探究意念
本港空氣質素不時受季候風影響,出現較嚴重的污染水平,影響城市景觀和居民的生活質素。圖片來源:〈沙塵天氣或維持至復活節假期 空氣污染指數若嚴重 醫生籲減外出〉,《香港 01》。
香港空氣污染現況
根據環境保護署(2025)發佈的資料,香港現時的空氣污染問題主要分為兩類,包括由商業汽車所排放的廢氣造成的路邊空氣污染,及本地與珠江三角洲地區的車輛、船舶、工廠等排放的污染物造成的區域性污染問題。截至 2024 年 12 月,香港路網全長達 2,241 公里,車輛行駛數目更超過 808,000 部(路政署,2025),市民的生活又與道路密不可分,路邊空氣污染往往對市民構成更直接的影響,因此解決路邊空氣污染是改善空氣污染問題的首要任務。
香港主要的空氣污染物包括二氧化硫、氮氧化物、可吸入懸浮粒子、微細懸浮粒子、揮發性有機化合物及一氧化碳,而在 2022 年,可吸入懸浮粒子的總排放量達到 2,840 公噸,微細懸浮粒子的總排放量亦達 2,220 公噸,且於六種主要空氣污染物中,只有這兩種污染物的排放量呈上升趨勢(環境保護署,2024),可見空氣污染物中的懸浮粒子問題值得關注。
除了人類社會及科技發展會排放懸浮粒子,氣温上升亦會促使懸浮粒子生成,使空氣中的懸浮粒子濃度上升(陳伶伶,2017),因此全球暖化對空氣質素會造成持續的負面影響;而且在熱島效應的影響下,密集式發展的市區會在日照期間儲存更多的熱能,而熱能散失的速度又相對較慢,使高温於夜間仍然持續(香港天文台,2020)。香港作為高度城市化的地區,深受暖化問題影響,近年酷熱天氣日數亦呈現持續上升的趨勢(香港天文台,2025),空氣質素亦因此變得不穩定。
維護空氣清新的重要性
聯合國在 2015 年訂立「17 個可持續發展目標」,當中目標 11 是「建設包容、安全、有抵禦災害能力和可持續的城市和人類社區」,指出單單在 2016 年,空氣污染已在全球導致 420 萬人提早離世,因此在 2030 年前,要減少城市人均負面環境影響,當中便包括要改善空氣品質。上節提及的可吸入懸浮粒子可深入人體肺部,對呼吸道及心血管造成嚴重影響,包括使呼吸病症狀加劇、減弱肺功能、哮喘惡化、引發慢性支氣管、損害心血管系統,甚至令心臟病患者早逝。醫學研究更指出,至今仍無法確認吸入懸浮粒子會引致人體健康受損的濃度水平(環境保護署,2025),因此有可能即使吸入的空氣中懸浮粒子的濃度極低,仍會對人體健康構成風險。
部分市民認為在空氣質素較差時,只要在戶外佩戴口罩便可以保障個人健康,然而衞生防護中心已指出一般市民常用的外科口罩並不能有效過濾可吸入懸浮粒子及微細懸浮粒子,防護口罩亦會因應佩戴方式是否正確而影響其過濾效能;而國際癌症研究機構更已界定懸浮粒子為第一類致癌物(即明確對人體致癌的物質)(高怡,2025),可見不少市民輕視了吸入懸浮粒子對身體健康的嚴重影響。香港浸會大學的研究更發現,暴露於微細懸浮粒子的環境下除損害呼吸道和心血管,更會損害神經系統,增加患上認知障礙症、阿茲海默症、柏金遜症和自閉症譜系障礙等一系列神經系統疾病的風險(浸大研究,2021)。
綜合以上資料,可見氣候變化對空氣質素構成負面影響,當中懸浮粒子對人體健康造成的影響更是不可逆轉的,我們應更加重視其問題的嚴重性,亦應採取迫切行動,降低懸浮粒子在空氣中的濃度。研究指出植物牆具備遮陽效果,能降低室內温度,減少因使用冷氣造成的碳排放(蔡文居,2020);亦可以有效降低懸浮粒子濃度(行政院環境保護署空保處,2017),因此,我們提出了以下的探究問題:
我們能否加強植物牆降低懸浮粒子濃度的效能,使植物牆能瞬時降低懸浮粒子的濃度?
植物牆能否加強自動化的功能,以加強對植物牆的恆常打理,使其在空氣過濾上發揮最大效用?
植物牆早已被廣泛運用,我們可以如何加強其效能?圖片來源:行政院環境保護署空保處(2017):〈環保清新空氣牆〉。
STEAM 原理
是次研究主要針對兩項問題:(1) 如何使植物牆瞬時降低空氣中懸浮粒子的濃度,以及 (2) 如何加強植物牆自動化的功能。
我們會就研究的問題改良現有的植物牆,以模擬植物牆於現實生活社區中的運作環境。植物牆會透過感應器實時監測空氣中的懸浮粒子濃度,透過物聯網輸出有關數據,並於濃度過高時噴灑水霧,期望能於短時間內降低懸浮粒子濃度。
此外,我們亦會透過工程設計,使植物牆配備活動路軌,方便管理者於不同的樓層高度時均可以打理整面植物牆上的植物;亦會透過編寫程式以實踐自動化,配合土壞濕度感應器、温濕度感應器、水位感應器等,為植物牆上的植物自動灑水及增温,並同樣透過物聯網提醒管理者關注植物牆狀況。
參考資料
蔡文居(2020):〈淨化空氣補助校園設綠牆 南市最高補助40萬元〉,《自由時報》,2020 年 8 月 30 日,蒐集日期:2025 年 4 月 17 日。
陳伶伶(2017):〈氣候變遷與空氣品質對健康之衝擊〉,《土木水利》,44(6),頁 15 - 18。
高怡(2025):〈沙塵暴導致未來一兩日香港空氣污染爆錶 帶口罩出街唔係款款都有用? 〉,《香港經濟日報》,2025 年 4 月 13 日,蒐集日期:2025 年 4 月 17 日。
環境保護署(2024):〈資料與統計數字〉,蒐集日期:2025 年 3 月 1 日。
環境保護署(2025):〈可吸入懸浮粒子及微細懸浮粒子對健康的影響〉,蒐集日期:2025 年 3 月 1 日。
環境保護署(2025):〈空氣〉,蒐集日期:2025 年 3 月 1 日。
〈浸大研究發現 微細懸浮粒子多寡與神經系統疾病有關〉,《東方日報》,2021 年 9 月 6 日,蒐集日期:2025 年 4 月 17 日。
聯合國(2025):〈可持續發展目標〉,蒐集日期:2025 年 3 月 1 日。
路政署(2025):〈道路網絡〉,蒐集日期:2025 年 3 月 1 日。
吳美松(2025):〈沙塵天氣或維持至復活節假期 空氣污染指數若嚴重 醫生籲減外出〉,《香港 01》,2025 年 4 月 15 日,蒐集日期:2025 年 4 月 17 日。
香港天文台(2020):〈城市化效應 〉,蒐集日期:2025 年 3 月 1 日。
香港天文台(2025):〈酷熱天氣日數〉,蒐集日期:2025 年 3 月 1 日。
行政院環境保護署空保處(2017):〈環保清新空氣牆〉,蒐集日期:2025 年 4 月 17 日。