行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
子計畫三：超級測站生物性微粒特性資料之彙整分析
計畫類別： 整合型計畫
計畫編號： NSC94-EPA-Z-038-001-
執行期間： 94 年 01 月 01 日至 94 年 12 月 31 日 執行單位： 臺北醫學大學公共衛生學研究所
計畫主持人： 趙馨
計畫參與人員： 方盈禎、吳宜樺、黃映嘉
報告類型： 完整報告
處理方式： 本計畫可公開查詢
中 華 民 國 95 年 1 月 23 日
中英文摘要
（一）計畫中文摘要
環保署為推動空氣污染物健康風險評估政策，於台北縣新莊運動公園建立北部微粒 超級測站，以最先進之連續自動監測儀器，進行大氣微粒重要物理、化學和光學等特性 之監測。為進一步探討現有微粒空氣品質標準修訂之可能性，本整合型研究計畫彙整超 級測站所監測的微粒資料，並結合微粒之基因、動物及人體毒理反應研究，進行健康風 險評估，以作為環保署修訂現有法規之重要參考依據。
鑑於戶外生物性微粒可能的健康效應及生態危害，且為超級測站監測項目中所缺 乏，本子計畫於新莊超級測站建立大氣中生物性微粒之採樣方法、進行長期監測、並監 測長程傳輸事件對生物性微粒成份及濃度的影響。主要測量之生物性成份包括真菌孢 子、常見戶外過敏原(Alternaria 及 Aspergillus)以及細菌內毒素。根據研究結果發現，大 台北都會區最常見且濃度最高的真菌為 Ascospores（子囊孢子）、Basidiospores（擔孢 子）、Cladosporium（分枝孢子菌）及 Aspergillus/Penicillium（麴菌/青黴菌屬）。常見真 菌種類的濃度有明顯的季節變化。今年度監測到的大陸沙塵只有一波(4/13 ~ 4/21)且影響 微弱。不過初步比較沙塵採樣期間與三月及五月例行採樣結果，可以發現沙塵採樣期間 濃度明顯較高的真菌種類為 Alternaria（交錯黴菌屬）
、
Aspergillus/Penicillium（麴菌/青黴菌屬）
、
Arthrinium（節菱孢屬）、
Basidiospores（擔孢子）、
Cladosporium（分枝 孢子菌）、
Nigrospora（黑色孢子黴菌屬）、
Oidium/Erysiphe（粉孢菌/白粉菌）、
Peronospora（霜霉病菌）
、
Pithomyces（鼓孢瘤座黴屬）、
Rusts（銹病菌）、
Torula（圓酵母）、
Unidentified fungi 及總真菌孢子濃度。其中 Peronospora（霜霉病菌）及 Rusts（銹病菌）只有出現在沙塵採樣期間。在多變項廻歸分析中，總真菌孢子濃度與溫度、降雨量及 CO 濃度有顯著相關，且在單變項廻歸分析中與多種空氣污染物有相關性。
本研究提供了台北都會區真菌孢子的基線資料，以及真菌孢子與氣象因子及空氣污 染物間的相關性。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，以釐清各因子的各別及共同作用。生物 性微粒的長期變化除了受本地污染源的影響外，亦會受到長程傳輸事件、氣候變遷、全 球大氣污染所影響，因此在未來的研究中應評估其變化趨勢，以及可能的生態及環境影 響。
關鍵詞：生物性微粒；內毒素；戶外過敏原；超級測站。
I
（二）計畫英文摘要
To implement the policy of air pollution health risk assessment, the ROC Environmental Protection Administration (EPA) established a state-of-the-art particulate matter (PM) monitoring station, “Supersite,” at Hsinchuang Sport Park in Taipei County, Taiwan. The Supersite utilizes research grade equipment to automatically and continuously monitor the physical, chemical and optical characteristics of PM. In order to evaluate the possibility of amending current PM air quality standard, this integrated study synthesizes the PM monitoring data at Supersite and the results of PM toxicity investigations to assess the health risk of PM. The results of this integrated study will be the major reference for EPA to amend current PM regulations.
Biological particulates have yet to be included in the current Supersite monitoring system. In view of the potential health effects and ecological impacts, we conducted an environmental monitoring study at the Supersite station to assess the profile of ambient biological particulates. We evaluated the best sampling strategies for ambient biological particulates, monitor fungal spores longitudinally, and examine the effects of long-range transported pollutants on biological particulates. The major biological components to be assessed included fungal spores, common outdoor allergens (Alternaria and Aspergillus), and endotoxin. According to our results, the most prevalent fungi in Taipei were ascospores、
basidiospores、Cladosporium and Aspergillus/Penicillium, which had significant seasonal variations. Only one weak episode of China dust storm was monitored this year (4/13 ~ 4/21).
However, several fungi had higher average levels during the dust storm sampling period than March and May monthly measurements, including Alternaria, Aspergillus/Penicillium, Arthrinium, basidiospores, Cladosporium, Nigrospora, Oidium/Erysiphe, Peronospora, Pithomyces, Rusts, Torula, unidentified fungi and total fungi. Peronospora and Rusts were only recovered during the dust storm sampling period.
Our study provided baseline data for ambient fungi in Taipei and the relationships between fungi and air pollution/meteorological factors. Due to complex interactions among biological particulates, meteorological factors and air pollutants, all these factors should be considered concurrently to assess their health risks in future studies. Long-term variations of biological particulates are influenced not only by local sources, but also by long-range transport events, climate change, and global ambient pollution. Thus the trend of biological particulates should be examined longitudinally in order to evaluate their long-term impacts on ecology and environment.
Keywords: Biological particulates; Endotoxin; Outdoor Allergens; Supersite Monitoring Station.
II
目錄
第一章 前言……….…...1
1.1 計畫緣起………...………...……..1
1.2 計畫目的………2
第二章 文獻探討……….3
2.1 生物性微粒之特性與健康危害………3
2.2 台灣地區相關研究………8
2.3 長程傳輸與生物性微粒之相關性………...14
2.4 小結………...14
第三章 執行方法………...15
3.1 研究架構………..15
3.2 生物性微粒之監測與採集方法………...………...15
3.2.1 採樣地點…...……….……….………...………..15
3.2.2 監測與採集方法…...……….……….……….………..16
3.2.3 分析方法…...……….……….………..18
3.3 氣象因子與大氣污染物監測資料之收集…...…………...………....19
3.4 資料分析……….………...…………...………...19
第四章 主要工作內容及重要發現與成果…...……….……...20
4.1 真菌孢子監測結果…...……….………...…………..20
4.2 真菌過敏原及細菌內毒素監測結果…...……….………...32
4.3 生物性微粒與其他環境因子間的相關性…...……….………...35
第五章 主要建議意見及未來或後續執行建議…...……….……….37
第六章 參考文獻…...……….………...38
計畫成果自評…...………....42
附錄...44
III
表目錄
表一 常見真菌之暴露來源與可能健康危害...6
表二 台北地區大氣中真菌相關研究...9
表三 2005年1至10月真菌孢子採樣日期與平均濃度...20
表四 2005年1至10月真菌孢子出現頻率及濃度分佈...22
表五 2005沙塵期間前後真菌孢子種類及平均濃度...31
表六 MOUDI採樣日期...32
表七 採樣期間新莊測站氣象因子和大氣污染物之分佈...35
表八 總真菌孢子濃度廻歸模式...36
IV
圖目錄
圖一 環保署北部微粒超級測站...15
圖二 Burkard Seven-Day Recording Volumetric Spore Trap...16
圖三 MOUDI...17
圖四 Petri Dish...17
圖五 ELISA Reader...18
圖六 GC-MS-MS...18
圖七 2005 年總真菌孢子濃度分佈...24
圖八 2005 年 Ascospores 濃度分佈...24
圖九 2005 年 Basidiospores 濃度分佈...25
圖十 2005 年 Cladosporium 濃度分佈...25
圖十一 2005 年 Aspergillus/Penicillium 濃度分佈...26
圖十二 2005 年 Fusarium 濃度分佈...26
圖十三 2005 年 Arthrinium 濃度分佈...27
圖十四 2005 年 Curvularia 濃度分佈...27
圖十五 2005 年 Alternaria 濃度分佈...28
圖十六 2005 年 Periconia 濃度分佈...28
圖十七 2005 年 Torula 濃度分佈...29
圖十八 2005 年 Drechslera/Helminthosporium 濃度分佈...29
圖十九 真菌過敏原檢量線...33
圖二十 內毒素檢量線...34
V
第一章 前言
1.1 計畫緣起
超級測站之概念與設置，源自於美國環保署因應美國清淨空氣法案(The Clean Air Act)之要求，基於已知大氣懸浮微粒的潛在健康效應，彙整最新科學資訊，以重新評估 大氣空氣品質標準。為此，美國環保署發展懸浮微粒「超級測站概念計畫」，以最先進 之監測儀器評估PM2.5的濃度及化學組成。超級測站為一種結合周邊測站的功能，而在中 心測站進行密集或先進技術的整合型測量方式。在台灣地區，為了推動空氣污染物健康 風險評估政策，行政院環保署於民國八十八年六月委託台灣大學進行「台灣地區空氣污 染健康風險評估計畫」，以微粒健康風險評估為主軸。此研究計畫協助環保署微粒超級 測站之籌劃，購置各型最先進之連續自動監測儀器，進行大氣微粒重要物理、化學和光 學等特性之監測，並於台北縣立新莊運動公園建立亞洲第一個微粒超級測站，由中央大 學進行儀器操作和品管、監測方法評估、及資料庫之建立與數據分析，進以了解台北都 會區懸浮微粒的成份及濃度變化與可能之污染來源。為探討現有微粒空氣品質標準修訂 之必要性及可能性，微粒的健康風險評估為必要之參考依據。彙整超級測站所監測的各 種微粒特性相關資料，並結合微粒之細胞、動物及人體毒理反應，為建立台北都會區微 粒健康風險評估的重要基礎。
鑑於戶外生物性微粒可能的健康及生態危害，且為環保署微粒超級測站監測項目 中所缺乏，建立大氣中生物性微粒之測量方法並進行長期監測，有其必要性。因此，
本子計畫在去年度整合型研究計畫提出時，原預定在微粒超級測站進行環境監測，評 估大氣中生物性成份在不同粒徑微粒中之分佈，以供測站中各種微粒性質（生物、物 理、化學）之比較，並建立台北地區大氣中生物性成份之基線資料及統計預估模式。
不過由於九十三年度本子計畫併入陽明大學黃嵩立教授之子計畫「特定污染源微粒之 細胞毒性與動物毒性比較」中進行，因此以細菌內毒素（endotoxin）分析方法的開發 與驗證為主，並分析黃教授研究團隊所提供環境樣本之內毒素濃度。九十四年度之計 畫目標，將以完成去年原定的研究目標為主，並配合中央大學李崇德教授團隊在微粒 超級測站的人工採樣，密集監測長程傳輸事件對生物性微粒濃度的影響，並評估不同 性質微粒間之相關性。
1
1.2 計畫目的
本子計畫之總體目標：
1. 瞭解不同粒徑生物性微粒的分佈情形。
2. 建立大台北都會區生物性微粒之基線資料與預測濃度變化之統計模式。
3. 結合其他子計畫，評估各種微粒性質（生物、物理、化學）間之相關性。
4. 與其他子計畫配合，進行生物性微粒的毒理反應及健康風險評估。
本子計畫之逐年目標：
第一年（94 年 1 月 1 日~94 年 12 月 31 日）
1. 建立環保署微粒超級測站生物性微粒之監測及分析方法。
2. 監測台北都會區大氣中生物性微粒濃度變化，建立基線資料(baseline data)。
3. 配合其他子計畫，監測長程傳輸事件對生物性微粒濃度的影響。
4. 提供其他子計畫生物性微粒資料，以評估不同性質微粒間之相關性、以及生物性微 粒可能之健康風險。
第二年（95 年 1 月 1 日~95 年 12 月 31 日）
1. 瞭解不同粒徑生物性微粒的分佈情形。
2. 持續監測台北都會區大氣中生物性微粒濃度及成份，建立完整基線資料(baseline data)。
3. 利用連續二年之監測資料，評估台北都會區生物性微粒與季節變化、大氣污染和氣 象因子間的交互作用，並建立預估模式。
4. 與其他子計畫彙整，評估各種特性微粒間之相關性、進行生物性微粒之健康風險評 估、並探討訂定生物性微粒空氣品質標準之可行性。
2
第二章 文獻探討
2.1 生物性微粒之特性與健康危害
空氣中的生物性微粒（又稱生物氣膠），包括完整或部份微生物的碎片（如病毒、
細菌、真菌）、微生物所產生的代謝物、毒素，或其他任何源自於生物體的懸浮微粒 (ASHRAE 2005a & b; Burge and Rogers 2000)。人類每天的生活作息無可避免地會暴露於 大氣中的生物性微粒，不論是在戶外的直接暴露，或是接觸到經由通風進入室內的生物 性微粒。大氣中的生物性微粒一年四季都存在於世界各地的各種環境中，只有在大雪覆 蓋時濃度會較低。大氣中生物性微粒的暴露不只限於戶外，它們也會進入室內環境造成 影響，如果有適合生長的基質（如潮濕的建材或地毯），部份生物性微粒甚至會在室內 生長繁殖而成為室內污染的來源(Burge and Rogers 2000)。
生物性氣膠對人體的健康危害主要可分為三類：感染（Infection）、過敏（Allergy）
與中毒（Toxicity）(ASHRAE 2005a & b)。而大氣中的生物性成份所造成的健康危害以 呼吸道過敏性疾病為主（表一）。真菌孢子是數量最多、也最被廣泛認知的大氣中生物 性微粒之一，也是重要的戶外過敏原 (Burge and Rogers 2000)。近年來有研究指出，氣 喘症狀的惡化可能與大氣中生物性微粒的暴露有關 (Gergen et al. 1992; D'Amato et al.
1994; Burge and Rogers 2000)。在大氣中真菌孢子與呼吸道症狀方面，Lewis等人發現戶 外Cladosporium的孢子濃度與氣喘急診人次有正相關 (Lewis et al. 2000)。Neas等人的研 究中發現，108 個孩童之最大呼氣流速的改變 (Peak Expiratory Flow Rate, PEFRs)（一種 肺功能和支氣管壓迫的測量），和兩種真菌孢子(Cladosporium和Epicoccum)之高濃度暴 露有正相關 (Neas et al. 1996)。Delfino等人針對 12 個有氣喘的孩童進行之連續日誌記錄 研究(a time series diary study)中則發現，病童的每日氣喘症狀和戶外真菌孢子的濃度有 正相關 (Delfino et al. 1996)。此外，Cakmak等人進行一個大氣中真菌及花粉過敏原的濃 度與兒童結膜炎與鼻炎的研究，結果發現擔子菌孢子(basidiospores)增加 551 spores/m3或 猪草(ragweed)花粉增加 72 grains/m3，兒童結膜炎或鼻炎的每日急診人數會增加 10%
(p<0.01) (Cakmak et al. 2002)。
另一類型的研究則非直接調查暴露與疾病的相關，而是利用氣喘病人是否對特定過 敏原有皮膚測驗之過敏反應(skin test sensitivity)，進以了解氣喘和大氣中生物性微粒之 間的關連。但必須注意的是，此種相關性並不能代表氣喘症狀和過敏原的暴露有直接的 因果關係，因為一般有遺傳性過敏者（如氣喘病患）常會對多種過敏原產生過敏反應。
在 1994 年，Lehrer 等人在對 701 位美國及西歐的成年過敏性呼吸道疾病患者的研究中 發現，患有遺傳性過敏、氣喘、或患有氣喘且有過敏性鼻炎，與對擔子菌孢子粹取物 (basidiospore extracts)的皮膚過敏反應有顯著的正相關，但與只患有過敏性鼻炎則無關 (Lehrer et al. 1994)。擔子菌孢子是最常見的戶外致敏原，很少出現在室內。O’Hollaren
3
等人的研究中指出，孩童或青少年氣喘患者，若對 Alternaria（一種常見戶外真菌）過 敏原有過敏性，是氣喘病發的危險因子(adjusted odds ratio: 189.5; 95% confidence interval:
6.5 - 5535.8) (O'Hollaren et al. 1991)。在台灣本土的研究中，Chen 和 Chuang 發現氣喘患 者（488 人）和健康的受試者（112 人）相較，前者對十種台北地區常見真菌之皮膚過 敏測試有較高的陽性反應率 (Chen and Chuan 1973)。另外，Chou 等人調查了 200 個患 有氣喘孩童的血清樣本對常見空氣中過敏原的敏感性(sensitivity)。Candida albican (14.0%) 和 Bermuda grass (8.0%) 分別是致敏性最高的真菌和花粉，而花粉的累積致敏 率(the accumulated sensitized rate) (10%)較真菌為低(21.5%) (Chou et al. 2002)。綜合以上 的研究結果可知，真菌過敏原在過敏性呼吸道疾病上扮演著重要的角色。
除了真菌孢子外，內毒素(endotoxin)是近年來相當受到研究學者重視的生物性微 粒。內毒素是革蘭氏陰性細菌細胞外膜上的一種成分，為具有熱安定性的脂多醣蛋白複 合物(lipopolysaccharide (LPS)-protein complex) (ASHRAE 2005b)。低濃度的內毒素暴露 會刺激人類免疫系統的反應，有可能會藉此促進免疫系統的適當發展 (Milton 1999)。在 稍高濃度的內毒素暴露下，可能會造成黏膜刺激、氣喘症狀的加重，以及非特定性建築 相關症狀(non-specific building related symptoms, BRS)的出現 (Gyntelberg et al. 1994;
Teeuw et al. 1994; Michel et al. 1996; Ross et al. 2000; Reynolds et al. 2001) 。如暴露於內 毒素濃度極高之職場環境中（如棉花工廠、猪舍、污水處理廠等等），常會造成呼吸道 及肺泡的發炎、呼吸道阻塞、胸悶、發燒及不適感等症狀 (Fogelmark et al. 1994;
Olenchock 1994; Milton 1999; Michel 2000) 。
雖然針對室內環境及職場內毒素分佈與健康危害的研究相當多，但是對於戶外內毒 素的監測相當少。Mueller-Anneling 等人以高流量採樣器在南加州進行大氣中內毒素之 調查，這篇研究是第一篇探討大氣中內毒素的研究，結果發現內毒素和PM10有顯著相 關，特別是在夏季，但是和其他空氣污染物間並無顯著相關；而内毒素濃度有明顯的季 節變化，在春天時最高，冬天最低 (Mueller-Anneling et al. 2004)。另一篇研究指出PM10 是由許多微粒成份所構成，包含交通及燃燒所產生的超細微粒(ultrafine particles)、二次 微粒(secondary particles)，此外也可能含有其他生物性微粒相關的過敏原及內毒素，而 其中的內毒素可能會導致孩童及成人有不良健康效應 (Stone 2000)。Monn and Becker則 是發現戶外空氣中粒徑大於 10µm的微粒有較高濃度之內毒素 (Monn and Becker 1999)。大氣中內毒素可能造成之健康效應，目前尚未有文獻可直接證明，但有研究顯 示，大氣中懸浮微粒的暴露會造成肺組織發炎等疾病，而其所含毒性的重要來源之一即 為內毒素 (Huang et al. 2002)。因此，大氣微粒中內毒素的含量，是未來戶外空氣污染監 測的重點之一。
綜合以上研究結果可知，雖然內毒素的健康效應是這幾年來許多環境及職業衛生研 究的重要主題，然而有關大氣中內毒素濃度分佈、暴露評估，以及相關呼吸道危害的調
4
查仍相當缺乏。其中一個重要的因素為目前大氣中內毒素的採樣及分析方法並不一致，
因此有必要建立合適的監測方法，並進行測試及確認，以進一步評估大氣中內毒素的濃 度分佈及健康風險。
5
表一 常見真菌之暴露來源與可能健康危害
種類 暴露來源 健康效應
Alternaria
室外空氣腐敗植物
氣喘(asthma)、過敏性鼻炎(rhinitis)、暗色絲菌症(phaeohyphomycosis)、
角膜炎、皮膚感染
Aspergillus
家禽飼料、乾草、潮濕之有機物 過敏性肺炎(Hypersensitivity pnuemonitis)、麴菌病(Aspergillosis)Botrytis
潮濕之有機物 呼吸道過敏、腦內膿瘍(brain abscess) 、腹膜炎、灰指甲Cladosporium
室外空氣腐敗植物
氣喘、過敏性鼻炎、角膜炎、皮膚感染
Chaetomium
潮濕之有機物 呼吸道過敏、暗色絲菌症、皮膚感染Candida
生物技術業 氣喘Curvularia
潮濕之有機物 呼吸道過敏、暗色絲菌症Epicoccum
潮濕之有機物 呼吸道過敏Eurotium
堆肥、乾草、潮濕之有機物 呼吸道過敏、Mushroom worker’s disease (洋菇工作者病)Fusarium
潮濕之有機物 呼吸道過敏、皮膚感染Ganoderma
潮濕之有機物 呼吸道過敏Helminthosporium
潮濕之有機物 呼吸道過敏、暗色絲菌症Mucor
潮濕之有機物 呼吸道過敏Penicillium
木材、乳品、棉花 過敏性肺炎、氣喘、過敏性鼻炎Phoma
潮濕之有機物 呼吸道過敏Rhizopus
潮濕之有機物 呼吸道過敏Trichoderma
潮濕之有機物 呼吸道過敏、皮膚感染Ustilago
小麥、潮濕之有機物 呼吸道過敏、鼻炎、結膜炎、氣喘6
資料來源：
1. 張靜文 空氣中生物性危害與呼吸防護（上） 1998; 勞工安全衛生研究所勞工安全衛生簡訊第 32 期 2. 萬國華、李芝珊 生物氣膠與健康影響 中華職業醫學雜誌 1997;5(1):p15-23
3. 萬國華 生物氣膠與呼吸系統健康影響 長庚護專學報 2001;3:p311-317
4. Guppy, K. H., C. Thomas, K. Thomas, and D. Anderson. 1998. Cerebral fungal infections in the immunocompromised host: A literature review and a new pathogen - Chaetomium atrobrunneum: Case report. Neurosurgery. 43:1463-1469.
5. Pritchard, R. C., and D. B. Muir. 1987. Black fungi: a survey of dematiaceous hyphomycetes from clinical specimens identified over a five year period in a reference laboratory. Pathology. 19:281-4.
6. Rinaldi, M. G., P. Phillips, J. G. Schwartz, R. E. Winn, G. R. Holt, F. W. Shagets, J. Elrod, G. Nishioka, and T. B. Aufdemorte. 1987. Human Curvularia infections. Report of five cases and review of the literature. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 6:27-39
7. Girmenia, C., A. P. Lori, F. Boecklin, A. Torosantucci, P. Chiani, P. De Fabritiis, F. Taglietti, A. Cassone, and P. Martino. 1999. Fusarium infections in patients with severe aplastic anemia: review and implications for management. Haematologica. 84:114-118.
8. Anaissie, E. J., G. P. Bodey, and M. G. Rinaldi. 1989. Emerging fungal pathogens. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 8:323-330.
9. www.doctorfungus.com
7
2.2 台灣地區相關研究
台灣由於地處亞熱帶，氣候溫暖潮濕，提供種類繁多的微生物與植物合適的生長環 境 (Han et al., 1980b; Han et al., 1981; Ho, 1996; Chen and Huang, 2000)，因此戶外過敏原 的暴露問題相當值得關切。然而台灣的研究，大多針對室內或職場環境中生物性微粒的 暴露與其對健康的影響 (Li and Kuo, 1994; Li and Hsu, 1997; Wu et al., 1998; Li et al., 1999; Chang et al., 2001; Su et al., 2001a; Su et al., 2001b; Su et al., 2002)。臺灣地區長期的 戶外生物性微粒監測多記錄在早期的研究中，提供台北地區大氣中真菌種類及分佈之重 要定性資料。然而，因採樣方法之限制（利用真菌孢子之重力下沉作用，以培養基或玻 片進行被動採樣），無法定量大氣中真菌之實際濃度，造成各研究之結果不一致（如真 菌量和季節之相關性）(Lu et al., 1969; Tseng and Chen, 1979; Han et al., 1980a; Han and Chuang, 1981; Han et al., 1981; 張東柱等, 1983)。
「全國菌類空中過敏原孢子相之調查」為近年來我國最重要之整合型大氣中生物性 微粒調查計畫，由民國 81 年底開始執行至民國 85 年。此計畫在全台建立七個採集站（台 北、陽明山、台中、台南、高鳳、花蓮、台東），分別由七個菌類專家主持各站運作。
此研究團隊之真菌採樣同步使用Burkard Portable Air Sampler for Agar Plates及Burkard Seven-Day Recording Volumetric Spore Trap 兩種主動式採樣器，以定量大氣中真菌之種 類與濃度。此整合型計畫應可提供台灣各地區大氣中真菌之重要背景資料，然而至目前 為止，只有少部份資料已整理發表 (陳瑞青, 1995；Ho, 1996)，而且孢子數量是以每月 總孢子數呈現，未計算出濃度(例如：spores/m3)，因此無法依據孢子濃度與其他相關研 究進行比較。根據該研究在台北地區第一年（民國 82 年 4 月至 83 年 3 月 1 日）之採樣 結果發現，總孢子數在六月份最高，而出現頻率最高之菌屬為Ganoderma（12 個月出現 11 個月）、Cladosporium（12 個月出現 10 個月）、Aspergillus（12 個月出現 9 個月）、Periconia
（12 個月出現 9 個月）及Nigrospora（12 個月出現 6 個月）。在另一戶外真菌監測的研 究中，Lin和Li評估 1995 年夏、冬兩季中，台北地區真菌氣膠(fungal aerosol) 和空氣污 染物以及氣象因子間之關係。該研究之真菌採樣使用Andersen one-stage viable sampler，
此為一主動式採樣器，於兩個季節分別進行連續七天的密集採樣（每 3 小時一次），採 樣地點為環保署古亭及汐止測站。研究結果顯示，在夏季古亭及汐止測站真菌濃度分別 為 2,835 CFU/m3及 2,651 CFU/m3 (幾何平均數)；在冬季則分別為 1,107 CFU/m3及 2,248 CFU/m3。最高真菌濃度與温度 25-30°C、相對濕度 60-70%、風速小於 1 m/s、以及吹南 南東風有關。作者指出，真菌、空氣污染、和氣象因子之間有顯著而複雜的互動 (Lin and Li, 2000)。上述之研究以及其他台北地區大氣中真菌相關文獻彙整於表二。
根據以上之文獻回顧可知，台灣地區雖然在過去二、三十年間有數個大型研究進行 戶外真菌之監測，但由於採樣方法的限制以及資料分析不完全，使得我國仍缺乏大氣中 生物性微粒的背景資料。
8
9
表二 台北地區大氣中真菌相關研究
Reference Title Materials and Methods
Year
Journal/Author Area Duration Population Sampling Results Conclusion
1962 中華醫誌/趙懿 族，陳良甫，史 晉德
台灣空氣中 過敏元之調 查研究
台北
＊台大校本部
＊榮總
＊板橋
1961.5~
1962.4
441 氣喘病 人
花粉收集台
重力原理法
玻片塗上凡士林
以 Calberla’s solution 染色
顯微鏡鑑定
常見：Cladosporium, Alternaria, Fusarium, Helminthosporium, Brachysporium
黴菌季節：五月～十月
Cladosporium 54%
Alternaria 2.4%
Fusarium 28%
Helminthosporium 5.4%
Brachysporium 9.2%
對黴菌皮膚過 敏者以夏季發 病率最高
空氣中的黴菌 孢子數量比花 粉多
黴菌孢子的數 量常隨溫度而 改變
Mold shower 主要在冬季
Mycelia：十二月
Penicillium：七月
Curvularia: 八月
Aspergillus：八、九、一月 1969 Chinese Journal
of Microbiology
Air-borne Fungi in Taipei City /Y.C Lu, J.C
Tzeng, S.C Huang
Taipei 1965.6.16~
1966.5.31
Sabouraud Agar
離地面 1~2m
暴露 10 及 20 分鐘
鑑定
Cladosporium 40.83%
Mycelia 12.9%
Penicillium 10.74%
Curvularia 7.72%
Aspergillus 6.14%
Rhizopus 4.08%
Rhodotorula 2.54%
Alternaria 2.21%
Yeast 1.39%
Fusarium 1.24%
Candida 1.24%
Mucor 1.01%
Cephalosporium 0.57%
Helminthosporium 0.52%
Trichoderma 0.38%
Pulllaria 0.28%
Paecilomyces 0.19%
Nigrospora 0.14%
Scopulariopsis 0.14%
Oospora 0.09%
Unidentified 5.66%
孢子與氣象之 間無顯著相關
10
表二 台北地區大氣中真菌相關研究（續）
Reference Title Materials and Methods
Year
Journal/Author Area Duration Population Sampling Results Conclusion
1976 科學發展/韓韶 華，謝長富，蔡 來誠，趙慧瑛，
莊雨奇，張律音
臺北地區空 氣中過敏原 之調查
台北六個標本收 集站
1974.7~
1975.7
Durham 氏標準標本台 -重力玻片法
-以 Calberla’s solution 染色 -顯微鏡鑑定
Mehrlich 試瓊脂平板 -暴露 20min
-鑑定
玻片: 17 種黴菌孢子
Culture: 29 種黴菌
非常常見: Alternaria, Aspergillus, Eurotium, Hormodemdrum, Nigrodspora, Penicillium
玻片: Alternaria, Aspergillus, Cephalosporium, Chaetomium, Cladosporium, Curvularia, Fusarium, Ganoderma,
Helminthosporium, Hormodendrum, Leptosphaeria, Nigrospora, Penicillium, Plespora, Rhizopus, Venturia
Culture
非常常見:Alternaria, Aspergillus, Eurotium, Hormodemdrum Nigrodspora, Penicillium 常見: Curvularia, Hemispora, Rhizopus
一年中以玻片 法採集到 17 種 黴菌孢子
平板法採集到 29 種黴菌
1979 Taiwania/
曾禧燕 陳瑞青
臺北地區的 空中孢子相
Taipei 1977.5.1~
1978.4.30
Two standard Petri dishes:
1.Sabouraud Dextrose Agar 2.Czapek’s Solution Agar
暴露 20min
鑑定
73 種
菌落數:冬天>夏天
菌落數與溫度及降雨有 關
Cladosporium 28.13%
Yeast 27.08%
Aspergillus 7.52%
Penicillium 6.88%
Curvularia 4.15%
Alternaria 2.96%
Fusarium 2.52%
溫度與降雨可 能是主樣影響 因子
Cladosporium 是最常見的真 菌種類
1979 中華醫誌/
王文耀 陳道
台北地區空 氣中所含黴 菌與呼吸道 過敏之關係
台北
南：台大校本部 北：石牌榮總
1977.7~
1978.6
107 位呼吸道 過敏病人
每日: 地心引力玻片法置於杜漢 氏台上
每月上中下旬：PDA 平板法
病患做皮內測試
共 16 屬黴菌
數量多而常見：
Cladosporium, Fusarium Penicilliun, Aspergillus, Alternaria,
Helminthosporium
五月至八月最多
台大 Penicillium 36.8%
Aspergillus 3.6%
Fusarium 15.3%
石牌
Hormodendrum 62.4%
Fusarium 16%
夏天氣喘患者 增加
冬天的氣喘不 只是因為黴菌
台北的黴菌季:
8~10 月
11
表二 台北地區大氣中真菌相關研究（續）
Reference Title Materials and Methods
Year Journal/Author Area Duration Population Sampling Results Conclusion
1980 中華微免雜誌/
韓韶華，熊映 美，趙慧瑛，張 律音，彭志剛，
謝長富，陳瑞青
臺北地區空 氣中的黴菌 及其孢子
Taipei 1974 起 曝露平板法
SDA CMA
Acremonium, Alternaria, Aspergillus, Aureobasidium, Botrytis, Candida, Cladosporium, Cryptococcus, Cunninghamella, Curvularia, Drechslera, Eurotium, Fusarium, Geotrichum, Gilmaniella, Monilia, Mucor, NIgrospora, Paecilomyces, Pencillium, Pestalotia, Phoma, Rhizopus, Rhodotorula, Saccharomyces, Scopulariopsis, Trichoderma, Trichosporon, Trichophyton, Trichothecium, Ulocladium, Wallemia, 1981 中華醫誌/
韓韶華，莊雨奇
臺灣各地空 氣中黴菌孢 子的降落量
北:國防醫學院 中:台中醫院 南:高雄醫學院 東:花蓮國風國中
1976 Durham 氏標準標本台
重力玻片法
共 14 屬
北部: Cladosporium, Nigrospora, Fusarium, Ganoderma, Alternaria, Curvularia, Branchysporium, Drechslera, Pestalotia, Venturia, Chaetomium, Leptosphaeria
全年菌落數 東>中>南>北
北部菌落數 4462/cm2
黴菌孢子降落量依 季節而改變
五月到十月為北部 孢子季節
1981 中華微免雜誌/
韓韶華，莊雨 奇，熊映美，趙
慧瑛，張律音
臺北地區空 氣中黴菌孢 子降落量的 追蹤調查
台北六個花粉站 1975~
1979
Durham 氏標準標本台
重力玻片法
平均全年降落量 5656/cm2
Cladosporium 2343/cm2
Nigrospora 933/cm2
Fusarium 394/cm2
Alternaria 160/cm2
Ganoderma 394/cm2
五月到十月為北部 孢子季節
與氣溫有關
平板法與玻片法可 互相映證結果
12
表二 台北地區大氣中真菌相關研究（續）
Reference Title Materials and Methods
Year Journal/Author Area Duration Population Sampling Results Conclusion
1983 台大植物病蟲 害/張東柱，陸 偉，陳道
台北空中真菌 相
台大校本部 1980.10.3~
1981.10.2
Durham 氏標準標本台
PDA
暴露五分鐘
共 112 屬，接合菌綱 7 屬，不完 全菌綱 97 屬，子囊菌綱 7 屬，
擔子菌綱 1 屬
日變化-早上最多、中午次之、晚 上最少
冬季的菌落數最少，春末夏初的 菌落數最多
菌落數與降雨時樹、雨量、溫 度、及相對濕度有關
每月降雨累加時數與菌落數成 正相關
Cladosporium 15.13 Geotrichum 10.75%
Phomopsis 7.8%
Penicillium 6.72%
Phoma 5.33%
Aspergillus 4.04%
Alternaria 3.66%
Nigrospora 2.92%
Pestalotia 2.34%
Curvularia 2.13%
Monolia 1.93%
Fusarium 1.45%
Arthrinium 1.07%
偏差
-使用培養基捕菌法 -暴露時間
菌落數的日變化與 孢子釋放時間及當 時的氣象因子有關
台北空氣中真菌的 季節性變化受降雨 時數與雨量的影響 大於溫度
降雨時數的影響大 於雨量
台灣因氣候較潮 濕，而有較多的濕孢 子
1995 科學發展/
陳瑞青
台灣地區主要 城市上空過敏 原菌類孢子相
台北, 陽明, 台中, 台南, 高鳳, 花蓮 台東
1993.4~
1994.3
Burkard 七天自記連續孢子 採集器
Burkard 平板孢子採集器
孢子數高低: 花蓮(七月) 台東(八月) 台中(六月) 陽明山(三 月) 高鳳(五月) 台北(六月)
孢子數之週日變化: 早晨最多,下午最少
菌類相 -共 185 屬
-全省各站均有: Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Curvularia, Drechslera, Fusarium, Nigrospora, Penicillium, Periconia, Pithomyces, Stemphylium
Cladosporium , Aspergillus, Penicillin 為全省優勢菌種
Ganoderma, Cladosporium, Aspergillus, Periconia, Nigrospora 為 台北優勢菌種
膠帶法效率優於平 板法
孢子數以夏季(五至 八月)最多
13
表二 台北地區大氣中真菌相關研究（續）
Reference Title Materials and Methods
Year Journal/Author Area Duration Population Sampling Results Conclusion
1996 Aerosol Science/
林文海 李芝珊
Size
Characteristics of Fungus Allergens in the Subtropical Climate
台北市 1995.6.21~
1995.6.28 1995.10.18~
1995.10.25
Anderson Six-Stage Viable Sampler
MEA
夏天五分鐘，冬天十分鐘
六小時測一次
午夜濃度最大：
1700 CFU/m3
夏天:
Penicillin 6.5%
Yeast 3.1%
Aspergillus 2.6%
Alternaria 1.2%
Paecilomyces0.6%
Fusarium 0.6%
Trichophyton 0.2%
冬天
Cladosporium 14.2%
Penicilliun 3.9%
Yeast 3.2%
Alternaria 3.1%
Fusarium 1.1%
Aspergillus 0.7%
Paecilomyces0.2%
午夜的濃度大於白 天
最大濃度的真菌過 敏原 size :2.1-3.3µm
2000 Aerosol Science
& Technology /
Associations of Fungal Aerosols, Air Pollutants, and Meteorological Factors Lin, W. H.
Li, C. S.
台北地區 -古亭 -汐止
1995 Anderson One Stage Viable Sampler
夏天
-古亭 2835 CFU/m3 -汐止 2651 CFU/m3
冬天
-古亭 1107 CFU/m3 -汐止 2248 CFU/m3
真菌最高濃度出現在 -溫度 25-30℃
-相對溼度 60-70%
-風速 1 m/s -吹南南東風
總真菌濃度與O3濃度呈負相關
Cladosporium 濃度與碳氫化合物呈正相關
Penicillium, Yeast與PM10呈正相關
真菌濃度與空氣污 染物、氣象因子有關
2.3 長程傳輸與生物性微粒之相關性
大氣中生物性微粒的最主要來源為各種植物和土壤，此外，如地區性的農業活動、
養殖業等等也會造成當地生物性微粒濃度的增加。除了本土性的來源外，外來的生物性 微粒也很有可能經由長程傳輸到台灣地區。過去生物學家認為，大部份的微生物很難長 期抵擋戶外的紫外線，因此會經由長程傳輸（如附著在沙塵暴微粒上的微生物）影響到 第三地的機會不大。然而，近年來有研究指出，跨洲的沙塵暴的確很有可能挾帶致病的 微生物，進而造成危害 (Taylor 2002; Pohl 2003)。例如，從 1980 年代初期開始，加勒比 海的扇形珊瑚受到一種土壤中真菌的侵襲而死亡。剛開始美國的地質學家認為，可能是 當地人們的活動所間接造成。然而研究學者深入調查後發現，感染扇形珊瑚的元凶，應 該是經由非洲長程傳輸至美洲的沙塵中所攜帶的麴菌(Aspergillus)。此外，美國地質學者 Ginger Garrison 認為，其他因細菌感染造成的珊瑚疾病，也和非洲沙塵的活動有關(Pohl 2003)。至於為什麼細菌和真菌可以存活於沙塵中，研究學者們指出，因為在厚濁的沙 塵雲底部，紫外線的暴露量會因上層的遮蔽而顯著地降低，因此微生物可以維持它們的 生命力。數個在東亞進行的沙塵暴研究也支持此推論。在 2000 年韓國西岸進行的一項 實驗中，研究人員分別於二次大陸沙塵暴侵襲及一非沙塵暴期間進行大氣監測。結果發 現，在沙塵暴和非沙塵暴期間所觀察到的真菌種類有顯著的差異，作者認為很可能是因 為沙塵長程傳輸帶來不同菌種的緣故 (Yeo et al. 2002)。Wu 等人則是針對 2000 年 12 月 至 2001 年 4 月期間的大陸沙塵暴事件進行分析，評估台南市大氣中真菌孢子的成份及 濃度是否會受到影響。結果發現，Basidiospores, Aspergillus/Penicillium、Nigrospora、
Arthrinium、Curvularia、Rusts、Stemphylium、 Cercospora、Pithomyces 等，在沙塵暴影 響期間的濃度會顯著高於非沙塵期間 (Wu et al. 2004)。Ho 等人自 1994 年 1 月到 1996 年 3 月在花蓮進行大氣中真菌孢子的監測，結果亦發現數種真菌孢子的濃度在沙塵影響 期 間 顯 著 高 於 非 沙 塵 期 間 ， 包 括 總 真 菌 孢 子 、 Cladosporium 、 Ganoderma 、 Arthrinium/Papularia、Cercospora、Periconia、Alternaria 以及 Botrytis (Ho et al. 2005)。
綜合以上的研究結果，長程傳輸很可能會影響台灣地區大氣中生物性微粒之成份及濃 度，對民眾健康及生態環境的潛在影響不容忽視。
2.4 小結
由於過敏性疾病及氣喘的盛行率在歐美及台灣地區都有不斷上昇的趨勢 (Guo et al.
1999; Yang 2000; Patino et al. 2001; Strannegard et al. 2001)，進行大氣中生物性微粒的暴 露評估以了解其健康效應，是提昇公共衛生及維護民眾健康的重要議題。根據上述文獻 回顧可以發現，真菌及細菌內毒素是重要的大氣中生物性微粒，因此應進行長期監測、
建立我國本土資料，以評估可能的健康風險。而長程傳輸事件，如大陸沙塵暴，亦會影 響我國大氣中生物性微粒之成份及濃度，因此必需加以監測，以瞭解對我國民眾健康及 生態環境的影響。
14
第三章 執行方法
3.1 研究架構
本研究計畫於環保署微粒超級測站進行大氣中生物性微粒之監測，並建立測量分析 方法。主要測量之生物性成份包括總真菌孢子濃度、常見戶外真菌過敏原（Alternaria 和 Aspergillus）、以及細菌內毒素(endotoxin)。我們配合中央大學李崇德教授在微粒超級 測站進行人工採樣的期間，同時監測長程傳輸事件對生物性微粒濃度的影響，以利不同 性質微粒間相關性的比對。此外，我們針對總真菌孢子濃度建立大氣基線資料，並利用 統計模式進行生物性成份與氣象因子及大氣污染物（如臭氧、碳氫化合物等）之相關性 分析。生物性微粒之監測資料並將提供給其他子計畫，以綜合評估超級測站監測微粒之 生物性、物理性及化學性成份間之相關性。
3.2 生物性微粒之監測與採集方法 3.2.1 採樣地點
大氣中生物性微粒之監測於環保署北部微粒超級測站進行（圖一）。北部微粒超級 測站位於台北縣新莊運動公園，自 92 年 3 月起進行每日 24 小時連續運轉，監測並分析 大氣中微粒粒徑分佈以及其化學成份（如碳成分、硝酸鹽濃度、硫酸鹽濃度等），並提 供大氣條件資料。
圖一 環保署北部微粒超級測站
15
3.2.2 監測與採集方法
本計畫主要測量之生物性成份包括真菌孢子、常見戶外真菌過敏原（Alternaria 和 Aspergillus）以及細菌內毒素(endotoxin)。在真菌孢子的部份，我們使用 Burkard 連續性 孢子採樣器(Burkard Seven-Day Recording Volumetric Spore Trap, Burkard Manufacturing Co., Rickmansworth, England) （圖二）進行測量。此採樣器為國際上生物性微粒長期監 測之標準方法。American Academy of Allergy, Asthma and Immunology (AAAAI) 所建立 之全美 Aeroallergen Network，即使用此種採樣器，以提供全美氣象預報中的花粉和真菌 孢子濃度，做為民眾（特別是有過敏性呼吸道疾病者）從事戶外活動的參考依據。在本 計畫中，採樣分成每月固定採樣及大陸沙塵監測兩個部份。每月固定採樣為每個月底進 行連續七天的定期採樣，以建立台北都會區大氣中真菌孢子種類及濃度之基線資料。大 陸沙塵監測則配合中央大學李崇德教授在微粒超級測站進行人工採樣的期間，進行連續 採樣，以評估長程傳輸事件（大陸沙塵）對生物性微粒種類及濃度的影響。Burkard 連 續性孢子採樣器的流量為 10 liter/min，將空氣自 2mm×14mm 的開口中抽入，使大氣中 懸浮微粒黏附在連續定時轉動的特製透明膠片上 (Melinex tape coated with Gelvotal solution)。採樣器之上半部可以旋轉並附有一尾翼，使採樣器之開口於採樣期間皆為迎 風狀態，以增加微粒捕集效率。透明膠片在採樣完畢後由採樣器中取出，放置於專門之 樣本貯存容器內後立刻送回實驗室進行處理及分析。
圖二 Burkard Seven-Day Recording Volumetric Spore Trap
16
雖然 Burkard 連續性孢子採樣器可以提供生物微粒之形態作為鑑定之依據，然而有 些附著在其他微粒上的生物性成份（如真菌及花粉過敏原，或其碎片）並無法有效辨認。
因此，針對懸浮微粒所含生物性成份進行分析有其必要性。我們原定使用高流量三道採 樣器(Trichotomous Sampler)進行數次連續性的密集微粒採樣，但在評估後發現該採樣器 用電量超過環保署微粒超級測站所能負荷，且噪音過大，會影響新莊運動公園的使用民 眾，因此改用十階道微粒採樣器（Micro-Orifice Uniform Deposit Impactors, MOUDI）（圖 三）。我們利用十階道微粒採樣器進行三個禮拜的密集微粒採樣（分別進行一天、二天 及三天連續採樣各三次），以建立採樣分析方法，並決定適當的採樣時間(sampling interval)。由於本子計畫所監測之生物性微粒成份並無本土之大氣背景值資料，因此無 法推估合適之採樣時間(sampling interval)，以採集足夠可分析生物性成份之微粒量。而 九十三年度與黃嵩立教授共同執行的子計畫中，雖然樣本收集亦使用十階道微粒採樣 器，但為避免所收集樣本中內毒素濃度過低而影響細胞毒性測驗，黃教授的研究團隊將 所收集不同粒徑之微粒合併分析，故無法評估各粒徑範圍的內毒素濃度，亦無法推估合 適的採樣時間。十階道微粒採樣器之流量為 30 liter/min，所採集的微粒粒徑 (50% cut points diameter)為 10、5.6、3.2、1.8、1、0.56、0.32、0.18、0.1 及 0.056 um。十階道微 粒採樣器之採樣介質為濾紙(polycarbonate 及 fiber glass filter)，採樣完畢後將濾紙裝入 乾淨的 50*11mm petri dish 中（圖四）中，立即送回實驗室冷藏於 4°C。
圖四 Petri Dish
圖三 MOUDI
17
3.2.3 分析方法
採集真菌孢子所用之透明膠帶，自採樣器的轉輪中取出後，按時間（每天）分割開，
並將每天的樣本分別固定在標示有日期的載玻片上，染色後再使用光學顯微鏡進行分 析，計數各類孢子的數目。鑑定孢子之種類包括：ascospores、basidiospores、Alternaria、
Arthrinium、Aspergillus/Penicillium、Botrytis、Cercospora、Cladosporium、Curvularia、
Drechslera/Helminthosporium、Epicoccum、Fusarium、Nigrospora、Oidium/Erysiphe 、 Periconia、Peronospora、Pithomyces、Polythrincium、Rusts、Smuts、Stemphylium、Tetraploa、
Torula 以及 Ulocladium，不屬於上列者則歸類為 unidentified spores。每日真菌孢子濃度 的計算公式如下：
) (m 0
spores) of
(number ) (m
spores) of
(number )
(spores/m
3
3 3
.298 計數所得真菌孢子數
該時段採樣空氣體積 計數所得真菌孢子數
總真菌孢子濃度
=
=
採集各粒徑微粒的濾紙，裁剪成一半後分別進行真菌過敏原及內毒素的分析。為避 免各粒徑生物性成份濃度過低，因此將部份粒徑樣本合併後進行萃取分析，合併後之粒 徑範圍包括：PM>10、PM3.2-10、PM1-3.2及PM0.056-1。在真菌過敏原的部份，先利用PBS (phosphate buffered saline)進行萃取，再將萃取液凍乾後置於-20°C下貯存，至上機分析 前再以去離子水還原成水溶液進行分析。真菌過敏原（Alternaria和Aspergillus）的分析 是使用酵素連結免疫分析法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA)進行（圖五）。
在細菌內毒素的部份，濾紙先在 80°C下用 2M Methanolic HCl消化 16 小時後，進行氮氣 濃縮及衍生化，再利用氣相層析質譜儀(Gas Chromatography - Mass Spectrometry:
GC-MS-MS)進行內毒素化學指標 3-hydroxy fatty acids (3-OH FAs)之分析，進以評估大氣 中內毒素的濃度。
圖六 GC-MS-MS 圖五 ELISA Reader
18
3.3 氣象因子與大氣污染物監測資料之收集
氣象因子、大氣污染物（如臭氧）與大氣中生物性微粒濃度變化有複雜的相關性 (Lewis et al. 2000; Lin and Li 2000; Ho et al. 2005)。中央大學李崇德教授提供環保署北部 微粒超級測站的温度、濕度、風向、降雨量等氣象因子，以及臭氧、二氧化硫、二氧化 氮、一氧化碳、PM10及PM2.5等污染物之每日監測資料，以進行統計模式分析。
3.4 資料分析
所有資料的建檔及管理，使用Microsoft Excel。描述性資料的呈現及資料的統計分 析則使用SAS (SAS Institute Inc., Cary, NC) 及Sigma Plot (SPSS Inc., Chicago, IL)統計軟 體。本子計畫進行統計分析之大氣中生物性成份變項為真菌孢子濃度，以及不同粒徑微
粒（PM>10、PM3.2-10、PM1-3.2、PM0.056-1）中所含內毒素、Alternaria及Aspergillus過敏原
之濃度。我們利用描述性資料分析，彙整所測量生物性成份之分佈，並針對真菌孢子評 估其季節效應。而生物性成份與氣象因子及大氣污染物間的相關性，以多變項廻歸模式 來 評 估 ， 並 利 用 Exponential Correlation Model 控 制 重 複 採 樣 所 造 成 之 相 關 性 (autocorrelation)。
19
第四章 主要工作內容及重要發現與成果
4.1 真菌孢子監測結果
真菌孢子的採樣日期及總真菌孢子每月平均濃度列於表三。每月定期採樣於 1 至 10 月進行，其中 4 月份因為監測大陸沙塵並未另外進行定期採樣。本計畫 94 年度所收到 襲台的大陸沙塵預警只有一次（附錄），預警發佈的監測期間為 4 月 13 日至 4 月 22 日，
但該波沙塵對北台灣影響較弱。根據李崇德教授團隊所提供的資料指出，沙塵影響台灣 的期間可能為 4 月 13 日至 17 日。
表三 2005 年 1 至 10 月真菌孢子採樣日期與平均濃度
採樣目的 採樣日期 樣本數1 總真菌孢子平均濃度(spore/m3)
沙塵採樣 4/13 ~ 4/22 9 2486
一月份定期採樣 1/25 ~ 2/1 7 1934
二月份定期採樣 2/24 ~ 3/3 7 1585
三月份定期採樣 3/24 ~ 3/31 7 908
四月份定期採樣 4/30 ~ 5/7 ⎯ 2 ⎯ 2 五月份定期採樣 5/24 ~ 5/31 7 1928 六月份定期採樣 6/23 ~ 6/30 7 2966 七月份定期採樣 7/25 ~ 8/1 7 2427 八月份定期採樣 8/25 ~ 8/30 5 3 5065 九月份定期採樣 9/24 ~ 9/30 6 3 1019 十月份定期採樣 10/24 ~ 10/31 7 1366
1真菌孢子之樣本單位為一個載玻片。
2因四月份已進行沙塵暴之監測，故該月份之定期採樣不另外進行。
3因颱風來襲採樣提前結束。
表二為 1 至 10 月真菌孢子的出現頻率及濃度分佈，其中最常見且濃度最高的為 ascospores （ 子 囊 孢 子 ）、 basidiospores （擔孢子）、 Cladosporium （ 分 枝 孢 子 菌 ） 及 Aspergillus/Penicillium（麴菌/青黴菌屬），其平均濃度分別為 711.89 spore/m3、495.38 spore/m3、483.71 spore/m3及 248.91spore/m3。其他出現頻率高(>65%)，但平均濃度較低 的真菌種類包括Fusarium（新月黴菌屬）、Arthrinium（節菱孢屬）、Curvularia（彎孢黴 菌 ）、 Alternaria （ 交 錯 黴 菌 屬 ）、 Periconia （ 黑 蔥 花 霉 屬 ）、 Torula （ 圓 酵 母 ） 和 Drechslera/Helminthosporium（蠕孢菌/長蠕胞霉），其平均濃度分別為 19.50 spore/m3、 19.99 spore/m3、 20.04 spore/m3、 7.78 spore/m3、 10.31spore/m3、 9.53spore/m3以 及 8.12spore/m3。本計畫之觀察結果與本子計畫主持人 93 年於微粒超級測站監測可培養性 真菌的結果相當一致。可培養性真菌中最常見種類為Non-sporulating Fungi（未產生孢子
20
之真菌）、Cladosporium（分枝孢子菌）、Penicillium（青黴菌）以及Aspergillus（麴菌）
（趙及詹 2004）。Ascospores及basidiospores在培養基上通常以Non-sporulating fungi的形 式存在；而Penicillium及Aspergillus若只觀察孢子的型態，無法分辨認其差異，因此合併 成一類。
圖 七 至 圖 十 八 分 別 為 總 真 菌 孢 子 、 ascospores 、 basidiospores 、 Cladosporium 、 Aspergillus/Penicillium、Fusarium、Arthrinium、Curvularia、Alternaria、Periconia、Torula 及
Drechslera/Helminthosporium
1 – 10 月份的濃度分佈。總真菌孢子濃度在 3 月份最低，8 月份最高，有明顯的季節變化（圖七）。Ascospores 及 basidiospores 的濃度亦在夏季時 較高（8 月份最高），3 月份時濃度最低（圖八及九）。本研究所觀察到的 Cladosporium 濃度變化較特別，一月和四月的濃度最高，其 次為二月、三月和八月（圖十）。Aspergillus/Penicillium 的濃度變化與總真菌濃度相似，夏季較高、冬季較低（圖十一）。 Fusarium 和 Arthrinium 的濃度變化則有兩個高峯值，分別在一月及八月（圖十二及十 三）。Curvularia 的濃度在夏、秋兩季較高，冬季最低（圖十四）。Alternaria 及 Periconia 的濃度變化有兩個高峯值，分別在冬季及夏季（圖十五及十六）。Torula 的濃度没有明 顯 的 季 節 變 化 （ 圖 十 七 ）。 Drechslera/Helminthosporium 的 濃 度 變 化 與 總 真 菌 及 Aspergillus/Penicillium 相似，夏季濃度明顯高於其他季節（圖十八）。
21
表四 2005 年 1 至 10 月真菌孢子出現頻率及濃度分佈1
真菌菌屬 菌屬中文名稱 頻率(%)2 平均數 中位數 標準差 最小值 最大值 Ascospores 子囊孢子 100.00 711.89 526.85 736.97 60.40 5057.05 Basidiospores 擔孢子 100.00 495.38 275.17 540.14 13.42 2711.41
Cladosporium
芽枝黴菌、分枝孢子菌 100.00 483.71 231.54 562.17 13.42 2291.95Unidentified fungal spores 未鑑定出之真菌孢子 100.00 53.93 40.26 58.87 3.36 469.80
Aspergillus/Penicillium
麴菌屬/青黴屬 98.55 248.91 218.12 185.91 0.00 781.88Fusarium
新月黴菌屬、鐮刀菌屬 91.30 19.50 13.42 22.23 0.00 127.52Arthrinium
節菱孢屬 81.16 19.99 10.07 29.96 0.00 211.41Curvularia
彎孢黴菌 73.91 20.04 10.07 23.86 0.00 104.03Alternaria
交錯黴菌屬 69.57 7.78 3.36 11.89 0.00 77.18Periconia
黑蔥花霉屬 68.12 10.31 6.71 11.22 0.00 40.27Torula
圓酵母 68.12 9.53 6.71 16.56 0.00 117.45Drechslera/Helminthosporium
蠕孢菌/長蠕胞霉 66.67 8.12 6.71 8.83 0.00 36.91Pithomyces
鼓孢瘤座黴屬 34.78 2.19 0.00 3.68 0.00 13.42Oidium/Erysiphe
粉孢菌/白粉菌 33.33 6.76 0.00 24.42 0.00 194.63Nigrospora
黑色孢子黴菌屬 30.43 1.70 0.00 3.62 0.00 20.13Botrytis
灰黴菌 26.09 4.23 0.00 9.76 0.00 57.05Smuts 黑穗病菌 23.19 2.04 0.00 4.54 0.00 20.13
Stemphylium
葡根黴菌 18.84 0.88 0.00 2.05 0.00 10.0722
表四 2005 年 1 至 10 月真菌孢子出現頻率及濃度分佈1（續）
真菌菌屬 菌屬中文名稱 頻率(%)2 平均數 中位數 標準差 最小值 最大值
Tetraploa
⎯ 15.94 0.58 0.00 1.40 0.00 6.71Peronospora
霜霉病菌 11.59 1.65 0.00 7.38 0.00 57.05Rusts 銹病菌 7.25 0.73 0.00 3.54 0.00 26.85
Cercospora
尾孢菌 5.80 0.24 0.00 1.05 0.00 6.71Ulocladium
對核盤菌 4.35 0.15 0.00 0.69 0.00 3.36Epicoccum
附球黴菌 1.45 0.15 0.00 1.21 0.00 10.07Total Fungal Spores 總真菌孢子濃度 100.00 2110.40 1828.86 1536.86 288.59 10647.65
1 真菌之濃度單位為spore/m3 air 。
2 頻率之計算方法為在總採樣次數中（共 69 次）該菌屬之出現百分率（出現次數/69）。
23
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air) 0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0
圖七 2005 年總真菌孢子濃度分佈
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air)
0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0
－ 箱型圖顯示第 10、25、50、75、90 百分位，以及離群值。
圖八 2005 年 Ascospores 濃度分佈
24
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air)
0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0
圖九 2005 年 Basidiospores 濃度分佈
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air) 0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0
圖十 2005 年 Cladosporium 濃度分佈
25
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air)
0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0
圖十一 2005 年 Aspergillus/Penicillium 濃度分佈
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air)
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0
圖十二 2005 年 Fusarium 濃度分佈
26
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air) 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0
圖十三 2005 年 Arthrinium 濃度分佈
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air) 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0
圖十四 2005 年 Curvularia 濃度分佈
27
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air) 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0
圖十五 2005 年 Alternaria 濃度分佈
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air) 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0
圖十六 2005 年 Periconia 濃度分佈
28
圖十七 2005 年 Torula 濃度分佈
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air)
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0
採 樣 月 份
1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 0 月
真菌孢子濃度(spore/m3 air) 0 1 0 2 0 3 0 4 0
圖十八 2005 年 Drechslera/Helminthosporium 濃度分佈
29
表五為沙塵採樣期間(4/13 ~ 4/21)及前後月的平均真菌濃度。沙塵採樣期間又分為沙 塵影響期間（4/13 ~ 4/17）及不確定期間(4/18 ~ 4/21)。不確定期間可能有受到沙塵的影 響，也有可能是高壓迴流期間，因為沙塵事件過後常伴隨高壓迴流，造成污染物濃度升 高。若比較沙塵採樣期間（4/13 ~ 4/21）與三及五月例行採樣結果，可以發現沙塵採樣 期間濃度明顯較高的真菌種類為 Alternaria（交錯黴菌屬）
、
Aspergillus/Penicillium（麴 菌/青黴菌屬）、
Arthrinium（節菱孢屬）、
Basidiospores（擔孢子）、
Cladosporium（分 枝孢子菌）、
Nigrospora（黑色孢子黴菌屬）、
Oidium/Erysiphe（粉孢菌/白粉菌）、
Peronospora（霜霉病菌）、
Pithomyces（鼓孢瘤座黴屬）、
Rusts（銹病菌）、
Torula（圓 酵母）、
Unidentified fungi 及總真菌孢子濃度。而 Peronospora（霜霉病菌）及 Rusts（銹 病菌）只有出現在沙塵採樣期間。其中 Aspergillus 在 2004 年可培養性真菌的監測中，也 發 現 於 沙 塵 來 襲 期 間 濃 度 較 高 （ 趙 及 詹 2004 ）。 在 台 南 市 的 研 究 中 發 現 ， Aspergillus/Penicillium 、 Arthrinium 、 Basidiospores, Nigrospora 、 Curvularia 、 Rusts 、 Stemphylium、Cercospora 及 Pithomyces 在沙塵暴影響期間的濃度會顯著高於非沙塵期間 (Wu et al. 2004)。在花蓮市的研究中則發現 Alternaria、Arthrinium/Papularia、Botrytis、
Cladosporium、Cercospora、Ganoderma 及 Periconia 的濃度在沙塵暴影響期顯著高於非 沙塵期間(Ho et al. 2005)。本計畫所觀察到在沙塵期間濃度較高之真菌，大多與此兩研 究的結果相符。不過由於今年只有進行一波沙塵監測，没有足夠的檢定力來評估是否這 些差異有統計上的顯著意義，因此需要更長期的監測來完整評估沙塵對北台灣生物性微 粒濃度與成份的影響，進以瞭解長程傳輸事件對民眾健康及生態環境的潛在危害。
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表五 2005 沙塵期間前後真菌孢子種類及平均濃度1
三月例行 沙塵監測 (4/13 ~ 4/21) 五月例行採樣
Sampling Date
Fungal Taxa
(3/24 ~ 3/31) 沙塵監測全程 4/13 ~ 4/17 2 4/18 ~ 4/213 (5/24 ~ 5/31)Alternaria
3.84 13.42 12.75 14.26 3.84Ascospores 202.78 331.10 174.50 526.85 898.37
Aspergillus/Penicillium
88.69 263.98 258.39 270.97 204.70Arthrinium
15.34 27.59 34.90 18.46 15.82Basidiospores 112.18 619.69 436.91 848.15 563.76
Botrytis
10.55 8.20 14.77 0.00 0.00Cladosporium
400.29 1075.69 822.82 1391.78 139.98Curvularia
0.96 7.83 4.03 12.58 29.24Drechslera/Helminthosporium
3.36 10.81 8.05 14.26 10.07Fusarium
10.55 11.19 10.07 12.58 12.46Nigrospora
2.40 5.22 7.38 2.52 1.92Oidium/Erysiphe
3.36 7.83 9.40 5.87 1.44Periconia
9.11 9.32 13.42 4.19 7.67Peronospora
0.00 8.58 11.41 5.03 0.00Pithomyces
0.48 2.98 0.00 6.71 0.96Rusts 0.00 2.98 5.37 0.00 0.00
Smuts 0.00 1.49 2.68 0.00 5.27
Stemphylium
0.48 0.75 0.67 0.84 0.48Torula
7.67 24.24 9.40 42.79 5.27Tetraploa
0.48 0.37 0.67 0.00 0.96Unidentified fungi 35.47 52.57 49.66 56.21 25.41 Total Fungi 907.96 2485.83 1887.25 3234.06 1928.09
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1真菌之濃度單位為spore/m3 air。
2 4/13 ~ 4/17 為可能的沙塵影響期間。
4.2 真菌過敏原及細菌內毒素監測結果
不同粒徑生物性微粒的密集採樣於八月起開始進行，預定連續採樣三個禮拜。由於 採樣期間遇到颱風及採樣器送修等問題，因此最後一批採樣於十月底完成，共收集了一 天、二天、及三天的樣本各三個（表六）。
表六 MOUDI 採樣日期
開始日期 結束日期 採樣天數 08/08/2005 08/10/2005 2 天 08/10/2005 08/11/2005 1 天 08/11/2005 08/12/2005 1 天 08/17/2005 08/19/2005 2 天 10/05/2005 10/08/2005 3 天 10/08/2005 10/11/2005 3 天 10/14/2005 10/16/2005 2 天 10/16/2005 10/19/2005 3 天 10/19/2005 10/20/2005 1 天
在分析方法建立方面，真菌過敏原（Alternaria和Aspergillus）及細菌內毒素的分析 方法已測試完成（圖十九）。針對不同粒徑(PM>10、PM10-3.2、PM3.2-1、PM1-0.056)一至三天 樣本的分析，真菌過敏原及細菌內毒素的濃度皆低於偵測極限。因此我們合併部份樣 本，進行四天及六天各粒徑之真菌過敏原及細菌內毒素分析，但濃度仍低於偵測極限。
因此 95 年度計畫的採樣將改使用高流量採樣器，以避免濃度過低的問題發生。
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