城市綠牆（Green Wall）：如何透過植物葉片捕捉空氣中的懸浮微粒

常春藤。圖片來源：維基百科

 

聽過綠牆嗎？綠牆是一種垂直綠化系統，利用植物覆蓋建築物的牆面，不僅美化環境，也有助於改善城市的空氣品質。它們透過植物葉片捕捉空氣中的懸浮微粒（如塵埃和污染物），同時還能提供隔熱、降噪、增加生物多樣性等多重益處。綠牆可以安裝在室內或室外，成為都市中一個生態友好的綠色空間。透過精心選擇適合的植物種類，綠牆不僅美觀，也能成為實現可持續城市發展的一部分。

綠牆分為兩種，一種是以蔓生植物構成立面（所謂的「綠色立面」Green facades），另一種則不一定是蔓生植物，而是以許多不同種類的植物構成所謂的「植生牆」（living walls）。

但是，使用的植物種類，對於能不能吸收懸浮微粒很重要；而植物能不能耐污染，也會影響到構建與維護綠牆的成本。

為了找到最適合構建綠牆的植物，研究團隊收集了十種不同的寬葉植物，建立了一個實驗性綠牆，並研究了這些植物對大氣中懸浮微粒的去除能力。

透過研究葉片的微觀形態特徵（氣孔密度、毛髮密度、葉片表面粗糙度）進行了檢測。量化了不同植物葉片上微粒物質的密度，並對不同粒徑的微粒進行了分析。

另外，研究團隊也進行了雨水清洗效率的評估，比較了雨前和雨後葉片表面上懸浮微粒的濃度變化。

他們還進行了元素組成分析，以了解植物捕捉的微粒物質的成分。最後，研究團隊還研究了植物的空氣污染容忍指數（APTI），以評估植物對空氣污染的耐受能力。

這些實驗有助於研究人員了解不同植物對微粒物質的捕捉和保留能力，並為選擇合適的綠牆植物提供了重要信息。

研究團隊發現，特定的葉片微觀形態特徵，如表面粗糙度、葉毛密度和氣孔密度，對於增加微粒的捕捉能力有正面影響。葉片愈粗糙、葉毛愈多，對於微粒的捕捉能力比較好；而氣孔的數量則關連較不明顯。同時，宏觀形態特徵，例如葉片大小和形狀，也可能影響微粒的沉積。不同植物種類的葉片特徵在微粒沉積過程中起著不同的作用，意味著特定葉片的形態學特性可以增強或減弱其對空氣中微粒物質的過濾效率。

整體看來，在捕捉與保留微粒上表現最好的是常春藤 （Ivy，Hedera helix）和紅杉（Coastal redwood，Sequoia sempervirens）。這兩種植物的葉片微觀形態特徵，如表面粗糙度、毛髮密度和氣孔密度，有助於高效捕捉空氣中的顆粒物。另外，蜂室花（Iberis sempervirens）與墨角蘭（Origanum majorana）也很好。

總而言之，此研究探討了綠牆植物葉片特性對懸浮微粒（PM）積聚和洗刷效率的影響，透過比較十種寬葉植物在實驗綠牆上的表現。研究團隊發現，常春藤和紅杉對移除懸浮微粒的效果最好。研究強調了綠牆植物在大氣PM去除中的重要潛力，指出降雨對於較小顆粒的洗刷效率高於較大顆粒。此外，葉片微觀形態學在PM積聚上的影響因物種而異，且不同的葉片參數如表面粗糙度、氣孔密度和葉片大小對PM沉積的影響不一致。此研究的結果提供了選擇最佳綠牆植物物種以有效移除PM的關鍵葉片特性的見解。

參考文獻：

Mamatha Tomson et al. 2024. Exploring the interplay between particulate matter capture, wash-off, and leaf traits in green wall species. Science of the Total Environment 921: 170950; doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.170950