impact of CO2 concentration inside plant ecological box. A combination of five selected ferns and expanded clay medium were used in plant ecology box with calculated full-vegetation (22129cm2), 1/2 (11064.5cm2) and 1/4 volume (5532.25cm2) as treatments placed under 50 μmol m-2 s-1 light intensity to monitor their CO2 removed capacity and O2 released concentration both under open and closed condition.
Results of thirteen ferns test showed that: after eight hours under two different light intensities, a significant difference of CO2 removed capacity among ferns and light factor(χ2-test, p <0.05) was detected. The better performers to remove CO2 inculde: Microsorium scolopendrium (Burm.) Copel.(921.8ppm), Nephrolepis exaltata Schott (656ppm), Nephrolepis exaltata crispa (553.8ppm). No significant differences on O2 release among ferns were detected. However, an upgraded trend was found on Pteris ensiformis Burmann (23.45%), followed by Asplenium nidus (22.42%), Blechnum gibbum (Labill.) Mett. (22.16%).Significant differences of O2/CO2 ration were also detected among ferns. While under 30 μmol m-2 s-1 light, ferns other than staghound fern, Petri yellow vein and maidenhair fern, due to insufficient light intensity, showed a decrease of photosynthetic efficiency.
In the medium test of CO2 concentration inside closed ecological showed: sphagnum moss, peat and peat + polite caused the rise of, CO2 concentrations :2495.6ppm, 2204.4ppm, 1599.1 respectively. While expanded clay showed a slight decline from 671.3 to 596.3ppm after twenty four hours.
Experiment of three different vegetation quantity in a closed ecological box showed that nine hours after exposure, the CO2 removed capacity of full vegetation treatment declined from 72.2ppm to-211.6ppm, and 1/2 and 1/4 treatment showed constant rising, from 11.8ppm to 85.1ppm and 112.5ppm to 227.8ppm. On O2 released, the full vegetation treatment showed, O2 concentration increased from 21.52% to 21.71%, while 1/2 and 1/4 treatments rosed from 21.37% to 21.74% and 21.42% to 21.81% respectively.
The CO2 remove capacity of both open-top plant ecology box (experimental and check group) showed no significance of CO2 concentration changes at 50 and 100 cm outside the box. The CO2 concentration at 100cm outside box of 1 / 2 and 1/4 vegetation treatments were lower than the full treatment.

中文摘要………..……………………………………………………..…..…I
Abstract…………..………………………………………………………….Ⅲ
謝誌………………………………………………………………………….Ⅴ
目錄………………………………………….………………………………Ⅵ
圖表目錄…………………………………………………………………….Ⅶ
壹、 前言………………………………………………………………….....1
貳、 前人研究…………………………………………………………….....3
一、 室內空氣品質………………………………………………….....3
二、 室內二氧化碳(CO2)的產生及對人體之影響...............................3
三、 利用植物降低室內汙染源.............................................................4
四、 氧氣生成及對人體的影響.............................................................6
五、 室內植物佈置對人類生活影響.....................................................7
叁、材料方法………………………………………………...………………..8
一、試驗材料…………………..………………………..………….……..8
(一)植物介紹……………………………………………………....8
(二)監測設備…………………………………………………..…15
二、試驗方法……………………………………………………………18
(一)試驗一: 不同蕨類CO2移除及釋氧之測量…………….…...18
(二)試驗二: 植物生態箱內置放不同介質釋放
二氧化碳之測試.......................................................23
(三)試驗三: 蕨類植物組合於密閉植物生態箱中不同植生量之
CO2移除及釋氧能力之測試....................................23
(四)試驗四: 不同蕨類組合於開放植物箱中
CO2移除能力之測試………………………………27
肆、結果.........................................................................................................28
試驗一、13種蕨類CO2移除及釋氧能力分析………………………28
(一)13種蕨類CO2移除能力分析……………………………….28
(二)13種蕨類釋氧能力分析……………………………………..37
(三)13種蕨類植物O2/CO2比例分析……………………………42
試驗二、植物生態箱內置放不同介質釋放二氧化碳之測試……….46
試驗三、蕨類植物組合於密閉生態箱中不同植生量之CO2移除及釋
氧之測試…………………………………………………...52
(一)蕨類植物組合於密閉生態箱不同植生量之CO2移除
測試.........................................................................................52
(二)蕨類植物組合於密閉生態箱中不同植生量之釋氧量
偵測.........................................................................................55
(三)蕨類植物組合於密閉生態箱不同植生量之O2/CO2比例
分析………………………………………………………….58
試驗四、開放生態箱室內不同蕨類組合之CO2移除之偵
測…………...........................................................................60
伍、討論.........................................................................................................64
一、13種蕨類CO2移除及釋氧能力分析............................................64
(一)13種蕨類CO2移除能力分析.................................................64
(二)13種蕨類釋氧能力分析....................................................65
二、植物生態箱不同介質釋放二氧化碳之測試.................................65
三、蕨類植物組合於密閉生態箱中不同植生量之CO2移除及釋氧
之測試.............................................................................................66
(一) 蕨類植物組合於密閉生態箱不同植生量之
CO2移除測試........................................................................66
(二) 蕨類植物組合於密閉生態箱中不同植生量之釋氧量
偵測........................................................................................ 66
四、開放生態箱室內不同蕨類組合之CO2移除能力之測
試.................... ……………………………………………………68
陸、結論...........................................................................................................69
參考文獻.........................................................................................................71
作者簡介…………………………………………………………………….77





圖表目錄
圖1.氧氣分析儀............................................................................................ 16
圖2.二氧化碳分析儀.....................................................................................16
圖3.觸控警報控制系統.................................................................................17
圖4.壓克力箱之配置.................................................................................... 22
圖5.植物箱內之全量植生量.........................................................................25
圖6.植物箱內之1/2量植生量......................................................................25
圖7.植物箱內之1/4量植生量......................................................................26
圖8.空對照組.................................................................................................26
圖9.不同蕨類於光強度50µmol m-2 s-1下，其二十四小時內CO2之移除量
變化.........................................................................................................30
圖10.不同蕨類於光強度30µmol m-2 s-1下，其二十四小時內CO2之移除
量變化...................................................................................................31
圖11.不同蕨類於光強度30µmol m-2 s-1下，其二十四小時內O2(％)之變
化量.......................................................................................................39
圖12.不同蕨類於光強度50µmol m-2 s-1下，其二十四小時內O2(％)之變化
量...........................................................................................................40
圖13.不同蕨類於30 µmol m-2 s-1光照處理下24小時O2/CO2比值
變化.......................................................................................................43
圖14.不同蕨類於50 µmol m-2 s-1光照處理下24小時O2/CO2比值
變化.......................................................................................................44
圖15.水苔於密閉生態箱(試驗組)內CO2濃度之比較................................47
圖16.泥炭土於密閉生態箱(試驗組)內CO2濃度之比較............................48
圖17.泥炭土+珍珠石於密閉生態箱內CO2濃度之比較............................49
圖18.發泡煉石於密閉生態箱內CO2(ppm)濃度之比較.............................50
圖19. 3種不同植生之組合於50 µmol m-2 s-1光強度下24小時CO2(ppm)
移除量之變化.......................................................................................53
圖20.3種不同植生量於50 µmol m-2 s-1光強度下24小時，O2之
變化量...................................................................................................56
圖21.3種不同的植生量擺設下，O2/CO2之比例........................................59

圖22. 3種不同植生量擺設下，生態箱外50cm處CO2(ppm)濃度
之比較...................................................................................................61
圖23.3種不同植生量擺設下，生態箱外100cm CO2(ppm) 濃度
之比較…...............................................................................................62
圖24.3種不同植生量擺設下，生態箱內CO2移除量之
比較.......................................................................................................63
圖25.1/4植生量於50 µmol m-2 s-1光強度下48小時CO2(ppm)變化量…..68
表1.本試驗之蕨類植物材料...........................................................................8
表2.不同蕨類經30µmol m-2 s-1光照處理後3 、6 、8小時，CO2移除
量.............................................................................................................32
表3.不同蕨類經50µmol m-2 s-1光照處理後3 、6 、8小時，CO2移除
量.............................................................................................................33
表4.不同蕨類經30µmol m-2 s-1光照處理後6小時，每單位面積(cm2)CO2
移量........................................................................................................34
表5.不同蕨類經30µmol m-2 s-1光照處理後24小時，每單位面積(cm2)CO2
移除累積總量........................................................................................34
表6.不同蕨類經50µmol m-2 s-1光照處理後6小時，每單位面積(cm2)CO2
移除量....................................................................................................35
表7.不同蕨類經50µmol m-2 s-1光照處理後24小時，每單位面積(cm2)CO2
移除累積總量........................................................................................35
表8.不同蕨類植物於30 µmol m-2 s-1光源關閉後12小時，移除量之下降
情形.......................................................................................................36
表9.不同蕨類植物於50 µmol m-2 s-1光源關閉後12小時，移除量之下降
情形.......................................................................................................36
表10.不同蕨類於30 µmol m-2 s-1及50 µmol m-2 s-1光照處理下，O2(％)
最高及最低值.......................................................................................41
表11.不同蕨類於30 µmol m-2 s-1與50 µmol m-2 s-1光照處理下24小時，
壓克力箱內O2/CO2之最高值............................................................45
表12.不同介質於密閉生態缸中放置介質前與放置後CO2(ppm)濃度
偵測.....................................................................................................51
表13.3種不同植生量於50 µmol m-2 s-1光強度下，第3、6、9小時之
CO2(ppm)移除量................................................................................54
表14.3種不同植生量於光源關閉後，第11、14、17小時CO2(ppm)之移
除量.....................................................................................................54
表15.3種不同植生量於50 µmol m-2 s-1光強度下，第5、7、9小時生態
缸中最高O2(％)濃度.........................................................................57

文建會 (2004) 臺灣大百科全書。文化部。2014年5月7號，取自:
http://taiwanpedia.culture.tw/web/content?ID=25706
王金慶，地球的源起與演化。中正理工學院應用物理學系。
王幸美 (1998) 孢子繁殖與溫度,光度和無機養分對鐵線蕨,密葉鐵線蕨和腎蕨生長之影響。國立臺灣大學園藝學系研究所。
全中和 (2004) 山蘇蕨菜生產技術之研究。花蓮區農業改良場研究彙
報。22:51-56。
何明昱 (2011) 四十種室內植物移除二氧化碳能力之研究。臺灣園藝學會。57(4):350。
何明昱 (2012) 室內植物移除二氧化碳能力之研究〔摘要〕。臺灣大學園藝學研究所碩士論文，未出版。2014年5月19號，取自「全國博碩士論文資訊網」: http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/16742030704014516256
林仲剛 (1996) 臺灣蕨類植物的認識與園藝應用。國立自然科學博物
館。第32-37頁。
林絮玉 (2011) 從零開始打造極致綠意的環境-從屏東科技大學汙水場改善為例-。環境綠化55。第9-14頁。
行政院環境保護署 (2007) 淨化室內空氣之植物。第38-137頁。
行政院環境保護署 (2008) 公共場所室內空氣品質自主管理手冊。附件-2-5。
行政院農業委員會 (無日期) 恆春熱帶植物園。林業試驗所恆春研究中
心。2014年5月8號，取自:
http://hctbg.tfri.gov.tw/plants.php?func=detail&;id=0000349
江哲銘 (2002) 以二氧化碳及甲醛汙染物探討有效通風控制研究。國立成功大學建築研究所碩士論文。第11-14頁。
李彥頤 (2003) 辦公空間室內空氣品質管制策略之研究。國立成功大學建築研究所博士論文。第6-10頁。
沈桂鳳 (2009) 應用植物於室內視覺與嗅覺環境之紓壓效益評估。臺灣大學園藝學研究所造園組碩士論文。第1-8頁。
余軍洪 (2010) 常見室內植物移除甲醛能力之研究。國立臺灣大學生物資源農學院園藝學系碩士論文。第3-19頁。
徐善德、廖玉碗 (2006) 植物生理學。偉明圖書。
吳清鴻 (2003) 應用於永續建築之最低能源生命週期研究。國立雲林科技大學機械工程系碩士班碩士論文。第1-7頁。
洪筱梅 (2009) 室內空做環境的植栽綠室率對心理復癒效益之研究。逢甲大學景觀與遊憩碩士學位學程碩士論文。第7-19頁。
郭阿君、岳樺、王志英 (2007) 不同室內光環境對植物固碳釋氧的影響。林業勘查設計，143(3):27-29。
郭城孟 (2011) 蕨類圖鑑。遠流出版事業股份有限公司。
特有生物研究中心 (1999) 臺灣野生植物資料庫。農委會。2014年5月
8號，取自: http://plant.tesri.gov.tw/plant100/index.aspx#
陳彥宇 (2007) 常見室內植物對甲醛及二氧化碳之吸收及反應。國立臺灣大學植物病理與微生物學研究所碩士論文。第9-13頁。
陳進分 (2008) 蕨類栽培技術(以劍葉鳳尾蕨、筆筒樹及山蘇為例) ，臺東農業改良場技術專刊<特10籍>。
陳進分 (2011) 適合室內栽培的蕨類。臺東農情月刊。144。
張俊彥、萬麗玲 (2005) 景觀型態對肌電值及注意力恢復能力之研
究。造園學報。7(1)1-22。
彭于華 (2009) 探討以淡水藻類固定二氧化碳之生長條件。國立屏東科技大學環境工程與科學系碩士學位論文。第10-13
莊維彥 (2002) 建築物避難逃生之模擬系統設計研究。國立雲林科技
大學機械工程系碩士班碩士論文。第10-13頁。
莊溪 (2000) 認識植物。2014年5月8號，取自:
http://kplant.biodiv.tw/index.htm
鄭羽廷 (2011) 建築事務所空氣品質之研究-以臺中市為例-。逢甲大學建築 學系碩士班碩士論文。第1-3頁。
楊玉婷 (2007) 常見室內植物對苯吸收及反應。國立臺灣大學生物資源農學院園藝學系碩士論文。第10-15頁。
黃馨慧、郭瑋玲、馬翊凱、高建元 (2005) 鹿 角 蕨 繁 殖 與 推 廣，國立宜蘭大學農業推廣季刊。
黃怡菁 (2011) 創新的植物培育展示盒及展示櫃介紹。林業論壇。
18(6):61-64。
謝翠玲、王輔仁、劉卿妤 (2010) 室內植栽對室內VOC、CO2及溫濕度影響之探討，第五屆智慧科技生活研討會。
Brown, S. P (1990) Staghorn Fern at a Glance. Institute of Food and Agricultural Sciences University of Florida. 1-3.
Bruce, N., P. P. Rogelio, and R. Albalak (2000) Indoor air pollution in developing countries:a major environmental and public health challenge. Emvionment and Health.78:1078-1092.
Burchett, M (2010) Greening the great indoors for human health and wellbeing. Plants and Indoor Environmental Quality Group.9-13.
Change, C. Y and P. L. Chen (2005) Human response to window views and indoor plants in plants in the workplace. Hort Science. 40(5)1354-1359.
Conover, C. A (1991) Ferns. University of Florida Cooperative Extension
Service Institute of Food and Agriculture Sciences EDIS.1-2.
Fjeld,T (2000) The effect of interior planting on health and discomfort among workers and school children. HortTechnology.10(1):46-52.
Gago, J., R. E. Coopman, H. M. Cabrera, G. Hermida, and A. Molins (2013) Photosynthesis limitations in three species. Physiologia Plantaurum.149:449-611.
Gilman, E. F (1999) Nephrolepis exaltata Boston Fern, sword Fern. Institute of Food and Agricultural Sciences University of Florid.
Gilman, E. F (1999) Adiantum spp. Maidenhair Fern. Institute of Food and Agricultural Sciences University of Florid.
Giorgioni, M. E and U. Neretti (2010) Effects of aritificial light intensity and ambient CO2 level on photosynthesis of araceae species commonly used for interior landscaping. Acta Horticulturae. 881:697-702.
Guo , S., A. W. Tang, Y. Chengq, Y. Shen, L. Qin, J. Ma, J. Zhu, and J Ren (2014) Study on O2 generation and CO2 absorption capability of four co-cultured salad plants in an enclosed system. Advances in Space Research.53:1551-1556.
Irga, P, J., F. R. Torpy, and M. D. Burchett (2013) Can hydroculture be used to enhance the performance of indoor plants for the removal of air pollutants? Atmospheric Environment .77:267-271.
Kaplan, R (1983) The role of nature in the urban context. In Behavior and the natural environment . 127-161.
Kaplan, R (1993) The role of nature in the context of the workplace. Landscape and Urban Planning. 26:193-201.
Lee, S. H., H. Guo, W. M. Li, and L. Y. Chan (2002) Inter-comparison of air pollutant concentrations in different indoor environmenta in Hong Kong.Atmospheric Environment.36:129-1940.
Lerner, B. R (2011) Ferns for indoors. Department of Horticulture,
Purdue University, Cooperative Extension Service.1-3.
Lohr, V. I., C. H. Pearon-Mims, and G. K. Goodwin (1996) Interior plants may improve worker productivity and reduce stress in a windowless environment. J. Environ. Hort. 14(2)97-100.
Martin, D., A. Thompson, I. Stewart, E. Gilbert, K. Hope, and Kawai G (2012) A paradigm of fragile earth in priestleys bell jar. Extreme Physiology and Medicine.1:4.
Oh, G. S., G. J. Jung, M. H. Seo, and Y. B. Im (2011) Experimental study on variations of CO2 concentration in the presence of indoor plants and respiration of Experimental Animals. Hort. Environ Biotechnol. 52:321-329.
Pegas, P. N., C. A. Alves, T. Nunes, E. F. Bate-Epey, M Evtyugina, and C. A. Pio (2012) Could Houseplants Improve Indoor air Quality in Schools? Journal of Toxicology and Environmental Health. 75:1371-1380.
Persily, A. K (1997) Evaluation building IAQ and ventilation with indoor carbon dioxide. Member ASHRAE.130:2.
Raiyani, C. V., H. S. Shah, M. N. Desai, K. Venkaiah, S. J. Patel, and S. K. Kashyap (1993) Characteriaztion and problems of indoor pollution due to cooking stove smoke. Atmospheric Environment.27:1643-1655.
Relf, P. D (1990) Psychological and sociological response to plants: Implications for Horticulture. HortScience.25(1):11-13.
Rottenberger, S., U. Kuhn, A. Wolf, G. Schebeske, S. T. Olvia, T. M. Tavares, and Kesselmeier (2005) Formaldehyde and acetaldehyde exchange during leaf development of the Amazonian deciduous tree species Hymenaea courbaril. Atmospheric Environment. 39:2275-2279.
Stutte, G. W and F. John (2005) Phytoremediation of Indoor Air. NASA Bill Wolverton, and the Development of an Industry.1-7.
Su, Y. M and C. H. Lin (2013) CO2 Purify Effect on Improvement of Indoor Air Quality (IAQ) through Indoor Vertical Greening. Proceedings of the World Congress on Engineering:Vol II.978-988.
Sundell, J (2004) On the history of indoor air quality and health. Indoor Air.14:51-58.
Tarran, J., F. Torpy, and M. Burchett (2007) Use of livind pot-plants to cleanse indoor air – research review. Sustainable Built Environment. 249-256.
Tsai, D.H., J. S. Lin, and C. C. Chan (2012) Office Workers’ Sick Building Syndrome and Indoor Carbon Dioxide Concentrations. Journal of Occupational and Environmental Hygiene. 9: 345–351.
White, L. E., J. R. Clarkson, and S. N. Chang (1987) Health effects from indoor air pollution: case studies.Journal of Community Health.12:2.
Wolverton, B. C and J. D. Wolverton (1996) Interior plants: Their influence on airborne microbes inside energy-efficiebt buildings. Wolvweton Environmental Services.41:2.
Wolverton, B. C., Johnson A and K. Bounds (1989) Interior landscape plants for indoor air pollution abatement. Nation Aeronautlcs and Space Administration.1-7.
Wolverton, B. C and J. D. Wolverton (1993) Plants and soil microorganisms: Removal of formaldehyde, Xylene, and Ammonia from the indoor environment. Wolvweton Environmental Services.38:2.
Yoo, M. H., Y. J. Kwon, and Son, K. C (2006) Efficacy of indoor plants for the removal of single and mixed volatile organic pollutants and physiological effects of the volatiles on the plants. Horticulturae Science.131:452-458.