辦公場所5種典型綠化植物的負氧離子及空氣質(zhì)量差異變化

徐文俊 翁永發(fā) 廖榮俊 祝勁軍

摘 ? ?要：隨著室內(nèi)空氣質(zhì)量問題日趨嚴重，人們對辦公環(huán)境的健康性、環(huán)保性等要求也越來越高。本研究通過對室內(nèi)綠化植物釋放負離子的研究，篩選出辦公室內(nèi)環(huán)境綠化適宜的優(yōu)良釋氧保健植物，以期改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。研究結(jié)果表明：（1）從日均值、月均值來看，釋放負離子濃度由高到低的順序為墨蘭>金邊吊蘭>碰碰香>綠蘿>鵝掌柴。（2）在測定時間內(nèi)，辦公室內(nèi)放置綠化植物的負離子濃度普遍高于對照，日變化特征為上午8：00處于最高水平，其后逐漸下降，至12：00—14：00時段內(nèi)為較低值，隨后又小幅上升， 僅金邊吊蘭釋放負離子呈梯度逐漸下降趨勢;月變化特征為擺放金邊吊蘭和墨蘭的室內(nèi)負離子濃度全年均高于對照且差異較顯著，而擺放綠蘿、鵝掌柴和碰碰香的室內(nèi)負離子濃度與對照相比差異并不顯著。（3） 辦公室內(nèi)5種綠化植物釋放空氣負離子濃度的日均總體水平處于1 349～2 019個·cm-3，月均總體水平處于1 196～2 012個·cm-3，空氣負離子濃度等級均達到A級水平，即空氣質(zhì)量為最清潔程度。

關(guān)鍵詞：辦公場所;綠化植物;負氧離子;空氣質(zhì)量

中圖分類號：X173 ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.01.031

Differences of Negative Oxygen Ion and Air Quality of Five Typical Greening Plants in Office Space

XU Wenjun，WENG Yongfa，LIAO Rongjun，ZHU Jinjun

（Forestry Technology Popularization Station of Quzhou， Quzhou， Zhejiang 324002，China）

Abstract： As the indoor air quality is becoming more serious， people have higher requirements on the office environment， such as health and environmental protection. This study focused on improving the indoor air quality by the research of negative ions in indoor ornamental plants. The results showed that according to the day mean value and monthly mean value， the release of negative ion concentration from high to low in order were Cymbidium sinense> Phnom Penh Chlorophytum> Plectranthus hadiensis > Epipremnum aureum > Schefflera octophylla. During the period of determination， the negative ion concentration of office placed green plants was generally higher than that of the control， diurnal variation at 8：00 in the highest level， and gradually decreased thereafter， at 12： 00—14：00 to a low value， then rose slightly， only negative ion released by Phnom Penh Chlorophytum was gradually decreased; monthly variation was that indoor negative ion concentration of Phnom Penh Chlorophytum and Cymbidium sinense were higher throughout the year than that of control and had remarkable difference， while the negative ion concentration of Epipremnum aureum， Schefflera octophylla and Plectranthus hadiensis was not significant. In the office the average daily value of air negative ion concentration released by 5 species of ornamental plants were 1 349～2 019 cm-3， the overall level ?1 196 to 2 012 cm-3， air negative ion concentration levels have reached a level， that is， the air quality was the most clean degree.

Key words： office space;greening plants;aero-anions;air quality

辦公場所是以相對固定人群為主的室內(nèi)工作環(huán)境。當(dāng)前社會，上班族幾乎一天的三分之一都是在室內(nèi)度過的，對優(yōu)良辦公環(huán)境的要求也越來越高，而綠化植物在改善辦公環(huán)境方面有著重要的作用，尤其是植物釋放的負氧離子具有明顯的醫(yī)療保健作用，被譽為“空氣維生素和生長素”，是評價環(huán)境空氣質(zhì)量的重要指標[1-2]。近幾年關(guān)于室內(nèi)植物的研究主要集中在人體健康影響、凈化空氣、植物種類及應(yīng)用現(xiàn)狀和室內(nèi)植物景觀設(shè)計與應(yīng)用等相關(guān)方面[3-6]，而對室內(nèi)植物釋放負氧離子功能的時間動態(tài)變化及數(shù)量化研究較少。為此，本研究在相同空間內(nèi)對不同時間、不同條件組合下辦公場所5種典型綠化植物釋放空氣負離子濃度進行實地監(jiān)測，以期為室內(nèi)優(yōu)良綠化保健植物選擇、辦公場所生態(tài)綠化等提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究地概況

本研究于2014年9月—2015年8月在浙江省衢州市林業(yè)科學(xué)研究所實驗基地中進行。衢州市林業(yè)科學(xué)研究所實驗基地位于浙江省衢州市南部，原巨化農(nóng)場內(nèi)，地理位置為東經(jīng)118°56′20.72″、北緯28°52′2.15″，距衢州市城區(qū)20 km，距最接近的自然村500 m，現(xiàn)有育苗基地6.93 hm2，已經(jīng)完成水、電、路建設(shè)，建立辦公、實驗房面積600 m2，建成大棚3 168 m2、自動陰棚5 280 m2，繁育各類容器苗10萬多株。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 本研究地點設(shè)于衢州市林業(yè)科學(xué)研究所實驗基地內(nèi)的一間辦公室內(nèi)，面積有28 m2，室內(nèi)擺放有一張辦公桌，沿房間四周擺放5個木制花架用于放置綠化植物。因室內(nèi)光照少且不均勻，以常見和便于管理為原則，選取耐陰盆栽植物作為試驗監(jiān)測用，除放置不同植物外，室內(nèi)環(huán)境條件一致。每次監(jiān)測時在室內(nèi)放置12盆植物。試驗設(shè)置1個對照，對照的辦公室內(nèi)不放置植物。

1.2.2 試驗材料 選取天南星科等5個科中的綠蘿（Epipremnum aureum）等5種植物，檢測在自然環(huán)境下各植物釋放負離子的情況。用來測試的植物均在實驗基地培育1年以上，植物自身蓬型、高度和種植穴盆大小等參數(shù)基本相似。待測植物名錄見表1。

1.2.3 監(jiān)測方法 選取從辦公室門口至窗臺呈菱形分布的4個監(jiān)測點進行監(jiān)測，鑒于人們辦公時以坐著為主，儀器監(jiān)測高度定為距離地表1.2 m。在同一測點檢測相互垂直的4個方向，每個方向待顯示數(shù)值穩(wěn)定后取5個峰值讀數(shù)，最后取均值。取4個監(jiān)測點的平均值為某一種被監(jiān)測植物的最終數(shù)值。研究于2014年9月—2015月8月（每月1 d）進行，每月隨機選取無雨晴朗微風(fēng)或陰天的日子，在白天日常上班的時段（8：00—16：00）進行，每隔2 h監(jiān)測1次。并同步測定溫度、相對濕度指標。

1.2.4 監(jiān)測儀器 采用美國OMEGA-HH314A手持式溫濕度測量儀測定溫度、相對濕度指標，美國Epex便攜式大氣負（氧）離子監(jiān)測儀測定空氣負離子濃度。

1.2.5 統(tǒng)計分析 利用Microsoft Excel 和SPSS13.0統(tǒng)計分析軟件進行繪圖表和統(tǒng)計分析。

1.3 評價方法

目前，國內(nèi)外對空氣負離子的評價指標還沒有統(tǒng)一標準，人們一般采用日本學(xué)者安倍等（1980）的空氣質(zhì)量指數(shù)評價法提出的負氧離子系數(shù)及國內(nèi)學(xué)者石強等（2004）在安倍空氣離子評議模型的基礎(chǔ)上提出的森林空氣離子評價指數(shù)[7-11]。本研究以空氣負離子濃度為基本觀測指數(shù)，采用單極系數(shù)（q）和空氣質(zhì)量評價指數(shù)（CI）作為空氣質(zhì)量的評價指標[10]。

計算公式為：

q = n+/n-，CI = n- /（1 000×q）

式中n+為空氣正離子數(shù);n-為空氣負離子數(shù);q為單極系數(shù);CI為空氣質(zhì)量評價指數(shù)。單極系數(shù)q越小，表示負離子濃度比正離子濃度高得越多，對人體健康越有益[12]。按照空氣質(zhì)量評價指數(shù)可以將空氣質(zhì)量劃分為5個等級（表2）。

2 結(jié)果與分析

2.1 辦公室內(nèi)綠化植物釋放負離子濃度日變化特征

根據(jù)所測數(shù)據(jù)，繪制了辦公場所內(nèi)綠化植物釋放空氣負離子濃度日變化圖。由圖1可以看出，在測定時間內(nèi)對照的負離子濃度變化較為穩(wěn)定，最低值出現(xiàn)在10：00時段。試驗中每種室內(nèi)綠化植物的負離子濃度普遍高于對照，僅鵝掌柴12：00時段和碰碰香14：00時段的負離子濃度低于對照。試驗的5種盆栽綠化植物釋放負離子濃度隨時間的變化呈現(xiàn)出明顯的特征：一天中釋放負離子濃度在上午8：00處于最高水平，其后逐漸下降，至12：00—14：00時段內(nèi)為較低值，隨后又小幅上升， 只有金邊吊蘭釋放負離子濃度呈梯度逐漸下降趨勢。但由于僅對日常上班時段（8：00—16：00）內(nèi)的監(jiān)測，因此不能完全斷定上午8：00就是室內(nèi)植物釋放空氣負離子濃度最高的時段。以各時段植物釋放負離子濃度值的高低來分析，墨蘭和金邊吊蘭的濃度值較高，因其葉片呈針狀，具有尖端放電功能，在大氣電場的作用下，使空氣發(fā)生電離，增加空氣負離子的濃度[13-14]。蔣春等人[2]研究提出南京地區(qū)釋放空氣負離子濃度高的樹種有水杉、羅漢松、馬尾松等樹，這也進一步說明針狀葉片具有尖端放電功能從而增加空氣負離子濃度。

2.2 辦公室內(nèi)綠化植物釋放負離子濃度月變化特征

衢州市林業(yè)科學(xué)研究所實驗基地辦公室內(nèi)各監(jiān)測綠化植物釋放空氣負離子濃度的月變化情況（2014.09—2015.08）如圖2所示。5種被監(jiān)測綠化植物釋放空氣負離子濃度在不同月份有著明顯的變化，且月間變化規(guī)律各有不同。以每月的均值來看，擺放金邊吊蘭和墨蘭的室內(nèi)負離子濃度全年均高于對照，而擺放綠蘿、鵝掌柴和碰碰香的室內(nèi)負離子濃度與對照相比，呈相互交叉的變化趨勢，這與金邊吊蘭和墨蘭的葉片呈針狀而綠蘿、鵝掌柴和碰碰香的葉片為卵圓形有顯著的關(guān)系，說明葉片形狀對室內(nèi)負離子濃度高低產(chǎn)生明顯影響。從一年的時間來看，放置金邊吊蘭的室內(nèi)負離子最高值出現(xiàn)在10—11月，最低值為6—7月;放置墨蘭和碰碰香的室內(nèi)負離子最高值均出現(xiàn)在7月，其它各月份間的負離子濃度變化幅度不大，相對比較穩(wěn)定;放置鵝掌柴和綠蘿的室內(nèi)負離子濃度變化幅度大，隨月份的變化呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性：波谷和波峰交替出現(xiàn)的雙峰曲線。其中鵝掌柴的負離子波峰在2月、4月，波谷在11月、7月;而綠蘿的負離子波峰在2月、8月，波谷在4月。

2.3 空氣質(zhì)量等級評價

2.3.1 空氣負離子濃度總體水平 由表3、表4可知，放置綠化植物的辦公室內(nèi)空氣負離子濃度日均總體水平處于1 349～2 019個·cm-3，月均總體水平處于1 196～2 012個·cm-3。經(jīng)醫(yī)學(xué)研究證明，空氣負離子濃度達到700個·cm-3以上時，有益于人體健康，具有保健功能; 濃度達到10 000個·cm-3以上時，可以防治疾病[7]?？梢娹k公室內(nèi)的空氣負離子濃度均超過了700個·cm-3，已達到維護人體健康基本需求水平，非常有益于辦公時的身心健康?？諝庳撾x子濃度是評價空氣質(zhì)量的一個重要指標[15]。辦公室一天和一月內(nèi)空氣負離子濃度等級均達到A級水平，即空氣質(zhì)量為最清潔程度。

2.3.2 空氣質(zhì)量等級總體評價 表3結(jié)果顯示，辦公室內(nèi)CI的最低值出現(xiàn)在12：00時刻，其值為1.25; CI的最高值出現(xiàn)在10：00時刻，其值為1.97。綠色植物在光合作用下形成的光電效應(yīng)，會使空氣電離而產(chǎn)生負離子[16]。一天當(dāng)中，12：00時刻的氣溫相對最高、濕度相對最低，綠色植物因高溫、低濕引起一定程度的光合作用速率下降的光合“午休”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致室內(nèi)空氣負離子濃度相應(yīng)地降低。而10：00時刻的光照較為充足、相對溫度和濕度都較為適中。

表4結(jié)果顯示，辦公室內(nèi)CI的最低值出現(xiàn)在2014年11月，其值僅為1.05，這與實驗基地周邊村民焚燒秸稈、天氣干燥和植物光合作用弱等影響因素有關(guān)，導(dǎo)致空氣負離子濃度和空氣質(zhì)量的下降。CI的最高值出現(xiàn)在2015年4月份，其值為2.08。

3 結(jié)論與討論

對衢州市林業(yè)科學(xué)研究所實驗基地辦公室內(nèi)5種典型綠化植物空氣負離子及空氣質(zhì)量的研究結(jié)果表明：（1）從日均值、月均值來看，釋放負離子濃度由高到低的順序為墨蘭>金邊吊蘭>碰碰香>綠蘿>鵝掌柴。（2） 在測定時間內(nèi)，辦公室內(nèi)放置綠化植物的負離子濃度普遍高于對照，日變化特征為上午8：00處于最高水平，其后逐漸下降，12：00—14：00時段內(nèi)為較低值，隨后又小幅上升， 僅金邊吊蘭釋放負離子呈梯度逐漸下降趨勢;月變化特征為擺放金邊吊蘭和墨蘭的室內(nèi)負離子濃度全年均高于對照且差異較顯著，而擺放綠蘿、鵝掌柴和碰碰香的室內(nèi)負離子濃度與對照相比差異并不顯著。（3）辦公室內(nèi)5種綠化植物釋放空氣負離子濃度的日均總體水平處于1 349～2 019個·cm-3，月均總體水平處于1 196～2 012個·cm-3，均超過了700個·cm-3，已達到維護人體健康基本需求水平，非常有益于辦公時的身心健康。辦公室一天和一月內(nèi)空氣負離子濃度等級均達到A級水平，即空氣質(zhì)量為最清潔程度。

本研究中墨蘭和金邊吊蘭在釋放負離子濃度方面高于綠蘿、鵝掌柴和碰碰香，這與吳楚材等[17]在森林游憩區(qū)空氣負離子水平的研究中提出紅豆杉等純林中負離子濃度高于鵝掌楸等植物、吳際友等[18]對8 種園林樹種周圍空氣負離子水平進行的研究顯示羅漢松高于樂昌含笑以及陶寶先等[19]對南京地區(qū)4種林分進行研究測得負離子濃度馬尾松高于麻櫟的研究結(jié)果相符，這可能是因為植物的葉等組織分化成針狀結(jié)構(gòu)，這種曲率較小的針狀結(jié)構(gòu)，會發(fā)生“尖端放電”作用而誘導(dǎo)產(chǎn)生負離子[14]。由此可知，本試驗中墨蘭和金邊吊蘭是辦公室內(nèi)增加負氧離子、改善空氣質(zhì)量的理想植物。工作、生活中，也應(yīng)該選擇能釋放較多負氧離子的綠化植物用于裝飾、點綴室內(nèi)環(huán)境。

在放置室內(nèi)綠化植物時，實際辦公環(huán)境中往往不單單只放置上述單種植物，而是多種植物混合擺放。不同植物給人生理帶來的抑菌、活性、釋氧、降噪和滯塵功能又有所不同，如某種植物能夠抑殺細菌但不能吸收廢氣，而另一種植物能夠降噪但不能釋氧。因此配置具有多種功能集一體的多功能植物群落就更實用，并值得推廣運用。本次研究僅對白天8：00—16：00時段內(nèi)綠化植物釋放負離子濃度進行了監(jiān)測，遠遠難于滿足每天有60%～90%的時間生活在室內(nèi)的大部分人群的身體健康[20-21]，對綠化植物白天與晚上釋放負離子的差異化對比研究具有重要的現(xiàn)實意義。以后的研究將在以上幾個方面進一步深入。

參考文獻：

[1] 章志攀，俞益武，孟明浩，等.旅游環(huán)境中空氣負離子的研究進展[J].浙江林學(xué)院學(xué)報，2006，23（1）：103-108.

[2] 蔣春，程寧，黃利斌.優(yōu)良綠化保健植物選擇及群落模式配置[J].江蘇林業(yè)科技，2015，42（2）：26-32.

[3] 金荷仙，史琰，王雁.室內(nèi)植物對人體健康影響研究綜述[J].林業(yè)科技開發(fā)，2008，22（5）：14-18.

[4] 李靜濤，潘百紅，田英翠.室內(nèi)植物凈化空氣的研究概述[J].北方園藝，2010（11）：214-216.

[5] 將冬月，王曉玉，王予婧.北京深圳兩市室內(nèi)觀賞植物種類及應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011（11）：123-125，128.

[6] 劉志高，邵偉麗，張秀芬.上海市商業(yè)空間室內(nèi)植物景觀分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2012，51（8）：1622-1625，1635.

[7] 張建國，徐文俊，崔會平，等.柑橘純林空氣負離子水平初步研究[J].西北農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2012，27（3）：273-277.

[8] 崔會平，徐文俊.竹林空氣負離子濃度狀況及變化規(guī)律研究[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報，2012，2（1）：35-38.

[9] 石強，舒惠芳，鐘林生，等.森林游憩區(qū)空氣負離子評價研究[J].林業(yè)科學(xué)，2004，40（1）：36-40.

[10] 崔會平，張建國，徐文俊，等.竹群落空氣負離子及空氣質(zhì)量評價[J].福建林業(yè)科技，2013，40（4）：56-61.

[11] 潘劍彬，李樹華.北京城市公園綠地負氧離子效益空間格局特征研究[J].中國園林，2015（6）：100-104.

[12] 吳志萍，王成，許積年，等.六種城市綠地內(nèi)夏季空氣負離子與顆粒物[J].清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，47（12）：2153-2157.

[13] 李繼育.植物對空氣負氧離子濃度影響的研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2008.

[14] 章銀柯，王恩，林佳莎，等.城市綠地空氣負離子研究進展[J].山東林業(yè)科技，2009（3）：139-141.

[15] 張建國，俞益武，張明如，等.衢州七里旅游區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報，2007，22（4）：167-170.

[16] 徐猛，陳步峰，粟娟，等.廣州冒峰山林區(qū)空氣負離子動態(tài)及環(huán)境因子的關(guān)系[J].生態(tài)環(huán)境，2008，17（5）：1891-1897.

[17] 吳楚材，鄭群明，鐘林生.森林游憩區(qū)空氣負離子水平的研究[J].林業(yè)科學(xué)，2001，37（5）：75-81.

[18] 吳際友，程政紅，龍應(yīng)忠，等.園林樹種林分中空氣負離子水平的變化[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003，27（4）：78-80.

[19] 陶寶先，張金池.南京地區(qū)主要森林類型空氣負離子變化特征[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，36（2）：147-150.

[20] 李高陽，毛彥哲，趙輝，等.4種林分類型空氣負離子濃度日變化規(guī)律[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（6）：661-663，674.

[21] 吳仁燁，鄧傳遠，王彬，等.具備釋放負離子功能室內(nèi)植物的種質(zhì)資源研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27（8）：91-97.