0

0
1

文字

分享

0
0
1

光合作用的爭論與希爾反應

葉綠舒
・2014/10/05 ・1507字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 521 ・七年級

在十七世紀中期的比利時的菲爾普爾德(Vilvoorde,在布魯塞爾附近),有位退休的醫生范‧海爾蒙特(Jan Baptist van Helmont)。說他已經退休,並不代表他老了;事實上,他是因為娶了有錢人家的女兒瑪格麗特(Margaret van Ranst),由於瑪格麗特帶來豐厚的財產,使得他可以早早退休,花更多的時間在他喜歡的研究與自然觀察上。

Jan_Baptist_van_Helmont
范‧海爾蒙特。圖片來源:wiki

雖然范‧海爾蒙特是個神秘主義者,對煉金術非常有興趣;但是他也受到同時代的哈維(William Harvey)、伽利略(Galileo Galilei)以及培根(Francis Bacon)等人的影響,對於實證主義(Empiricism)相當的認同。
有一天,他在一個大盆子裡種下一棵柳樹。他把土壤與柳樹都秤重,同時也記錄下他每次加的水的重量。五年以後,他發現柳樹增加了74公斤重,但是土壤的重量幾乎沒有改變。

於是他做了一個結論:植物能把水轉化為它自身的質量。

當然這個結論並不十分正確,但是在當時也已經算是相當大的發現了;後來到十八世紀末瑞士的Jean Senebier與Nicolas-Théodore de Saussure(他同時也發現了植物需要特定元素才能存活)把參與光合作用的基本原料確立下來:水、二氧化碳、光。

但是,當時研究光合作用的人認為,光合作用的產物之一,也就是氧氣,是由二氧化碳產生的(「氣生派」)。現在當然知道這是錯誤的,但是以當時的知識與技術來看,由氣體轉化出氣體,似乎也沒什麼不對。

這個想法,直到Cornelius Bernardus (Kees) van Niel的出現,才被挑戰了。van Niel是一位微生物學家,他研究了兩種光合細菌(綠硫菌與紫硫菌),發現這些菌會產生黃色的元素硫(有些後來接著被氧化),於是提出「光合作用的氧氣不是來自於二氧化碳,而是來自於水」的說法(可以稱這個說法為「水生派」)。

但是畢竟細菌不是植物,所以還是有不少人不相信van Niel的說法。直到Robert Hill發現了Hill Reaction以後,「水生派」才開始佔上風。

Robert_Hill_(biochemist)
Robert Hill,圖片來源:wiki

Robert Hill似乎對自己的名字有些意見,因此他要求大家稱呼他為Robin。他在1922年來到劍橋大學生化所,一開始是研究血紅素。1926年開始研究細胞色素c(cytochrome c)。1932年開始跨足植物界,而且在1937年發現了希爾反應:在提供外加的電子接受者給葉綠體時,葉綠體可以在不消耗二氧化碳、也不產生碳水化合物(也就是不進行卡爾文循環)的狀況下進行光反應並產生氧氣。

由於希爾反應並不消耗二氧化碳,但是還是會產生氧氣;這使得學界意識到,氧氣應該不是來自於二氧化碳,而是來自於水。

不過,有些科學家還是有懷疑。直到Samuel Ruben 與 Martin Kamen在1940年代早期,將用同位素氧18標定的水提供給植物,同位素氧的標記只出現在氧氣而非碳水化合物時,到底氧氣是來自於二氧化碳或是水的爭論,才終於底定。

我們現在在植物生理學實驗中,所做的希爾反應,就是重現當年Robin Hill所做的實驗。

當我們把分離出來的葉綠體放在加入電子接受者(如2,6-Dichlorophenolindophenol,DCPIP)中,並提供光照,由於DCPIP在還原後會由藍色轉為無色,所以就可以從顏色的變化了解到反應的進行;如果使用分光光度計來量化整體顏色的變化,就可以測定出反應速率。

10698400_10204101508953697_9015106605293080018_n
希爾反應在光照後顏色的變化。藍色是控制組。 photo courtesy: 周帛暄老師

最後要提到的事是,Robin Hill這個人其實非常有意思;雖然他一開始的研究主題是血紅素,但是他的後半生幾乎都奉獻給植物相關的研究,而且對於天然色素非常專精。閒來無事他會畫水彩畫,使用的顏料都是他自己萃取出來的。他在67歲那年(1966年)由劍橋退休,但仍一直研究不輟,直到以91高齡去世。

參考文獻:

  • Taiz and Zeiger, Plant Physiology, fourth edition.
  • Wikipedia, Robin Hill, Photosynthesis, C.B. van Niel

 

原刊載於作者部落格老葉的植物王國

文章難易度
葉綠舒
262 篇文章 ・ 8 位粉絲
做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
只有女生需要?「子宮頸癌疫苗」不論性別都要打!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/11/21 ・2525字 ・閱讀時間約 5 分鐘

為什麼男生也要打子宮頸癌疫苗?

你知道嗎?其實子宮頸癌疫苗應該被正名為「人類乳突病毒疫苗(HPV 疫苗)」,因為並不是只有子宮的人才要打!在過去的研究報告中,女性的子宮頸上皮細胞因感染人類乳突病毒(HPV )的高危險型別(會致癌的型別如16、18型)後,受到病毒蛋白的作用而使正常健康的子宮頸細胞會出現癌前病變,之後就有極高可能變為子宮頸癌 1,因此在這樣的認知基礎與方便宣傳下,HPV 疫苗漸漸被以「子宮頸癌疫苗」代稱,但這反而讓大眾形成「只有女性需要施打」的迷思。其實,男性也該依醫囑施打 HPV 疫苗唷!

為什麼男生也會感染 HPV?病毒感染症狀、傳播方式?

人類乳突病毒(Human Papillomavirus ,簡稱 HPV)是一種 DNA 病毒,目前已有兩百多種型別被發現,雖然被稱為「乳突」病毒,但實際上跟乳頭沒關係,千萬不要混淆了。是因為感染 HPV 病毒的病患,會造成感染部位的表皮細胞增生,在臨床病理切片下看起來像是鐘乳石般突起而有這樣的命名 3。大多數 HPV 類型會感染皮膚上皮細胞,並引起常見的皮膚疣,約有 40 種型別會感染黏膜上皮細胞。

除了上述 HPV 16、18 型會引起侵襲性子宮頸癌與其他男女生殖部位癌症外,若感染 HPV 6、11型人類乳突病毒可能會引起尖形濕疣(俗稱菜花)或其他生殖器病變,但由於致癌機率相對小,被分類為低危險型別 2, 7

依照感染部位的不同(黏膜與非黏膜部位),與感染的 HPV 類型而有不同的病徵或病變。 圖/美國疾病管制中心(CDC)

HPV 的傳染途徑主要是經由性行為的接觸傳染,極少數是經由母嬰垂直感染 (子宮內 HPV 可能是經由精液由下生殖道上升感染,或嬰兒出生時產道直接接觸感染)。在性行為過程中,病毒會透過接觸皮膚、黏膜或體液而感染。

有時,若外部生殖器接觸帶有 HPV 的物品,也可能造成 HPV 感染。根據統計資料,不論男女生,每個人一生中約有 5-8 成的機會感染到 HPV。儘管大多數感染 HPV 的情況,是無症狀且可透過身體的免疫系統而自行消退,但若是持續感染的情況,則會發展為肛門生殖器疣、癌前病變以及子宮頸癌、肛門生殖器癌或頭頸部位癌症。因此,如果是伴侶的性經驗較複雜、自身有長期免疫力低落等情況,都可能增加 HPV 的感染風險。

最新研究指出,全球三分之一的男性感染 HPV

過去許多有關 HPV 的研究,皆主要探討「如何預防女性因感染 HPV 而罹患子宮頸癌」,但 2023 年 9 月國際頂尖期刊 Lancet 系列的 Lancet Global Health 中發表的論文帶來了新的視角。

研究團隊回顧 1995 年到至 2022 年間發表的 65 份研究報告中,評估一般男性族群生殖器 HPV 感染的盛行率,發現在 15 歲以上的男性中,每3名就有1名感染至少一種 HPV 類型,每 5 名就有 1 名感染一種或多種高致癌型別的 HPV,導致男性罹患生殖器疣以及口腔癌、陰莖癌和肛門癌等疾病。研究團隊認為不管是在哪個年齡層的男性,又或特別是性行為較活躍的男性,其生殖器官就是「 HPV 病毒重要的儲存庫」4

世界衛生組織(WHO)也針對研究內容表示:「男性生殖器 HPV 感染盛行率的全球研究證實了 HPV 感染的廣泛性。高危險 HPV 類型的感染可導致男性頭頸部位的癌症(如口腔癌、口咽癌)、陰莖癌和肛門癌。我們必須繼續尋找機會預防 HPV 感染,並降低男性和女性 HPV 相關疾病的發生率 5。」

另外,根據台灣2020癌症登記資料中,頭頸癌是台灣男性發生率第3名的癌症,而在頭頸癌中的口咽癌,被發現有 30% 是與 HPV 感染相關 6。從這樣的數據資料來看,若要全面性預防 HPV,更需要兩性一起施打疫苗。

男性也會感染 HPV 病毒。圖/wikimedia

全球跟進,台灣不可置身事外。世界男性的施打情況為何?

全世界已有 126 個國家將 HPV 疫苗納入國家疫苗接種計畫,其中已有 58 個國家提供男女共同施打 HPV 疫苗,其中包括美國、英國、德國、澳洲等國家。以美國為例,從 2019 年統計的 HPV 疫苗覆蓋率來看,男性中約有 69.8% 的人至少接種過 1 劑 HPV 疫苗 7

反觀台灣目前只提供國中「女生」公費接種 HPV 疫苗,雖然已經有地方政府自行編列預算讓轄區內國中「男生」同樣享有公費接種疫苗服務,但以台灣現階段的公衛政策而言,還是將 HPV 疫苗接種的主要目標放在 9 至 14 歲、未開始有性行為的女生上,不只未跟上國際趨勢,兩性健康平權也尚有努力空間。

HPV 疫苗種類及補助

國內目前提供三種為食品藥物管理署核准的 HPV 疫苗,不論施打哪一種疫苗,皆可預防最重要的第 16 型及第 18 型所引起的高致癌風險,保護力約 8 年,分別為下列種類 9, 10

種類保蓓 Cervarix(二價)嘉喜 Gardasil 4(四價)嘉喜 Gardasil 9(九價)
適用對象9-14 歲女性 (2 劑)
15 歲以上女性 (3 劑)
9-13 歲女性 (2劑)
14-45 歲女性 (3劑)
9-26 歲男性 (3劑)
9-14 歲男女性 (2 劑)
15-45 歲男女性 (3 劑)
預防型別16、18 型6、11、16、18 型6、11、16、18、31、33、45、52、58 型
價位每劑疫苗市價約 3000-7000 元
*補助:國民健康署自 107 年 12 月底開始,全面推動國中女生免費接種 HPV 疫苗服務。
表格資料來源:台北市政府衛生局、衛福部健康署

參考資料

  1. https://www.hpa.gov.tw/Pages/List.aspx?nodeid=1799#list0 國民健康署
  2. https://www.commonhealth.com.tw/article/82881 康健網站
  3. https://www.syh.mohw.gov.tw/?aid=626&pid=112&page_name=detail&iid=384 新營醫院
  4. https://www.who.int/news/item/01-09-2023-one-in-three-men-worldwide-are-infected-with-genital-human-papillomavirus WHO文章
  5. https://www.thelancet.com/journals/langlo/article/PIIS2214-109X(23)00305-4/fulltext Lancet Global Health期刊論文
  6. https://www.cna.com.tw/news/ahel/202309280241.aspx 新聞
  7. https://www.cdc.gov/vaccines/pubs/pinkbook/hpv.html 美國CDC
  8. https://www.who.int/news/item/20-12-2022-WHO-updates-recommendations-on-HPV-vaccination-schedule WHO指引
  9. https://www.hpa.gov.tw/Pages/Detail.aspx?nodeid=1752&pid=11889 國民健康署
  10. https://health.gov.taipei/cp.aspx?n=239A1E89D0295C00&s=437A8C567509EB04 台北市政府衛生局
文章難易度
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
184 篇文章 ・ 293 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

0
0

文字

分享

0
0
0
紅紅的葉子要怎麼行光合作用?紅葉和黃葉裡也有葉綠素嗎?——《樹葉物語》
時報出版_96
・2023/10/29 ・2029字 ・閱讀時間約 4 分鐘

顏色會依照我們觀看的對象吸收和反射的光而有所不同。樹葉因為會吸收所有藍色和紅色系光譜,只反射綠色,因此看起來是綠色的,而讓樹葉顯現綠色的東西,便是負責養育生命的葉綠素。

需要光合作用時也只會紅通通的日本紅楓

當然,也有葉子不是綠色的。樹木一生中雖然會變換顏色,但也有一開始長葉就不是綠色的。關於這類樹木,首先想到的便是日本紅楓(Acer palmatum ‘Shojo-Nomura’)。

日本紅楓連剛冒出葉子時也不泛綠色,和它的名字一模一樣,打一開始就很紅。那麼,日本紅楓紅色的葉子裡沒有葉綠素嗎?如果缺少葉綠素,樹木無法行光合作用;若不行光合作用,將無法製造生存所需的養分,那究竟該如何生存呢?

所有樹葉裡都有葉綠素,但是除了葉綠素,還有類胡蘿蔔素、花青素和單寧等各種成分,我們需要從這裡找出頭緒。類胡蘿蔔素、花青素和單寧等成分分別呈現黃色、紅色和褐色,葉子雖然從一開始就具備多種顏色的成分,但在更需要光合作用的時候,葉綠素會上來表面;待過了秋季,逐漸接近無法行光合作用的冬季,其他顏色的成分才會開始活躍,秋楓便是如此。然而,日本紅楓即使在需要光合作用的時期,葉子也只會紅通通的,非常奇妙。

淺綠色顯露出來的瞬間

圖/wikimedia

日本紅楓是人們培育出來的品種,以做為造景用的觀賞樹木。換言之,日本紅楓並不是在自然狀態下生長的樹木,而是人們為了更長時間觀賞楓樹的紅色葉子所培育的品種,讓它一年四季都能呈現紅色。雖說紅色葉子裡頭同時含有泛綠色的葉綠素,但不管再怎麼看,都看不到綠色。

我再次重申,觀察樹木需要長時間、仔細地觀察。日本紅楓葉子上的紅色氣息轉淡的現象一年大概會發生兩次,分別是開花與果實逐漸成熟時,也就是樹木最需要養分的時刻。這時的日本紅楓葉子會發生非常細微的變化,乍看之下無法得知其差異:仍然泛著紅色,仔細觀察卻能在葉子某些部分感覺到綠色的氣息。

雖然葉子顯現紅色,但葉綠素若不進行光合作用,樹木就無法存活,在開花和結果等需要大量養分的關頭更是如此,這種時候只要仔細確認日本紅楓的葉子,將能感覺到葉綠素行光合作用活動的跡象。葉子上面延展的葉脈或葉柄端的紅色會轉淡,非常顯眼。果實結果和逐漸成熟時也一樣,可以在變淡的紅色之間突然看見綠色。即便葉子是紅色的,葉綠素還是會在它非常迫切需要養分時活躍起來,無怪乎顯現了綠色。

黃金松的樹葉只有黃色嗎?

日本紅楓是人工選育的品種,但自然狀態下也有樹木不是發綠色的芽,好比名為黃金松(Pinus densiflora ‘Aurea’)的樹木。雖然松樹的葉子一年四季都是綠色,黃金松的葉子卻呈金黃色。黃金松是松樹的品種之一,是相當稀有的樹木,它只有下方呈綠色,整體看來葉子是金黃色的。據說從以前開始,只要天氣乾旱,黃金松的金黃色葉子就會變成褐色,梅雨季則變成綠色,對於觀察氣候十分必要,不過這種說法並無科學根據。儘管如此,據說以前農夫們乾脆叫黃金松「天氣木」。

非常稀有的黃金松是在自然狀態下也會發金黃色、而不是綠色的芽。

韓國曾經發現幾棵自然狀態下的黃金松,特別是慶尚北道蔚珍郡周仁里的黃金松就被指定為地方紀念物,是一株受到保護的珍貴樹木。這棵黃金松曾是預測氣候的標準,村裡亦相傳若發生戰爭,它的葉子會泛紅。

蔚珍郡周仁里的黃金松和旁邊其他樹木的葉子顏色不同,一眼就能清楚看出來。這棵佇立在斜坡上的樹木已有五十歲左右,由於被指定為文化財,四周圍上了柵欄、被確實地保護著。雖然遠處就見得到它神祕的模樣,但務必近距離觀察。必須仔細觀察葉子,才能得知樹木的祕密,知道樹木如何用金黃色的葉子製造養分、使自己生長。

即便植物圖鑑裡記載「除了葉子的基部,其他都是黃色」,實際上再怎麼觀察,仍然很難說是黃色,非要講的話,比較接近綠色和黃色混合在一起的淡綠色。當然,顏色以針葉來說算特別,但不能說是黃色或金黃色。與其說黃金松的葉子是金黃色的,不如說是以綠色為底,黃色顯現得稍微強一點。

無法丟掉綠色的原因

我們談日本紅楓和黃金松,但擁有紅葉或黃葉的樹木不只這些,尤其是觀賞用的培育品種中,還有不少葉子的顏色相當五彩繽紛。然而,不管是哪種樹木,都無法完全丟掉綠色,因為綠色是葉綠素的顏色,而葉綠素是樹木的生命之窗。

——本文摘自《樹葉物語》,2023 年 5 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

時報出版_96
174 篇文章 ・ 34 位粉絲
出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

1

4
0

文字

分享

1
4
0
夜間公園運動、臥室擺盆栽,會有害健康嗎?
何宗岳(股素人)_96
・2023/04/17 ・3959字 ・閱讀時間約 8 分鐘

編按:此為個人實驗結果,對內容有疑問者可向作者詢問。

自從退休之後,6 年來已習慣晚上到附近公園運動,某日,讀國小四年級的金孫跟我說:「阿公,植物白天光合作用會吸收二氧化碳,晚上會吐出二氧化碳,空氣不好,不要晚上去公園運動啦!」;確實,上網搜尋,有不少類似「夜間公園空氣不好」、「臥室不要擺盆栽」等擴大解讀植物光合作用的文章。

夜間(19 時~22 時)在公園運動的人不少,有慢跑的年輕人、有散步的銀髮族、有跳舞或練功的社團群眾,也有帶小孩玩溜滑梯、盪鞦韆等遊戲的家庭成員,那麼多人在夜間的公園活動;因此,「夜間公園空氣不好(太多二氧化碳),有害健康」的說法,似乎不符合常識邏輯,否則應有大半之慢跑、快走的人,將會休克,叫救護車送醫了。

其次,如果「臥室擺盆栽,有害健康」係金ㄟ,那麼,山上居民豈不會多病或短壽?似乎也不符合常識邏輯;敝宅客廳擺了 6 棵盆栽,N 年來夜間看電視 4 小時,健康損多少?

光合作用的 CO2 及 O2 值可以量測嗎?

網路上可找到許多探討「森林(樹木)的碳吸存」之類的文章,諸如:不同植物(喬木、灌木、草本…)的固碳量、每年每棵樹約可吸收 12kg 的 CO2、一棵成熟樹約可提供一戶 4 口家庭的氧氣需量、植物大約吸收人類排碳量的 29% 等;林務局的網站說:「根據光合作用【森林碳儲存】反應式,林木生物量每增加 1 公噸,可吸收 1.6 公噸的二氧化碳,同時釋放 1.2 公噸的氧氣…」,這些公認的超現實數據,可否簡單地以一棵盆栽樹,來證實光合作用吸多少二氧化碳?釋放出多少氧氣?

在探討室內空氣品質(Indoor Air Quality)時,有一定的安全參考值,例如:連續 8 小時之二氧化碳 ≦1,000 ppm、一氧化碳 ≦9 ppm、甲醛 ≦0.08 ppm、氧 ≧18%,醫院及百貨商場等公共場所,多設有室內空氣品質監測儀器;顯然,有儀器可以量測二氧化碳、一氧化碳及氧等氣體的具體數值。

為了跟金孫簡單地解釋光合作用的「吸碳排氧」理論,特別花 2 萬多元買了一組可量測空氣中之二氧化碳、氧氣及溫濕度的空氣品質分析儀(Lutron/AQ-9918SD,精確度:CO2±40ppm、O2±0.2%、溫度±0.8℃),分別於正午及半夜,到公園、植物園區及大停車場等場所,量測白天及夜間之 CO2(ppm))和 O2(%) 的變化,並且順便於自己臥室,量測在有、無盆栽狀態下,1 人睡覺時之 CO2 和 O2 的變化,結果卻逆轉「夜間公園運動、臥室擺盆栽,有害健康」的常識

國小的光合作用反應式: 二氧化碳+水     葡萄糖+氧+水

「夜間公園運動、臥室擺盆栽,有害健康」的理論,顯然與植物的光合作用有關,姑且由我們所認知的空氣成份常識談起,在維基百科中可找到如表 1 的空氣成份,例如,標準空氣之 O2 含量為 20.942% 及 CO2 含量為 330ppm(0.033%)等。

呼吸時,吐出最多的氣體是二氧化碳?

首先,以新購之空氣品質分析儀,進行人體呼吸實驗;以鼻吸口吐方式(圖 1),將吸氣吐入密封塑膠袋中,測試紀錄如下表,約經過 3 分鐘後(NO.7),CO2 由正常值之 373ppm 劇升為 15,606ppm 以上,而 O2 由正常值之 21.5% 降為 17.3% 以下(空氣氧含量安全值:≧18%),同時,吐出氣體含水汽,使露點溫度(℃dp)由 18.4℃ 劇升為 22.2℃ 以上(塑膠袋內產生水汽);此證實人體呼吸確實是吸入 O2 而吐出 CO2 及水汽,將儀器探棒取出後(NO.14),CO2 及 O2 含量則逐漸恢復正常(如表 2 所示)。

圖 1 呼吸測試(夾鏈袋 25*20 cm) 圖/作者提供

由表 2 的數據,如果你以為人體呼吸吐出的氣體中,大多是 CO2 和水汽,那就錯了。依維基百科的資訊,因為鼻子吸入的空氣中,氮佔 78%、氧佔 21%、CO2 佔 0.033%、水汽佔 1.3%,所以,人體吐出的氣體中,體積比最多的依舊是氮氣,約佔 78%(不被需要,又被吐出來)、氧約佔 13%~16%(減少)、CO2 約佔 4%~5.3%(增加)、水汽約佔 5%(增加),以及原被吸入的痕量氣體,又被原封不動的吐出來。

盆栽光合作用的量測值,違反吸碳排氧理論

其次,找一棵種了約 6 年多的鳶尾花戶外盆栽(圖2)做實驗;以透明塑膠袋罩住(圖3),進行光合作用實驗,5 秒記錄 1 筆,持續 25 分鐘,為節省篇幅,僅摘錄每 1 分鐘 1 筆。

如表 3 所示,可看出前 4 分鐘(NO.1~5)之 CO2 值有明顯下降(吸碳),符合光合作用的吸碳理論,但是,O2 值也由 21.4% 降至 20.2% (吸氧而非排氧);然而,自第 5 分鐘(NO.6)開始,CO2 值又逐漸回升至第 25 分鐘(NO.26)的 632ppm(排碳),而 O2 值仍續降至最後的 18.2%(吸氧),亦即自第 5 分開始(NO.6),完全顛覆了植物光合作用的「吸碳排氧」理論

此時,塑膠袋內佈滿霧狀水汽(露點溫度由 20.0℃ 劇升至 35.4℃,即為數據明證),溫度也由起始的 27℃ 升至 56.8℃(如同密閉汽車日曬而溫升至 60℃ 以上一樣)。

圖 2 戶外鳶尾花盆栽 (直徑 55cm,高 39cm)。 圖/作者提供
圖 3 罩塑膠袋的光合作用實驗。 圖/作者提供

因為「光合作用的吸碳排氧理論」是眾所皆知的知識,筆者不死心,分別於白天(正午)及夜間(深夜),量測灌木欉、喬木園區、大停車場、大稻田及臥室的 CO2 與 O2 值,方法或許不夠嚴謹,但是,若依表 4 的量測值總表,確實無法證明植物光合作用的「吸碳排氧」理論。

表4說明:

  1. NO.1、2、3 是開放空間的量測結果;夜間的 CO2 值均低於白天,且夜間的 O2 值均高於白天,因此,「夜間不宜在公園運動」的常識可能有誤
  2. NO.4 及 5(與植物無關)的量測值,其夜間、白天的 CO2 值及 O2 值互有高低,量測值仍在儀器誤差範圍內;然而,可確定「CO2 值及 O2 值,除了海平面高度與地點因素之外,亦會隨著溫、濕度之變化而改變」。
  3. NO.6 之臥室在有、無盆栽時(圖 4)的量測結果,由 6b 之比值可知,無論有、無盆栽,CO2 值幾乎無變化(無盆栽 66.73%,有盆栽 66.70%),對此結果感到非常詫異。
  4. 重做一次如 NO.7、7a、7b,結果依舊近似,無盆栽為 73.52% 與有盆栽為 71.78%,而 O2 量亦維持減少 0.47%;顯然,「臥室擺盆栽,有害健康」的常識,亦可能有誤
  5. NO.7b 的 CO2 均值,白天(+73.52%)比夜間(+71.78%)高 1.74%,可能出自儀器誤差,或 NO.8 之 CO2 值下降 9.27% 之故。
  6. 為了解 NO.6b 及 7b 的結果是否正確,做一次「臥室無人睡僅擺盆栽」的量測,結果如 NO.8,盆栽在夜間 7 小時中,CO2 量減少了 9.27%,O2 量增加了 4.69%,與植物夜間呼吸作用的「吸氧排碳」理論顛倒。
  7. 因而再做 NO.9 的量測,將盆栽移至臥室南側的窗邊(圖 5,日曬 9:05~14:20),由 9:00 量測至 16:00(7小時),CO2 減少 12.4%,似乎有吸碳功能,但 O2 減少了 1.4%(在儀器誤差內),也不符合植物光合作用的「排氧」理論。
圖 4 夜間擺盆栽(臥室 5.3m*3.2m*3.6mH) 圖/作者提供
圖 5 白天擺盆栽移至窗邊。 圖/作者提供

本文之 10 次量測實驗,均有完整記錄,但限於篇幅,僅能提供如表 4 的總表;在做了數次量測之後,發現即使是同一植物或場所,以同一台儀器量測,可能因(1)陽光強度(雲層厚度)、(2)環境溫濕度、(3)量測方式、(4)取樣時距(10秒、20秒、30秒…)、(5)量測時間(20分、30分、60分、120分…)之不同,而有不同的結果,不過,這五種不同情況的量測誤差,多在 ±3% 之內。

表 4 量測方式之說明例

為了證明筆者確實有做量測實驗,於此說明表 4 NO.7 的量測方式與記錄如下:

因為(同一地點)空氣中的 CO2 及 O2 值,會隨溫濕度變化而改變,所以,本量測方式,以上床後之前 10 分鐘與醒來離床前 10 分鐘的均值做比較,每 5 分鐘記錄一筆,持續 7 小時,分別做了臥室無盆栽有盆栽之量測;1 人睡覺的 CO2、O2、℃db(溫度)及 ℃dp(露點溫度)的 7 小時記錄值如表 5a、表 5b,不論是無盆栽(表5a)或有盆栽(表5b),CO2 值均呈緩緩上升的趨勢,而 O2 值均只降了 0.1%,仍在儀器誤差範圍內,無法證明 O2 值是增加或減少。

將表 5 的量測記錄,轉換為趨勢圖,可看出在無盆栽及有盆栽的 7 小時量測期間,雖然兩者的起始值不同,但是,CO2 值均呈緩緩上升的趨勢,且兩者之線性(y=ax+b)迴歸分析的斜率(a)幾乎相同,因此,可證明夜間臥室擺盆栽,不會增加 CO2 量,亦即無法證明「臥室擺盆栽,有害健康」的常識為真。

圖 6 臥室有、無盆栽之 CO2 值量測記錄趨勢。圖/作者提供

結語

樹葉真有能力分解空氣,只吸收空氣中僅佔約 400ppm 的 CO2,而不吸入空氣中的其他成分氣體?光合作用的「吸碳排氧」理論,是否被過度解讀?由前述的人體呼吸實驗,正確的說法,是否應為「吸入空氣僅部份的 CO2 被吸收,而有部份的 CO2 和不被需要的氮氣、氧氣等均被吐出」?

筆者非植物專家,僅是一位秉持常識邏輯思考原則的退休工程師;本文之 10 種場合的量測樣本數仍嫌不足,不宜此結果下定論;但是,量測結果不符合植物「光合作用」的「吸碳排氧」理論,無法給金孫一個合理的解釋,反而搞混她在學校所學的「光合作用」知識,希望有專家賜教,指正本文之錯誤或做合理的說明。

所有討論 1
何宗岳(股素人)_96
1 篇文章 ・ 0 位粉絲
何宗岳,1950 年雙子座。美國 Memphis 州立大學機械碩士,空調技師及機械技師高考及格,本業為冷凍空調技師,退休後轉為斜槓作家。 著作:冷凍空調類 11 本、股市理財類 6 本(筆名:股素人)、保險類 1 本及時評類 1 本。 曾在網路平台發表 30 多篇文章,並 6 次上電視財經節目談投資理財。終身學習理念:廣泛精讀、邏輯思考、比較分析、檢討改善。