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淺談綠屋頂的效益(四)改善空氣質量

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我們通常不會懷疑植物淨化空氣的能力,因為當我們置身在森林當中,通常可以感受到每一次呼吸都是一種享受。身處於亞洲都市文明高度發展的環境中,清新空氣已經慢慢變成奢侈的享受。

植物淨化的功能主要是灰塵與懸浮微粒、二氧化碳、有機揮發物質(Volatile Organic Chemicals, VOCs,甲醛、苯、三氯乙烯、二甲苯等)等。綠屋頂的植物透過吸收大氣中的二氧化碳和釋放氧氣來改善空氣質量。空氣中的顆粒污染物、植物葉面滯塵等,通過降雨沖洗到綠色屋頂基質中,被植物根部微生物分解、過濾。
 

灰塵與懸浮微粒

臺灣大學葉德銘教授指出,植物葉片能有效吸附大量塵埃,依其不同特性,可區分為停著、附著和黏著三種。
  • 「停著」是指塵埃暫時落於葉面上,一經外力或風吹隨即飛走,通常為葉片狹小或葉片光滑者。
  • 「附著」是指塵埃落於葉面,固著於氣孔或絨毛上,需較大的風或雨時方可帶走。通常為葉片寬大平展、葉面粗糙有絨毛的植物。
  • 「黏著」是指塵埃受到葉面的黏性物質所黏附,通常為枝葉能分泌樹脂黏液者。

研究學者找了一個令我們印象深刻的生活用品中,進行實證。大家應該有共同的經驗,那就是室內電腦主機後的風扇出口。

電腦主機是室內空氣灰塵的集中地。這些灰塵不僅會造成主機可能的毀損,也是室內空氣品質的反證。

經過一整年的使用,主機散熱孔通常會積有大量的灰塵,如果打開主機,電源附近的散熱風扇更是累積大量的灰塵,這也間接證明室內灰塵的可觀數量。這個實驗是在一個256M3無窗戶之電腦實驗室,在2%的面積內,放置以底部灌溉之白鶴芋、粗肋草、雪佛里椰子、紅邊竹蕉等室內植物。植物以傳統之無土混合介質栽培,可能增加灰塵來源;不過研究結果仍是符合預期的,這些植物可截留並減少20%落塵量,降低落塵對電腦硬碟與電路的威脅。
 

二氧化碳

大部份綠色植物於白天光合作用過程中,經由氣孔吸收二氧化碳並形成有機酸或醣類貯存及利用,減少環境中二氧化碳的累積量。而部份仙人掌、蘭科植物進行景天酸代謝,會於夜間吸收二氧化碳。

二氧化碳平均約占大氣體積的400ppm,不過每年因為人為的排放增加,比率還在逐步上升。大氣中的二氧化碳含量隨季節變化,這主要是由於植物生長的季節性變化而導致的。當春夏季來臨時,植物由於光合作用消耗二氧化碳,其含量隨之減少;反之,當秋冬季來臨時,植物不但不進行光合作用,反而製造二氧化碳,其含量隨之上升。

二氧化碳對人體最大影響主要是室內空間的濃度。依照環保署公告的二氧化碳建議值為1000ppm,但室內二氧化碳濃度只要超過800ppm,就會令人感到不舒服、疲倦或頭痛。臺大園藝系花卉研究室實測於夏季開冷氣期間,臺北市某國中教室一天中二氧化碳濃度變化,教室內二氧化碳濃度隨學生上課而增加,可達3000ppm,下課後教室內二氧化碳濃度降至400至500ppm。因此教室、辦公室等空間,都應該選擇適當植栽進行綠化。

綠屋頂對空氣淨化的學術研究

研究人員Peck和Kuhn估計,每平方公尺的綠色屋頂,綠色屋頂每年可以去除0.2公斤的灰塵顆粒。2014年綠色屋頂白皮書中提出的研究,一個93平方公尺(約28坪)的綠色屋頂能夠從空氣中清除18公斤污染性顆粒物質,相當於15輛汽車一年的排放量。

新加坡進行的實地研究(Tan and Sia, 2005)中,研究人員在4,000平方公尺屋頂上,測量安裝綠色屋頂前後的氣體和顆粒污染物濃度。屋頂上方空氣中的顆粒降低了6%,二氧化硫(SO2)降低了37%、二氧化氮(nitrogen dioxide, NO2)降低21%。

另一份研究(Yang,Yu and Gong, 2008)在一年內調查了19.8公頃芝加哥城市的綠色屋頂後,植被清除了1675公斤空氣污染物,相當1萬平方公尺85公斤。去除的污染物中,臭氧佔52%,NO2約27%,PM10(小於10微米的顆粒)有14%和SO2為7%。如果將綠色屋頂的數量擴大到覆蓋整個城市,估計每年去除的污染物數量將增加到2,046公噸。

大量的研究集中在綠屋頂對都市空氣的清淨效果,提供綠屋頂對公共空間的明顯效益。當然,綠屋頂的效益還不僅此於此,我們在其他文章再陸續討論。