第四章 結果與討論
4.6 傅立葉轉換紅外線光譜儀分析
水耕試驗及盆栽試驗做完之後，為了得知生長激素之添加是否造 成土壤中或是植體中官能基之改變，故將其樣品進行 ETIR 分析，FTIR 分析為使用 Spectrum 1000，傅立葉轉換紅外線光譜儀 (FT-IR)是利用 材料振動光譜得到官能基 (function group) 及指紋區(fingerprint)光譜，
表 4.8 文獻中整理之數種不同波長所對應之官能基，樣品做定性分析
92
及進行傅立葉轉換紅外線光譜儀分析後與文獻中整理之波長進行比 較得知較有可能之官能基。
圖 4.31 為向日葵及培地茅未添加任何物質(空白組)之 FTIR 圖，
其基本波長非常類似，第一個波鋒為水分(H2O)之官能基，其波鋒大 小與樣品本身前處理有關，若前處理有加以烘乾，則水分部分之波鋒 則會降低很多，但仍會偵測出些許水分之波長，而第二波鋒則出現在 1600~1700 之間，其可能出現之官能基: 由 Chatjigakis (1998) 提到 1620 附近為 Carboxylate form，而由 Villaescus et al. (2004) 對於 lignin 所做之 FTIR 研究中，1620 附近為 C=C stretching，而 Pin-Cheng Chang (2008) 之文章中整理出 1600~1650 波長之間，Aromatic –C=C
vibration, -C=O stretch from H-binded conjugated ketones, and –COO- asymmetric stretch1,2 ，而第三波鋒出現在 1050~1100 波長之間，C-O stretch of polysaccharides3 與 Si-O bending 都是為可能之官能基。而將 兩種植物做完 FTIR 之後，其彼此波長非常相似，可推測植物本身官 能基彼此間都是相同的。
圖 4.32 為高雄大學校園內人文學院旁土壤以及向日葵花田土壤 之 FTIR，比較可知不論是種植哪種植物之土壤又或是添加何種生長 激素，皆不會造成土壤中官能基之改變，唯一可注意到的為這兩張圖 皆為種植植體一個月以上之土壤，比起原始採樣完未經種植植體之土 壤來說，波長 3000 以及 1400 之官能基已經消失，而唯一波鋒
(1000~1100)由文獻中提到屬於 Si-O bending，也可能屬於 C-O stretch of polysaccharides3。
圖 4.33 為控制組、勃激素 GA3組、生長激素 IAA 以及螯合劑 EDTA
93
4 組之 FTIR 比較示意圖，樣品為種植一個月之控制組向日葵、施灑 一個月之生長激素(GA3、IAA)及種植於 5 豪莫耳/每公斤土壤 之 EDTA 環境下之向日葵根部 FTIR 比較，可看出不論是施灑助長劑之 GA3組以及 IAA 組，以及使用螯合劑的情形，皆不會改變其植體本 身官能基改變，第一波鋒為水分，而第二波鋒則出現在 1600~1700 之間，其可能出現之官能基: 由文獻提到 1620 附近可能為 Carboxylate form， 也可能為 Villaescusa et al. (2004) 所提之 1620 附近之 C=C stretching，而由 Pin-Cheng Chang (2008) 整理出 1600~1650 波長之間，
Aromatic –C=C vibration, -C=O stretch from H-binded conjugated
ketones, and –COO- asymmetric stretch1,2 ，而第三波鋒為 1500~1550 附近，從文章整理出應屬於波長 1520 附近之 COO- asymmetric stretch3 而第四波鋒出現在 1050~1100 波長之間，C-O stretch of
polysaccharides3 與 Si-O bending 都是為可能之官能基。
圖 4.34 為高雄楠梓汙水廠活性污泥 FTIR，此活性污泥為高雄楠 梓汙水廠曝氣槽中之活性污泥 FTIR，其基本波長與植體非常相似，
波長對照官能基方面分別為:第一波鋒為水分，而第二波鋒則出現於 1600~1700 之間，其可能出現之官能基: 由 Chatjigakis (1998) 之文獻 提到 1620 附近為 Carboxylate form，而由 Villaescusa et al. (2004) 對 於 lignin 所做之 FTIR 研究中，1620 附近為 C=C stretching，而由 Pin-Cheng Chang (2008) 文章中整理出 1600~1650 波長之間，可能為 Aromatic –C=C vibration, -C=O stretch from H-binded conjugated
ketones, and –COO- asymmetric stretch1,2 ，而第三波鋒為 1500~1550 附近，應屬於波長 1520 附近之 COO- asymmetric stretch3，而第四波
94
鋒出現在 1050~1100 波長之間，C-O stretch of polysaccharides3 與 Si-O bending 都是為可能之官能基。
表 4.8 文獻中整理之數種不同波長所對應之官能基 cm-1 Functional group Ref.
1800-1300 vC=C in aromatic rings
3400-3300 O-H stretching mode
1620 Carboxylate form Chatjigakis, 1998 Around 1620
(for lignin)
C=C stretching Villaescusa et al., 2004
1510 All lignin esters Indrajit, 2004 3300-3500 N-H in amines and
amides 3400~3200 -OH stretch
from –COOH and –COH1,2 1600~1650 Aromatic –C=C
vibration, -C=O
stretch from H-binded conjugated ketones, and –COO-
asymmetric stretch1,2
95
1000~1200 C-O stretch of polysaccharides3
圖 4.31 向日葵及培地茅控制組植體根部之 FTIR
96
圖 4.32 高雄大學土壤以及向日葵花田土壤之 FTIR
圖 4.33 生長激素、螯合劑 EDTA 與控制組之 FTIR
97
圖 4.34 高雄楠梓汙水廠活性污泥 FTIR
98