龍舌蘭科9種觀賞植物對苯污染凈化能力的研究

邱 影，丁旭升，葉麗霞，呂曉貞，高 峰，盧 山

（1. 杭州市園林綠化股份有限公司，浙江 杭州 310020；2. 浙江理工大學(xué)，浙江 杭州 310032）

龍舌蘭科9種觀賞植物對苯污染凈化能力的研究

邱 影1，丁旭升1，葉麗霞1，呂曉貞1，高 峰1，盧 山2*

（1. 杭州市園林綠化股份有限公司，浙江 杭州 310020；2. 浙江理工大學(xué)，浙江 杭州 310032）

采用熏蒸法對龍舌蘭科長花龍血樹（Dracaena angustifolia）、螺紋鐵（D. deremensis ‘Compacta’）、青葉也門鐵（D. arborea）、金心香龍血樹（D. fragrans ‘Massangeana’）、細(xì)葉百合竹（D. reflexa cv. Pusillifolia）、百合竹（D. reflexa）、千年木（D. marginata）、朱蕉（Cordyline fruticosa）、金邊虎尾蘭（Sanseviera trifasciata var. laurentii）9種室內(nèi)觀賞植物進(jìn)行苯污染凈化能力研究。結(jié)果表明，9種植物均具有凈化苯污染的能力；金邊虎尾蘭單位葉面積苯凈化量最大，細(xì)葉百合竹最??；長花龍血樹整株植物凈化苯效果最大（40.3%），千年木最?。?.65%）；從植株受害癥狀表現(xiàn)來看，植物對氣體的吸收能力和耐受能力之間并沒有一定的相關(guān)性。

室內(nèi)觀賞植物；苯；凈化能力；耐受性

苯（Benzene，C6H6）在常溫下為一種無色、有苦杏仁味的透明液體，并具有強(qiáng)烈的芳香氣味，劇毒，是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，可通過皮膚和呼吸道進(jìn)入人體[1]。我國目前使用的大部分裝飾材料，如粘合劑和油漆等均含有苯[2]，引起室內(nèi)環(huán)境污染。植物具有凈化空氣作用，通過培育觀賞植物進(jìn)行室內(nèi)空氣的凈化研究已成為研究的熱點(diǎn)。國外在這方面的研究相對較早，Wolverton B C 等[3～4]曾對廣東萬年青（Aglaonema modestum）等4種觀賞植物進(jìn)行苯脅迫的研究；Songj[5]和 Mullerrs等[6]也先后進(jìn)行了有關(guān)苯脅迫的試驗(yàn)研究。國內(nèi)多集中于對甲醛的研究[7～13]，對苯氣體脅迫的研究較少，陸長根等[14]對玉吊鐘（Kalanchoe fedtschenkoi）等4種室內(nèi)觀賞植物進(jìn)行的苯脅迫的研究，表明植物對苯脅迫能力具有顯著的差異。

現(xiàn)階段國內(nèi)外對龍舌蘭科苯氣體脅迫報(bào)道很少，為此，本研究以龍舌蘭科（Agavaceae）9種室內(nèi)觀賞植物為試材，進(jìn)行苯氣體脅迫試驗(yàn)，以期為龍舌蘭科觀賞植物在室內(nèi)吸收并且凈化苯氣體污染提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)于2013年5月在浙江理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，供試材料為龍舌蘭科9種常見室內(nèi)觀賞植物（表 1），取自杭州市園林綠化股份有限公司青山湖花園中心，在花園中心溫室中進(jìn)行正常的肥水養(yǎng)護(hù)管理，實(shí)驗(yàn)前3 d移入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，每種植物選規(guī)格、長勢相似的兩株，一株用作苯熏氣試驗(yàn)，另一株作為對照置于沒有苯氣體的熏氣室中。每組試驗(yàn)3重復(fù)。

表1 試驗(yàn)植物材料Table 1 Plant species for experiment

1.2 試驗(yàn)方法

參照Wolverton B C等[16]的封閉艙方法，用厚8 mm普通玻璃制成規(guī)格為0.7 m×0.7 m×1.8 m的密封艙，密封艙正中間位置開一口，接一根塑料管，用于測量苯濃度。密封艙內(nèi)部放一臺小型風(fēng)扇攪動(dòng)氣體，促進(jìn)注入苯液的揮發(fā)；置放一個(gè)溫度計(jì)，隨時(shí)監(jiān)測密封艙內(nèi)溫度的變化。每個(gè)熏氣箱內(nèi)放入生長情況一致的盆栽植物 1盆，為減少盆栽基質(zhì)的影響，用黑色塑料袋包住植物盆土并捆扎嚴(yán)實(shí)，避免對實(shí)驗(yàn)的影響。量取配置好的苯溶液5 uL，放入培養(yǎng)皿中，與植物同時(shí)放入密封艙內(nèi)，用透明膠及時(shí)密封。開啟小電風(fēng)扇吹風(fēng)1 h，待培養(yǎng)皿中的溶液完全揮發(fā)后，濃度在43.007 ～ 43.101 mg/m3，檢測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄檢測時(shí)間。以不放入植物的密封艙作為空白對照。

1.3 檢測方法

采用smart5000苯氣體檢測儀（北京泰華恒越科技發(fā)展有限公司研制）測定苯含量，每次實(shí)驗(yàn)3重復(fù)，以1 h艙內(nèi)濃度為初始濃度，每4 h測量密閉艙內(nèi)苯濃度，并記錄艙內(nèi)溫度及測量時(shí)間，并記錄拍照植物受損情況，24 h時(shí)艙內(nèi)濃度為終止?jié)舛取Ｓ梦捶胖参锏膶φ彰芊馀搩?nèi)苯含量變化進(jìn)行校正。

采用CI-203型葉面積儀測定植株的葉面積，用于計(jì)算單位葉面積植物凈化苯的能力。植物的凈化效果以單位時(shí)間內(nèi)單位葉面積凈化苯的量表示，即以單位葉面積吸收率來表示，單位為mg·h-1·m-2，其計(jì)算公式為：

2 結(jié)果與分析

2.1 凈化效果分析

對龍舌蘭科 9種室內(nèi)觀賞植物對苯的凈化效果測定表明（表2），被測的9種植物對苯均有一定的凈化作用，但是不同植物凈化苯的能力有所不同。單位葉面積凈化苯的能力以金邊虎尾蘭最強(qiáng)，達(dá)21.829 mg·h-1·m-2，最小是細(xì)葉百合竹為0.070 mg·h-1·m-2，單位葉面積凈化苯的能力大小，依次為金邊虎尾蘭 > 千年木 > 螺紋鐵 > 金心香龍血樹 > 長花龍血樹 > 朱蕉 > 青葉也門鐵龍 = 百合竹 > 細(xì)葉百合竹。

表2 24 h后植物對苯吸收效果Table 2 Removing benzene by different plants treated 24 hours later

從數(shù)值上看，植物單位葉面積吸收率苯的大小與葉面積存在一定的關(guān)系，即葉面積越大，單位葉面積吸收率越小，如細(xì)葉百合竹和百合竹的葉面積分別為11.279 6和11.315 0 m2，單位葉面積吸收率分別只為0.070 mg·h-1·m-2和

0.105 mg·h-1·m-2，而金邊虎尾蘭的葉面積只有0.105 2 m2，單位葉面積吸收率高達(dá)21.829 mg·h-1·m-2，呈現(xiàn)較明顯的負(fù)相關(guān)。但統(tǒng)計(jì)表明，單位葉面積吸收率與葉面積的相關(guān)系數(shù)r =-0.386 68，說明存在一定的相關(guān)性，但并不顯著。

2.2 吸收動(dòng)態(tài)分析

選取0 ～ 4、4 ～ 8、8 ～ 12、12 ～ 24 h四個(gè)時(shí)間段，檢測9種植物在0 ～ 24 h的凈化苯趨勢，結(jié)果如圖1。從圖1中可知，9種植物在不同的時(shí)間段植物凈化苯的速率不同。

金邊虎尾蘭、細(xì)葉百合竹凈化苯的變化趨勢相似，在0 ～ 12 h，密閉艙內(nèi)剩余苯濃度大小變化不明顯，在12 ～ 24 h，密閉艙內(nèi)剩余苯濃度迅速減小，植物吸收量最大。推斷，金邊虎尾蘭、細(xì)葉百合竹放入苯環(huán)境時(shí)，與其它7種植物相比，調(diào)節(jié)自身生理功能來適應(yīng)新環(huán)境所需要的時(shí)間較長，適應(yīng)新環(huán)境后凈化苯的能力才能更好的發(fā)揮。

在放有螺紋鐵的密閉艙中，苯濃度一直處于下降趨勢，吸收速率較穩(wěn)定。

長花龍血樹在12 ～ 24 h（20:00-8:00）、金心香龍血樹在8 ～ 12 h（16:00-20:00）密閉艙中苯濃度都有上升的趨勢。初步推斷，對于白天被植株吸收的苯，在夜間會有少量釋放的現(xiàn)象，初步推測可能是由于苯未被完全轉(zhuǎn)化，植株夜間通過呼吸作用或其它途徑將未轉(zhuǎn)化的苯放出。

千年木、百合竹凈化苯的變化曲線呈現(xiàn)水平趨勢，密閉艙中苯濃度變化較小，從整株植物凈化苯的效果來看，在24 h內(nèi)凈化苯的能力較差。

青葉也門鐵、朱蕉在12 ～ 24 h，密閉艙中苯濃度基本恒定不變，說明植物苯凈化量已與環(huán)境中苯釋放量達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。

從整株植物凈化苯的效果來看，24h凈化苯百分率大小依次為：長花龍血樹（40.3%）>螺紋鐵（39.22%）>細(xì)葉百合竹（33.59%）>金邊虎尾蘭（25.19%）>金心香龍血樹（22.23%）>青葉也門鐵（19.4%）>朱蕉（17.23%）>百合竹（8.5%）>千年木（6.65%）。

2.3 對外觀特性的影響

苯處理對龍舌蘭科9種室內(nèi)觀賞植物受害癥狀觀察結(jié)果如表3，龍舌蘭科9種植物在苯處理24h后，外觀沒有受到明顯的傷害，證明龍舌蘭科這9種植物對苯脅迫耐性較強(qiáng)。

試驗(yàn)結(jié)束后的植物進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)，14 d后，除了金心香龍血樹葉片出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)，細(xì)葉百合竹葉尖變褐色，其它植物依然生長狀態(tài)良好，葉片無不良表現(xiàn)。

表3 24 h后植物出現(xiàn)不同的受害表現(xiàn)Table 3 Morphological change of treated plants 24 hours later

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

（1）根據(jù)單位葉面積凈化苯的能力大小排序，依次為金邊虎尾蘭 > 千年木 > 螺紋鐵 > 金心香龍血樹 >長花龍血樹 > 朱蕉 > 青葉也門鐵龍 = 百合竹 > 細(xì)葉百合竹。其中金邊虎尾蘭單位葉面積吸收率高達(dá)21.829 mg·h-1·m-2，細(xì)葉百合竹只為0.070 mg·h-1·m-2。單位葉面積吸收率與葉面積存在一定的負(fù)相關(guān)性（r = -0.386 68），但并不顯著。

（2）從整株植物凈化苯的效果來看，24 h凈化苯百分率大小依次為長花龍血樹（40.3%）> 螺紋鐵（39.22%）> 細(xì)葉百合竹（33.59%）> 金邊虎尾蘭（25.19%）> 金心香龍血樹（22.23%）> 青葉也門鐵（19.4%）> 朱蕉（17.23%）> 百合竹（8.5%）> 千年木（6.65%）。在苯處理24 h后，外觀沒有明顯的傷害，證明龍舌蘭科9種室內(nèi)觀賞植物對苯脅迫耐性較強(qiáng)。

（3）9種植物在不同的時(shí)間段對苯的凈化速率不盡相同。金邊虎尾蘭和細(xì)葉百合竹在0 ～ 12 h變化不明顯，在12 ～ 24 h變化明顯。螺紋鐵在0 ～ 24 h間變化較穩(wěn)定。長花龍血樹和金心香龍血樹呈現(xiàn)白天下降、晚上適量釋放的態(tài)勢。千年木和百合竹在24 h內(nèi)變化較小，凈化苯的能力較差。青葉也門鐵和朱蕉當(dāng)12 ～ 24 h后基本恒定不變，達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。

3.2 討論

（1）不同植物對凈化苯的能力不盡相同，同一植物單位葉面積凈化苯能力與整株凈化苯能力也不存在相關(guān)性。因此在選擇植物時(shí)，不僅要選擇單位葉面積凈化率大的植物，還要考慮整株的凈化效率。

（2）植株經(jīng)過苯氣體脅迫，其受害程度可以直接從外觀上判斷，但有些植物受害癥狀是待以后才慢慢地表現(xiàn)出來。雖然本研究的9種植物對苯氣體均具有較強(qiáng)的耐性，但生理活性方面的理論依據(jù)尚且不足，有待進(jìn)一步研究。

（3）根據(jù)對龍舌蘭科9種室內(nèi)觀賞植物凈化苯效果的排序情況以及受害情況，凈化苯能力較大的金邊虎尾蘭，在受到苯脅迫時(shí)，外觀形態(tài)均生長良好，因此可優(yōu)先選擇金邊虎尾蘭。

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Removal of Benzene by 9 Species of Agavaceae

QIU Ying1，DING Xu-sheng1，YE Li-xia1，LU Xiao-zhen1，GAO Feng1，LU Shan2*（1. Hangzhou Landscaping Incorporated, Hangzhou 310020, China; 2. Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310032, China）

Experiments were conducted on removal of benzene by Dracaena angustifolia, D. deremensis ‘Compacta’, D. arborea, D. fragrans ‘Massangeana’, D. reflexa cv. Pusillifolia, D. reflexa, D. marginata, Cordyline fruticosa and Sanseviera trifasciata var. laurentii using gas fumigation chamber method. The results indicated that 9 species had the ability of removing benzene. S. trifasciata var. laurentii had the largest benzene removal amount by unit leaf area, and D. reflexa cv. pusillifolia the lowest. D. angustifolia had highest benzene removal rate by the whole plant (40.3%), while D. marginata the lowest (6.65%). The experiment result that there was no correlation between benzene removal ability with tolerance.

indoor ornamental plant; benzene; purification ability; tolerance

S718.51

B

1001-3776（2015）02-0074-04

2014-07-14；

2014-12-17

浙江省花卉新品種選育重大科技專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目（2012C12909）

邱影（1986-），女，安徽蚌埠人，助理工程師，碩士，從事園林植物栽培研究；*通訊作者。