第二章 各子計畫之研究方法與實驗結果
2.2 子計畫二：超級測站生物性微粒特性資料之彙整分析
2.2.4 主要工作內容及重要發現與成果
2007 年真菌孢子的採樣日期列於表 11。由於上半年有多次沙塵預警，因此以進行 沙塵採樣為主；每月定期採樣在3 月及 6 – 11 月的最後一個星期進行，9 月起的採樣時 間因配合郭育良教授子計畫進行學童健康測量的時間，有稍作調整。根據李崇德教授的 分析，今年上半年在真菌孢子採樣期間，實際受到沙塵影響的日期包括1/28、1/29、4/3 及 4/17；而本地高濃度事件則為 2/17（除夕）及 3/26；4/5 清明節前後因為受到降雨的 影響，微粒濃度並沒有明顯上升。圖51 列出高污染事件期間的總真菌濃度變化，在 1/28 – 1/29 的沙塵事件中，總真菌孢子濃度上升約 150 spores/m3，常見真菌如 Cladosporium（分 枝孢子菌）、ascospores（子囊孢子）及 basidiospores（擔孢子）的濃度亦有上升。總真 菌孢子濃度在4/3 的沙塵事件中上升約 70 spores/m3，常見真菌中以ascospores 濃度增加 最為明顯。在4/17 的沙塵事件中，總真菌孢子濃度上升約 800 spores/m3，Cladosporium、
ascospores 及 basidiospores 的濃度亦有明顯上升。總真菌孢子濃度在 2/17 除夕上升約 1300 spores/m3，主要是受 Cladosporium 濃度上升的影響。3/26 的本地高濃度事件對真 菌濃度沒有顯著影響。4/5 清明節的微粒濃度雖然因降雨沒有明顯上升，但總真菌孢子 濃度上升約600 spores/m3，ascospores、basidiospores 及 Aspergillus/Penicillium（麴菌/青 黴菌）的濃度亦有增加。由於 2007 年受沙塵影響日數只有四天，因此無法進一步利用 統計方法分析沙塵對真菌孢子成份及濃度的影響是否具顯著意義。
2007 年真菌孢子的出現頻率及濃度分佈列於表 12。總真菌孢子平均濃度為 1926 spore/m3，濃度較高且出現頻率在 80%以上的真菌包括：ascospores（子囊孢子）、
basidiospores（擔孢子）、Cladosporium（分枝孢子菌）、Aspergillus/Penicillium（麴菌/青 黴菌）、Arthrinium（節菱孢屬）及 Periconia（黑蔥花黴屬），其平均濃度分別為 692 spore/m3、395 spore/m3、482 spore/m3、126 spore/m3、30 spore/m3及13 spore/m3 。此結 果與前兩年的觀察結果相當一致，2005 – 2006 年新莊微粒超級測站的優勢真菌亦為 ascospores、basidiospores、Cladosporium 及 Aspergillus/Penicillium，顯示大台北地區大 氣中生物性微粒的主要組成成份相當穩定。
圖52 至圖 56 分別為總真菌孢子、ascospores、basidiospores、Cladosporium 及 Aspergillus/Penicillium 2007 年 1 – 11 月份的濃度分佈。總真菌孢子及 ascospores 濃度的 變化趨勢相似，在夏季時（6 – 8 月）最高，冬季較低，有明顯的季節變化（圖 52 和圖 53）。總真菌孢子濃度的季節變化趨勢在三年的監測期間相當一致。Basidiospores 的濃 度在3 – 8 月較高，秋、冬季較低（圖 54）。本子計畫所觀察到的 Cladosporium 濃度有 兩個高峰值，分別在冬季及夏季出現（圖55）。之前的研究指出，在亞熱帶地區
Cladosporium 的濃度通常每年會有兩個高峰值出現（夏季及冬季），因為亞熱帶冬季多 為雨季，適合真菌的生長(Wu et al., 2007)。Aspergillus/Penicillium 的濃度於夏季較高（圖 56）。
70 Fungal Concentration (Spores/m3)
沙塵
表 12 2007 年真菌孢子出現頻率及濃度分佈1
真菌分類 菌屬中文名稱 頻率(%)2 平均值 中位數 標準差 最小值 最大值
Ascospores 子囊孢子 100.00 691.82 292 868.74 54 4705 Basidiospores 擔孢子 98.98 394.77 237 437.12 0 2258
Cladosporium 芽枝黴菌、分枝孢子菌 98.98 481.65 227 655.16 0 4097
Aspergillus/Penicillium 麴黴屬/青黴屬 97.96 125.70 96 102.52 0 530
Unidentified fungal spores 未鑑定出之真菌孢子 93.88 40.58 25 47.83 0 215
Arthrinium 節菱孢屬 82.65 30.06 17 46.20 0 349
Periconia 黑蔥花黴屬 80.61 12.64 10 15.21 0 111
Fusarium 新月黴菌屬、鐮刀菌屬 79.59 35.68 17 51.42 0 282
Torula 圓酵母 73.47 11.20 7 15.45 0 81
Curvularia 彎孢黴菌 69.39 52.25 8 150.80 0 1225
Drechslera/Helminthosporium 蠕孢菌/長蠕孢黴 65.31 8.70 3 12.09 0 70
Oidium/Erysiphe 粉孢菌/白粉菌 60.20 8.22 3 22.38 0 211
Nigrospora 黑色孢子黴菌屬 56.12 3.97 3 5.73 0 30
Alternaria 交錯黴菌屬 52.04 5.31 3 8.78 0 50
Peronospora 霜黴病菌 41.84 5.34 0 10.19 0 60
Pithomyces 鼓孢瘤座黴屬 40.82 3.60 0 6.43 0 30
Cercospora 尾孢菌 32.65 2.36 0 4.53 0 20
Ulocladium 對核盤菌 22.45 1.10 0 2.45 0 13
Botrytis 灰黴菌 21.43 3.73 0 10.91 0 57
Smuts 黑穗病菌 19.39 4.49 0 13.12 0 84
Rusts 銹病菌 18.37 1.16 0 3.09 0 20
Tetraploa 四綹孢屬 12.24 0.48 0 1.36 0 7
Stemphylium 葡根黴菌 10.20 0.41 0 1.30 0 7
Polythrincium 浪梗黴屬 5.10 0.21 0 0.94 0 7
Epicoccum 附球黴菌 1.02 0.03 0 0.34 0 3 Total Fungi 總真菌孢子 100.00 1925.46 1226.51 1753 178 9007
1真菌之濃度單位為spore/m3 air。
2頻率之計算方法為在總樣本數中（共98 次）該真菌種類之出現百分比（出現次數/98）。
圖 52 2007 年總真菌孢子濃度分佈
圖 53 2007 年 Ascospores 濃度分佈
J a n F e b M a r A p r M a y J u n e J u ly A u g S e p t O c t N o v Fungal Conc (Spores/m3 )
0 2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0
J a n F e b M a r A p r M a y J u n e J u ly A u g S e p t O c t N o v Fungal Conc (Spores/m3 )
0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0
圖 54 2007 年 Basidiospores 濃度分佈
圖 55 2007 年 Cladosporium 濃度分佈
J a n F e b M a r A p r M a y J u n e J u l y A u g S e p t O c t N o v Fungal Conc (Spores/m3 )
0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0
J a n F e b M a r A p r M a y J u n e J u ly A u g S e p t O c t N o v Fungal Conc (Spores/m3 )
0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0
圖 56 2007 年 Aspergillus/Penicillium 濃度分佈
J a n F e b M a r A p r M a y J u n e J u ly A u g S e p t O c t N o v Fungal Conc (Spores/m3 )
0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0
2.2.4.2 真菌過敏原及細菌內毒素監測結果
真菌過敏原及內毒素在2007 年進行了四次為期兩星期的密集採樣（表 13），加上 2006 年的三次密集採樣，共進行了七季的觀察。表 14 彙整了 2006 年 7 月到 2007 年 11 月真菌過敏原及細菌內毒素濃度的分佈狀況，Cladosporium 過敏原在粗(PM10-2.5)、細 (PM2.5)微粒中的平均濃度分別為 0.18 及 0.05 ng/m3，內毒素的濃度則分別為0.25 及 0.13 EU/m3。圖57 至圖 60 為內毒素及真菌過敏原在不同季節及粒徑的濃度分佈。在真菌過 敏原部份，粗顆粒(PM10-2.5)中 Cla h 1 的濃度在 8 月最高，12 月最低，細顆粒(PM2.5)中 的濃度則以8 月最高，11 月最低。Cla h 1 在粗顆粒中的濃度在各季節都明顯高於細顆 粒中的濃度，與其孢子粒徑(8.0 ~ 15 × 2.0 ~ 6.0 μm)分佈一致。本團隊的其他研究結果亦 發現，大氣中真菌過敏原的微粒大小與該菌種孢子粒徑有關，因此真菌過敏原在大氣中 應主要以孢子的型態存在。在內毒素的部份，2006 年採樣期間的濃度在夏季時最高（7 月），但2007 年季節變化較不明顯，且濃度明顯低於 2006 年。內毒素在粗微粒中的濃 度亦明顯較細微粒為高。由於沙塵事件主要帶來粗微粒，因此未來應可進一步評估沙塵 對不同粒徑中生物性成份的影響。
目前世界各國對大氣中不同粒徑（PM2.5及PM10-2.5）中生物性成份的研究調查非常 有限。大氣中重要的生物性成份（如真菌孢子、內毒素及花粉等）主要存在於PM10-2.5
或更大的微粒中，但內毒素、真菌和花粉過敏原亦可在PM2.5中偵測到(Brook et al., 2004;
Menetrez et al., 2007)，與本子計畫的研究結果一致。由於 PM2.5及PM10-2.5中的生物性成 份及濃度分佈皆異，因此應分別探討其特性及健康效應，以釐清對整體微粒健康風險的 貢獻。
表 13 2007 真菌過敏原及內毒素密集採樣日期
1每24 小時為一個樣本
表 14 2006 年 7 月至 2007 年 11 月真菌過敏原及細菌內毒素濃度分佈
採樣目的 採樣日期 樣本數1
第一次密集採樣 2/2~2/14;2/22~2/24 14 第二次密集採樣 5/9 ~5/11 ; 5/12 ~5/13 ; 5/14 ~ 5/25 14 第三次密集採樣 8/1 ~ 8/8 ; 8/9 ~ 8/16 14 第四次密集採樣 10/31 ~ 11/12 ; 11/15 ~ 11/17 14
環境因子 單位 平均值 中位數 標準差 最小值 最大值
粗微粒 Cladosporium ng/ m3 0.18 0.13 0.15 0.00 0.80 細微粒 Cladosporium ng/ m3 0.05 0.04 0.06 0.00 0.42 粗微粒Endotoxin EU/m3 0.25 0.15 0.27 0.00 0.98 細微粒Endotoxin EU/m3 0.13 0.07 0.16 0.00 0.79
圖 57 粗微粒 Cladosporium 濃度之季節分佈 Cla h 1 Concentration (ng/m3 )
0 .0
Cla h 1 Concentration (ng/m3 )
0 .0
圖 59 粗微粒內毒素濃度之季節分佈
圖 60 細微粒內毒素濃度之季節分佈
S a m p lin g M o n th s 2006 Jul
2006 Sep
2006 D ec
2007 Feb
2007 May
2007 Au g
2007 No v Concentration (EU/m3 )
0 .0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 .0 1 .2
S a m p lin g M o n th s 2006 Jul
2006 Sep
2006 D ec
2007 Feb
2007 May
2007 Au g
2007 No v Concentration (EU/m3 )
0 .0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 .0
2.2.4.3 生物性微粒與其他環境因子間的相關性 和basidiospores 的濃度在吹南風時最高，Cladosporium 的濃度在吹西南風(SW)時最高，
而 Aspergillus/Penicillium 的濃度則在吹北風時最高，其次為吹南風時。
表18 至表 22 為總真菌孢子及常見真菌的多變項迴歸模式。總真菌孢子濃度與溫 度、降雨量及CO 濃度有顯著正相關，且 2006 年的濃度顯著低於其他兩年（表 18）。
Ascospores、basidiospores 及 Aspergillus/Penicillium 的濃度亦溫度成顯著正相關，降雨和 風速上升則會增加ascospores 及 basidiospores 的濃度。Cladosporium 的濃度與前一天的 相對濕度成正相關，Aspergillus/Penicillium 則和當天的相對濕度成負相關。Basidiospores 與 Aspergillus/Penicillium 的濃度在 2006 年較低；與 CO 有正相關的常見真菌包括 basidiospores 及 Cladosporium（表 19 至表 22）。總真菌孢子及數種常見真菌濃度亦與 其他多種污染物濃度成顯著正相關，但由於污染物之間有共線性(colinearity)，因此在最 風時最高，與 Cladosporium 孢子結果一致；內毒素濃度則在吹西南風及西風時最高。
綜合上述分析結果可以發現，生物性微粒的濃度與多種環境因子有關。高溫及降雨 大氣溫度亦較高。比較特別的是 Aspergillus/Penicillium 的濃度在吹北風時最高，沙塵暴 可能是造成此現象的原因之一。沙塵來襲時通常伴隨東北季風，亦會挾帶生物性微粒，
之前有研究指出我國受沙塵影響期間會造成多種真菌濃度上升(Ho et al., 2005; Wu et al.,
2004)，不過本子計畫未進一步對 2005−2007 的沙塵影響期間作綜合分析，因為過去三 年監測期間受到沙塵影響的天數少（2005/4/13−4/17、2006/3/19−3/20、2007/1/28−1/29、
2007/4/3 及 2007/4/17），較不適合作統計的檢定分析，不過在沙塵影響期間可以觀察到 數種真菌濃度會上升，但不確定其是否具統計上的顯著意義。生物性微粒濃度亦與多種 污染物濃度成正相關，其造成機制可能大氣稀釋狀況有關，當大氣稀釋條件佳時，所有 污染物濃度會一起下降，反之亦然。由於生物性微粒與氣象及空氣污染因子間有複雜且 重要的相關性，因此未來在進行健康風險評估時應同時納入考量，以釐清各因子的個別 及共同作用。
表 15 2005-2007 新莊測站氣象因子和大氣污染物分佈比較
環境因子 單位
2005 年 2006 年 2007 年
平均值 中位數 標準差 平均值 中位數 標準差 平均值 中位數 標準差 Total Fungi Spores/m3 1942.83 1546.98 1510.54 1360.42 1008.39 1058.58 2131.09 1426.17 1879.34
Ascospores Spores/m3 627.64 406.04 710.95 544.46 437.92 459.52 771.72 295.30 945.88 Aspergillus/Penicillium Spores/m3 224.96 164.43 181.54 59.36 13.42 151.81 140.07 104.03 108.02 Basidiospores Spores/m3 433.63 238.26 520.80 227.55 135.91 250.90 428.53 244.97 477.56 Cladosporium Spores/m3 477.09 224.83 572.99 380.51 224.83 427.20 534.21 295.30 712.37 PM10 μg/m3 46.60 40.86 25.04 38.22 34.67 22.31 48.60 43.09 25.42 PM2.5 μg/m3 31.62 28.49 17.23 24.33 21.75 13.25 32.10 29.86 18.13 SO2 ppb 7.58 6.63 4.10 6.61 4.99 4.01 6.83 6.74 3.79 CO ppm 0.69 0.64 0.25 0.66 0.59 0.27 0.68 0.61 0.31 O3 ppb 27.04 26.71 9.36 27.71 27.27 9.65 28.17 27.91 11.62 NOx ppb 33.02 29.98 16.06 31.14 27.35 16.22 34.23 28.39 17.24 NO ppb 8.58 5.41 10.39 7.91 3.89 9.44 9.20 6.43 8.45 NO2 ppb 24.53 24.26 7.58 23.23 22.23 8.47 25.09 22.18 10.60 Wind Speed m/sec 2.93 1.79 3.65 1.97 1.82 0.90 1.85 1.57 0.90 Temperature °C 21.71 22.82 7.14 23.70 23.39 5.60 24.86 25.28 5.67 Relative Humidity % 65.54 69.77 19.49 73.42 73.56 7.83 73.18 72.75 8.66 Rainfall mm 0.23 0.00 0.54 0.22 0.00 0.47 0.19 0.00 0.43
表 16 真菌孢子與環境因子間之相關性
真菌種類 正相關 負相關
Ascospores Temperature (0.48****) Relative Humidity (0.26****)
Rainfall (0.30****) SO2 (0.17**) NO (0.18**)
Wind Speed (-0.28****) PM10 (-0.23***)
PM2.5 (-0.14*)
Basidiospores Temperature (0.68****) PM10 (0.14*)
Wind Speed (-0.34****)
Cladosporium Relative Humidity (0.21***) PM10 (0.16*)
Wind Speed (-0.29****)
Aspergillus/Penicillium Temperature (0.28****) PM2.5 (0.15*)
SO2 (0.20**) NO (0.21**)
Relative Humidity (-0.17**) Rainfall (-0.14*)
Arthrinium Temperature (0.25***) PM10 (0.21***)
Wind Speed (-0.19**)
84
表16 真菌孢子與環境因子間之相關性（續 1）
真菌種類 正相關 負相關
Periconia
Temperature (0.20**) PM10 (0.16*)
Fusarium Relative Humidity (0.22***) Rainfall (0.14*)
Wind Speed (-0.14*)
Torula
PM10 (0.32****) PM2.5 (0.28****) SO2 (0.18***)
Relative Humidity (-0.18**)
Curvularia
Temperature (0.25****) Relative Humidity (-0.31****) Rainfall (-0.25****)
CO (-0.17**) NO2 (-0.18**)
Drechslera/Helminthosporium
Temperature (0.37****) PM10 (0.22***)
Relative Humidity (-0.18**) Rainfall (-0.23***)
Wind Speed (-0.13*)
Oidium/Erysiphe Relative Humidity (0.18**) Wind Speed (-0.15*)
Nigrospora
Wind Speed (-0.13*)
85
表16 真菌孢子與環境因子間之相關性（續 2）
相關性分析使用Spearman Correlation Coefficients。
*p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001; ****p < 0.0001
真菌種類 正相關 負相關
Alternaria
PM10 (0.27****) PM2.5 (0.32****) SO2 (0.38****) CO (0.33****) NOX (0.34****)
Relative Humidity (-0.14*) Rainfall (-0.16*)
Wind Speed (-0.19**)
Total Fungi
Temperature (0.43****) Relative Humidity (0.16*) PM2.5 (0.15*)
SO2 (0.32****) CO (0.20**) NOX (0.24***) NO (0.30****)
Wind Speed (-0.38****)
86
表 17 總真菌孢子及常見真菌在各風向之分佈
環境因子 風向 N 平均值 中位數 標準差 最小值 最大值
Total Fungi N 7 1365.77 1205 532.51 685 2356 E 95 1172.20 899 886.62 228 4654 SE 60 1793.74 1336 1755.55 178 10648 S 52 2717.09 2169 1872.97 245 9007 SW 22 2462.63 2277 1307.92 463 5242 W 6 1954.70 1933 1070.40 289 3198 Ascospores N 7 617.93 527 433.46 104 1470 E 95 429.25 292 449.37 54 3242 SE 60 615.77 279 842.23 3 5057 S 52 1035.43 752 952.51 50 4705 SW 22 728.04 651 525.73 94 2218 W 6 681.21 569 541.79 131 1607 Aspergillus/Penicillium N 7 202.78 151 159.51 60 446
E 95 108.76 60 131.74 0 597 SE 60 143.34 79 207.88 0 1248 S 52 195.21 129 178.77 0 782 SW 22 137.74 114 111.36 0 399 W 6 76.62 54 88.67 0 235 Basidiospores N 7 177.85 111 155.73 30 440 E 95 182.16 124 235.33 0 1638 SE 60 374.83 163 543.32 0 2711 S 52 651.72 497 515.96 17 2258 SW 22 450.58 522 267.01 81 1023 W 6 398.77 193 406.07 84 1114 Cladosporium N 7 251.20 198 144.69 64 456
E 95 296.82 174 386.34 0 2587 SE 60 500.50 315 617.91 0 2836 S 52 555.63 374 606.55 23 2711 SW 22 867.30 619 903.63 81 4097 W 6 630.31 683 476.15 37 1178
87
表 18 總真菌孢子多變項迴歸模式 Parameters β Estimate SE t Value p value
Intercept 2.2969 0.1025 22.4 <.0001 Sampling Year (Overall p value = 0.0004) 2005 0.0964 0.0479 2.01 0.0525 2006 -0.1106 0.0466 -2.37 0.0239
2007 0.0000 － － －
Temperature 0.0286 0.0032 9.03 <.0001 Rainfall 0.1130 0.0401 2.82 0.0053
CO 0.2016 0.0684 2.95 0.0036
表 19 Ascospores 多變項迴歸模式
表 20 Basidiospores 多變項迴歸模式
表 21 Cladosporium 多變項迴歸模式
*前一天相對濕度
Parameters β Estimate SE t Value p value
Intercept 1.4986 0.1182 12.68 <.0001 Temperature 0.0411 0.0043 9.65 <.0001 Rainfall 0.3086 0.0520 5.94 <.0001 Wind Speed 0.0293 0.0115 2.54 0.0117
Parameters β Estimate SE t Value p value Intercept -0.5184 0.2050 -2.53 0.0166 Sampling Year (Overall p value < 0.0001) 2005 0.2502 0.0806 3.11 0.0040 2006 -0.3316 0.0778 -4.26 0.0002
2007 0.0000 － － －
Temperature 0.0892 0.0057 15.54 <.0001 Rainfall 0.1966 0.0681 2.89 0.0043 Wind Speed 0.0562 0.0160 3.51 0.0006 CO 0.7030 0.1199 5.86 <.0001
Parameters β Estimate SE t Value p value Intercept 1.4583 0.2201 6.62 <.0001 RH lag1* 0.0086 0.0028 3.03 0.0027
CO 0.4750 0.1193 3.98 <.0001
88
表 22 Aspergillus/Penicillium 多變項迴歸模式
表 23 真菌過敏原和內毒素與環境因子間之相關性
相關性分析使用Spearman Correlation Coefficients。
*p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001; ****p < 0.0001
Parameters β Estimate SE t Value p value
Intercept 1.5424 0.2568 6.01 <.0001 Sampling Year (Overall p value < 0.0001) 2005 0.2520 0.0989 2.55 0.0158 2006 -0.8941 0.0944 -9.48 <.0001
2007 0.0000 － － －
Temperature 0.0381 0.0063 6.03 <.0001 Relative Humidity -0.0068 0.0030 -2.29 0.0231
正相關 負相關
粗微粒 Cladosporium Relative Humidity (0.46****) Rainfall (0.57****)
CO (0.22*) NOX (0.20*) NO2 (0.24*)
Barometric Pressure (-0.23*) Wind speed (-0.32**)
細微粒 Cladosporium Temperature (0.25*) Rainfall (0.30**) SO2 (0.46****) CO (0.36***) NOX (0.44****) NO (0.45****) NO2 (0.33***)
Barometric Pressure (-0.28**) Wind speed (-0.33***)
粗微粒Endotoxin Temperature (0.27**) SO2 (0.35***)
NO (0.35***)
Relative Humidity (-0.30**)
細微粒Endotoxin Temperature (0.21*)
SO2 (0.26*) ⎯
89
表 24 真菌過敏原和內毒素在各風向之分佈
環境因子 風向 N 平均值 中位數 標準差 最小值 最大值
環境因子 風向 N 平均值 中位數 標準差 最小值 最大值