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環境學科

不可能的暖咖效應

環境汙染一直是全球關注的問題,而本研究是基於冬天時,常會看到同學拿著暖暖包取暖,如此使用頻繁且不可重複使用的暖暖包是否會造成環境上的負擔呢?透過本研究希望能將資源再利用的咖啡渣,用來取代暖暖包內容物-蛭石,拓展咖啡渣的新用途,減少廢棄量。 本研究比較了不同咖啡渣來源、添加量及研磨大小等因素進行暖暖包放熱溫度曲線分析,而我們成功找到可以跟市售暖暖包一較高下的最佳配方:2g濾掛式(20秒*5)的咖啡渣,持續放熱24小時後仍有47.04℃的高溫。並更進一步結合大眾喜愛程度,能客製化提供暖暖包配方,來滿足不同消費者的需求,最後利用簡單步驟在家中即可自製出暖暖包,方便使用於日常生活中,既天然更可達到資源再利用。

葉綠素電池之應用

植物行光合作用時,電子吸收光能後在能階上躍遷,形成ATP,藉此原理,利用葉綠素吸收光能後產生的化學反應,可製作出太陽能葉綠素電池。本研究主要針對萃取葉綠素之方式、葉綠素放置天數、電池電極與電解液之成分、電池的放置環境等變因進行實驗,根據實驗結果,葉子加入酒精後,以研磨方式萃取出的葉綠素再搭配碘液、鋁箔紙、碳棒,能做出電壓:1.136V 電流:0.4mA 電功率:0.4544mW的葉綠素電池。 葉綠素電池裝置的設計不只考量到裝置的可行性,對環境友善且永續也是很重要的考量因素,因此將會從下列面向進行研究:裝置如何防水、裝置的使用期限、裝置的素材是否環保,最後成功做出了一組環保的水上漂浮葉綠素電池,未來會再提高此電池產能並且運用在農漁業上。

遠離「塑」命-海需要開發淡菜足絲

近年來馬祖海漂垃圾及廢水污染的問題日益嚴重,對自然海景與生態環境的破壞力不容小覷,於是我們欲找尋替代物減輕對環境的傷害。馬祖餐桌上必有的美食-淡菜,食用前總把不可食用的強韌「足絲」剔除,我們由此天然的廢棄物作為發想,逐一透過實驗結果證實淡菜足絲的強度、耐熱、耐酸鹼、可染色和可分解的特性,符合作為尼龍替代物的需求;特別的是足絲同時具備優異的吸附重金屬能力,將使環境可逐漸恢復最初的潔淨。運用足絲的各項優點,我們開發出各式生活編織品及淨水器。足絲有著環保、低成本、功效佳等優點,因此可透過廢物再利用達到減少海洋汙染的期望。

HEY!你這個吃塑膠的小傢伙

為了更加了解「微生物分解塑膠之過程」,我們開始從周遭的土壤中做篩菌,並使用市面上常見的生物可分解塑膠PLA及回收場蒐集的PLA做為我們篩菌的目標物,透過觀察乳化過後的PLA透明度變化,找出最有效率的一株菌種,再開始進行純化,如此反覆操作,直到找到我們所需要的單一菌落。送去鑑定機構分析結果發現這株菌的酵素跟菌保中心專門分解PLA的菌都有產生PLA分解酵素的基因片段,同時這株菌是新種,所以我們將它命名為「HEY」。此菌在能與菌保中心的菌一樣分解PLA的同時,也能有效分解另一種生物可分解塑膠PHB,所以我們開始測定「HEY」對PLA以及PHB的分解效率。

水生植物對Acetaminophen去除之效果探討

藥物與個人保健用品(PPCPs)為新興污染物的主要來源之一,本研究選用PPCPs之一的acetaminophen(普拿疼主要成分),此類物質使用化學處理法雖能快速且有效的去除,卻可能造成環境的二次傷害。因此,本研究主題將規劃以自然整治技術處理水體環境中的新興污染物。 本研究使用兩種易取得、易養殖、表面積大且吸附重金屬效能佳之植物如金魚藻及水蘊草,並透過高效液相層析儀(HPLC)結合UV偵測器偵測濃度變化,以探討水生植物於水溶液中Acetaminophen之移除效果。 本次實驗結果顯示金魚藻及水蘊草皆有去除Acetaminophen的效果,於四日左右即能達百分之百的清除率。而加入自然水體後,推測環境基質會影響水生植物,造成對清除Acetaminophen效率的影響,但仍能有效去除。

擋不住的「吸」飲力-新型吸管之研發

本研究首先製作「蔬菜紙吸管」,其耐水性及吸飲功能不佳,改以海藻膠製作吸管,經歷多次改良後的「第三代海藻膠吸管」其質地近似塑膠吸管,但吸飲功能仍然不佳。接著,以海藻膠為膠著劑;紅茶粉為骨材,成功製作出耐水性、吸飲功能較佳且可散發紅茶香氣的「紅茶吸管」。提高添加紅茶粉之比例,能有效提升吸管硬度,可應用在飲料封口膜之戳入,在冰水、熱水中均可長時間維持吸飲功能,製作大口徑「紅茶吸管」,可輕易吸飲波霸珍珠,徹底解決吸飲波霸珍珠之難題。自製擠出成型機械,可控制出料速度維持穩定,在滑軌上以直線移動,可製作出粗細一致且筆直的吸管,最後試製綠茶、咖啡、檸檬等調味吸管,均會飄出天然原料之香氣,頗具商品化之潛力。

稻矽雙贏

隨著紡織、時尚業的發展,與人類對色彩的追求,染色過程產生大量廢水,於是「染料汙染」成了環境災難,已是不容忽視的議題。本研究著重於如何以低成本的農作廢棄物--稻殼,製作成可以吸附染料並可回收再利用的材料,以達到回收利用、改善水資源的目的。本研究以稻殼高溫鍛燒後的產物--二氧化矽進行探討,控制變因為有無水熱、水熱環境pH值、酸種類、水熱時間及鍛燒時間。研究結果顯示,(1)實驗所需的二氧化矽可由價廉的稻殼燒製而成。(2)以玫瑰紅為模擬汙染源,經過控制各種變因的研究,最終製作出的鐵鎳複合材料幾乎可以完全吸附染料,且因有磁性,易於回收再利用。因此,實驗結果顯示以鐵鎳複合材料處理染料廢水,為一經濟有效的方法。

基隆外木山沙灘塑膠微粒汙染探討與研究

本研究透過多點、減量、加深的取樣模式觀察基隆外木山沙灘所受的塑膠微粒汙染,發現外木山沙灘塑膠微粒汙染主要是因為外來填沙所造成的汙染。也發現潮汐與離岸流會造成潮間帶顆粒大小不同的塑膠微粒分布的差異。潮間帶的微塑膠粒數量比非潮間帶少很多,可見少掉的塑膠微粒很可能經由洋流帶入海洋。因此沙灘的塑膠微粒汙染,帶給海洋生物生態的影響是無法避免的。而非潮間帶的塑膠微粒顆粒的大小,也會有不同的分布。我們建議應該對外木山沙灘塑膠微粒汙染做長期監測,以瞭解被塑膠微粒汙染的沙灘,其塑膠微粒如何進入海洋,為海洋生態保育盡一份心力。

植物有耳朵?-環境中噪音對植物蒸散作用之探討

本研究旨在探討環境濕度、聲音分貝大小及PM2.5濃度是否會影響植物的蒸散作用。已知植物蒸散作用旺盛與否與植物葉面上、下表皮(溫度差異)大小有關。本研究除了利用顯微測量技術測量茉莉氣孔的大小之外,並利用自製物聯網溫度分貝儀進行茉莉與番茄葉片表面溫濕度、聲音分貝大小及PM2.5濃度約六個月之數據收集。本研究將已搜集之資料經分析後,獲得以下結論:(1)當聲音(分貝大小)達到特定範圍時,植物葉面上、下表皮溫度差異會變大;(2)當環境濕度變高,植物會因氣孔變小,溫度差異變小;(3)環境中PM2.5的濃度和植物的蒸散作用間則無關聯性。根據結論(1),本研究結果推論植物有小小的耳朵。

魚缸有「酵」清潔---自製果皮酵素之妙用

偶然發現「自製果皮酵素」對魚缸清潔有神奇的功效。本實驗主要以自製果皮酵素為研究主角,研究其應用於魚缸清潔時的作用與最佳配方。第一部分主要聚焦在自製果皮酵素的製作與發酵過程的檢測。第二部分藉自製果皮酵素分解不同物質探討其成分及作用。第三部分將焦點轉至它在魚缸清潔上的應用,將自製果皮酵素以1:50比例倒入魚缸,靜置12小時即可將魚缸壁及底砂石縫中的污物清潔乾淨,比起刷洗或用清潔劑的魚缸清潔方式更為方便、有效,更進一步運用在生態池邊長綠苔的石頭,發現浸泡自製果皮酵素後,即能輕易清潔。最後一部分是探討自製果皮酵素對生物的影響,比起其他化學清潔劑,自製果皮酵素是對環境較好的一種清潔方式。