由於工業的發展，環境汙染問題日益嚴重。世界各地的工業區常發現其周圍土 壤的金屬含量有所增加，其中鎘、鉛、鎳、鋅、鉻及銅等重金屬含量已經達到對人 類健康和生態系統造成風險的水準(Dudka and Miller, 1999)。在台灣，工業和城市 排放未經處理的廢水對西部地區造成廣泛的重金屬汙染(Chen, 1991; Lu et al., 2007)。
根據行政院環境保護署2018 年的統計，銅占台灣重金屬總汙染案件的比例最高(圖
1)。銅若在土壤及作物中的濃度過高會影響食品安全並對人類健康構成威脅 (Kabata-Pendias, 2010)。銅是生物必需的微量營養元素，過多或缺乏都會造成植物 生長抑制，當植物在適合的銅濃度區間時，產量會隨著濃度的增加而上升，當濃度 超過最高臨界值後則植物被毒害，生長受到抑制(Taiz et al., 2015)。有些植物即使 重金屬累積濃度較高時，植物外觀也看不出受毒害的徵狀，但其濃度卻足以威脅到 2009; Chaignon et al., 2002; Wu et al., 2010)。生物有效性因子影響了重金屬在土壤 中的型態，其中植物可利用的重金屬型態大多是可溶解、易於交換或吸附的部分 (李，2003)。因此調查並了解重金屬在土壤中的型態，以及與植體吸收的相關性有 其必要性。過去常以單一萃取法(single extraction)來進行土壤重金屬型態分析(Lo and Yang, 1998; Rao et al., 2008; Zhang et al., 2010)。單一萃取法以若干不同化學性 質的藥劑進行土壤重金屬萃取，主要分為中性鹽類、弱酸及螯合劑，其概念是模擬 植物根系吸收重金屬的模式，例如中性鹽類在性質上代表了金屬元素的陽離子可 交換部分；弱酸在性質上模擬了植物根系有機酸分泌所造成的微酸環境；螯合劑在 性質上模擬了植物根系有機酸分泌物對金屬元素吸附的部分(Wang et al., 2009)。為 了瞭解各項生物有效性因子與植體吸收累積的銅濃度關係，可利用多元迴歸分析
Heavy metal
Cu Ni Zn Cr Cd Pb As Hg
Percentage of field pollution
0 20 40 60 80
圖1. 臺灣農地八大重金屬佔總汙染件數比例
Fig. 1. The proportion of eight major heavy metals in Taiwan's agricultural land as a percentage of total pollution. The environmental protection administraction (EPA) statistics on heavy metal pollution in agricultural land from 2002 to 2017, totaling 2792 pieces of pollution, and there may be more than two heavy metal complex pollution in a single pollution case. Retrieved from https://goo.gl/kqvrIc (January 5, 2019)
(multiple regression analysis)，建立出植體銅濃度預估模型，進一步達到銅汙染農地 種植的作物食用安全評估。目前也已有許多利用多元迴歸分析建立的植體重金屬 濃度預估模式(Feng et al., 2005; Guo et al., 2007; Gupta and Aten, 1993; Romkens et al., 2009; Tipping et al., 2003)。
基於上述議題，本論文將探討土壤銅汙染對四種蔬菜及水稻食用部位之影響，
研究目的與策略如下：
1. 提出可安全食用之栽培土壤銅濃度區間：利用不同土壤銅濃度區間為變因，量 測作物、土壤之銅含量，與生長情形，提出建議栽培之條件。
2. 建立植體銅濃度預估模型，可用於評估受銅汙染農地種植的作物食用安全風險：
利用量測土壤中多項銅的生物有效性因子，配合植體可食用部位之銅累積含量，建 立多元迴歸模型。