魯敏,趙學(xué)明,丁珍,趙潔,景榮榮,高鵬
(1.山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部,山東濟(jì)南250101;2.山東建筑大學(xué)藝術(shù)學(xué)院,山東濟(jì)南250101)
9種室內(nèi)植物對(duì)苯污染凈化能力的研究
魯敏1,2,趙學(xué)明2,丁珍2,趙潔2,景榮榮2,高鵬2
(1.山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部,山東濟(jì)南250101;2.山東建筑大學(xué)藝術(shù)學(xué)院,山東濟(jì)南250101)
苯作為室內(nèi)“三大隱形殺手”之一,已嚴(yán)重威脅到人們的生命安全及健康。室內(nèi)植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)作為一種安全、穩(wěn)定、持續(xù)、高效的方法已經(jīng)成為室內(nèi)苯污染凈化修復(fù)的有效途徑和重要手段。室內(nèi)植物對(duì)苯污染的凈化能力是室內(nèi)苯污染的生態(tài)修復(fù)植物選擇的基礎(chǔ)依據(jù)。研究采用密閉熏氣法對(duì)9種室內(nèi)植物進(jìn)行不同濃度的苯脅迫實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)植物的苯凈化率、單位面積凈化量變化的綜合分析,并采用隸屬函數(shù)值法研究了9種室內(nèi)植物對(duì)苯污染的凈化能力。結(jié)果表明:植物種類(lèi)、苯濃度及兩因素的交互效應(yīng)對(duì)9種植物的苯凈化率、單位面積凈化量的影響均達(dá)極顯著水平,在15、30、60 mg/m3濃度苯脅迫下,白鶴芋對(duì)苯污染的凈化率最高,分別為65.98%、55.16%、38.41%,銀心吊蘭對(duì)苯污染的凈化率最低,分別為25.06%、16.57%、7.04%;金邊虎尾蘭對(duì)苯污染的單位面積凈化量最高,分別為3.9243、5.2936和5.3596 mg/(m2·h),銀心吊蘭對(duì)苯污染的單位面積凈化量最低,分別為0.6225、1.1146和1.2272 mg/(m2·h)。綜合評(píng)定結(jié)果表明9種室內(nèi)植物對(duì)苯污染凈化能力最強(qiáng)的是金邊虎尾蘭,其次為白鶴芋,最弱的是銀心吊蘭。
室內(nèi)植物;苯污染;凈化能力;密閉熏氣法
當(dāng)今人類(lèi)已經(jīng)進(jìn)入第三污染期——室內(nèi)化學(xué)污染期,苯作為室內(nèi)“三大隱形殺手”之一,具有很強(qiáng)的致癌性,已嚴(yán)重威脅到人們的生命安全及健康[1-5]。如何持久、安全、有效地凈化和控制室內(nèi)苯化學(xué)污染,已成為亟待解決的重大課題[6-8]。
室內(nèi)植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)作為一種安全、穩(wěn)定、持續(xù)、高效的方法已經(jīng)成為室內(nèi)苯污染凈化修復(fù)的有效途徑和重要手段[7-9]。室內(nèi)植物對(duì)苯污染的凈化率和單位面積凈化量可有效反映室內(nèi)植物對(duì)苯污染的凈化能力[10-13],室內(nèi)植物對(duì)苯污染的凈化能力是室內(nèi)苯污染的生態(tài)修復(fù)植物選擇的基礎(chǔ)依據(jù)[1,14-15]。目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于室內(nèi)植物對(duì)污染氣體凈化能力的研究主要集中于凈化率,且試驗(yàn)植物有限,從植物凈化率及單位面積凈化量綜合評(píng)價(jià)多種室內(nèi)植物對(duì)苯污染的凈化能力研究少見(jiàn)報(bào)道[1,7,9-11,14-15]。研究采用密閉熏氣法對(duì)吊蘭、金邊吊蘭、銀心吊蘭、吊竹梅、綠蘿、吸毒草、金邊虎尾蘭、白鶴芋、鳥(niǎo)巢蕨9種室內(nèi)植物進(jìn)行15.00、30.00、60.00 mg/m3等3種濃度的苯脅迫實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)植物凈化率、單位面積凈化量變化的綜合分析,并采用隸屬函數(shù)值法,研究9種室內(nèi)植物對(duì)苯污染的凈化能力,從而為室內(nèi)苯化學(xué)污染的生態(tài)修復(fù)植物的選擇及室內(nèi)植物修復(fù)配置模式的構(gòu)建提供基礎(chǔ)理論依據(jù)和指導(dǎo)。
1.1 試驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)于山東建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)植物(見(jiàn)表1)為:吊蘭、金邊吊蘭、銀心吊蘭、吊竹梅、綠蘿、吸毒草、金邊虎尾蘭、白鶴芋、鳥(niǎo)巢蕨,按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,分批選購(gòu)于濟(jì)南市解放橋花卉市場(chǎng)綠植大廳。
要求植物于同一環(huán)境下生長(zhǎng),狀態(tài)良好且長(zhǎng)勢(shì)株型一致;花盆材質(zhì)、大小完全一致,盆土性質(zhì)與用量相同。實(shí)驗(yàn)前將實(shí)驗(yàn)植物放置在實(shí)驗(yàn)室正常養(yǎng)護(hù)兩周,使其適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。
表1 植物選擇和編號(hào)
1.2 實(shí)驗(yàn)裝置
以Wolverton博士的實(shí)驗(yàn)裝置為參照[16]。利用3組規(guī)格為80 cm×80 cm×80 cm的玻璃熏氣箱,厚度為8 mm,材質(zhì)為普通玻璃;為防止熏氣箱漏氣,放入實(shí)驗(yàn)植物和試劑后立即用海綿膠帶密封頂蓋與箱體的接口,箱體其它連接處用玻璃膠密封,并涂少許凡士林;熏氣箱內(nèi)預(yù)留小風(fēng)扇(220 V,80 W),加快污染物揮發(fā)速度;控制室內(nèi)溫度為25℃,適宜光照和濕度;放置干濕溫度計(jì),觀測(cè)艙內(nèi)溫、濕度變化。
1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
設(shè)置15.00、30.00和60.00 mg/m33個(gè)苯濃度梯度,將9種實(shí)驗(yàn)植物隨機(jī)分組,分批次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),采用模擬艙密閉熏氣法處理實(shí)驗(yàn)植物。
在A、B、C組熏氣箱內(nèi)分別加入3種不同濃度的苯,不放入植物作為空白對(duì)照,密封箱體。靜置24 h后,用玻璃針筒分別在各個(gè)熏氣箱中抽取200 mL氣體于氣體采樣袋中,用Agilent 689 N氣相色譜儀測(cè)定苯氣體濃度,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。計(jì)算熏氣箱對(duì)苯的清除率。
在A、B、C組熏氣箱內(nèi)分別放入同種植物的三株植物,放入前擦拭植物葉片并晾干,將其盆土用聚乙烯薄膜包扎,分別加入3種不同濃度的苯,密封箱體。靜置24 h后,后續(xù)步驟同對(duì)照組處理,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,去除熏氣箱對(duì)苯的清除率;用紙樣稱(chēng)重法測(cè)定植物葉面積,計(jì)算植物對(duì)苯的凈化率和單位面積凈化量。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析和綜合評(píng)定
利用SPSS18.0和Excel軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行0.05水平的方差分析、多重比較(LSD)分析及差異顯著性檢驗(yàn)(齊次性檢驗(yàn))統(tǒng)計(jì)分析[17-22]。
采用隸屬函數(shù)值法綜合評(píng)定9種室內(nèi)植物對(duì)室內(nèi)苯污染的凈化能力,計(jì)算出各個(gè)因素在各種植物的隸屬函數(shù)值并累加求平均值[4,15]。凈化率和單位面積凈化量與植物的凈化能力呈正相關(guān),計(jì)算式(4)表示為
式中:U(Xab)為a植物b因素的隸屬函數(shù)值;Xab為a植物b因素的測(cè)定值;Xamin和Xamax分別為a植物b因素測(cè)定值的最小值和最大值。
2.1 9種室內(nèi)植物對(duì)室內(nèi)苯污染凈化率的研究
由公式(1)和(2)得出9種植物對(duì)不同濃度苯的清除率和凈化率,見(jiàn)表2。
表2 9種植物對(duì)不同濃度苯的凈化效果/%
將植物種類(lèi)和苯濃度作為兩個(gè)控制因素,對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物的不同濃度苯凈化率進(jìn)行雙因素方差分析,結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 9種植物對(duì)不同濃度苯的凈化率方差分析
從表3可以看出,植物種類(lèi)、苯濃度及兩因素的交互效應(yīng),對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物的苯凈化率的影響均達(dá)極顯著水平。F值3287.022>1305.613,說(shuō)明兩因素相比較而言,苯濃度對(duì)植物的苯凈化率的影響更顯著。
2.1.1 15 mg/m3濃度苯脅迫下植物凈化率
對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物在15 mg/m3濃度苯脅迫下的苯凈化率作植物種類(lèi)的單因素方差分析,結(jié)果見(jiàn)表4。
表4 15 mg/m3濃度苯脅迫下9種植物的凈化率方差分析
從表4可以看出,在15 mg/m3濃度苯脅迫下,9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的凈化率存在極顯著的差異。9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染凈化率的多重比較結(jié)果見(jiàn)表5。
表5 15 mg/m3濃度苯脅迫下9種植物的凈化率多重比較
多重比較結(jié)果表明:當(dāng)苯濃度為15 mg/m3時(shí),除吊竹梅(X4)與鳥(niǎo)巢蕨(X9)之間無(wú)顯著差異外,其它植物種類(lèi)對(duì)苯污染的凈化率存在極顯著差異。
在15 mg/m3濃度苯脅迫下,白鶴芋(X8)對(duì)苯污染的凈化率最高,為65.98%;金邊虎尾蘭(X7)次之,為64.12%;銀心吊蘭(X3)對(duì)苯的凈化率最低,為25.06%。
9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的凈化率按大小排序?yàn)椋喊Q芋(X8)>金邊虎尾蘭(X7)>鳥(niǎo)巢蕨(X9)>吊竹梅(X4)>綠蘿(X5)>吸毒草(X6)>吊蘭(X1)>金邊吊蘭(X2)>銀心吊蘭(X3)。
2.1.2 30 mg/m3濃度苯脅迫下植物凈化率
對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物在30 mg/m3濃度苯脅迫下的苯凈化率作植物種類(lèi)的單因素方差分析,結(jié)果見(jiàn)表6。
表6 30 mg/m3濃度苯脅迫下9種植物的凈化率方差分析
從表6可以看出,在30 mg/m3濃度苯脅迫下,9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的凈化率存在極顯著的差異。9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染凈化率的多重比較結(jié)果見(jiàn)表7。
表7 30 mg/m3濃度苯脅迫下9種植物的凈化率多重比較
多重比較結(jié)果表明:當(dāng)苯濃度為30 mg/m3時(shí),除金邊虎尾蘭(X7)與鳥(niǎo)巢蕨(X9)之間,吊蘭(X1)與吸毒草(X6)之間無(wú)顯著性差異,白鶴芋(X8)與鳥(niǎo)巢蕨(X9)之間差異顯著外,其它植物種類(lèi)對(duì)苯污染的凈化率存在極顯著差異。
在30 mg/m3濃度苯脅迫下,白鶴芋(X8)對(duì)苯污染的凈化率最高,為55.16%;鳥(niǎo)巢蕨(X9)次之,為52.10%;銀心吊蘭(X3)對(duì)苯的凈化率最低,為16.57%。
9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的凈化率按大小排序?yàn)椋喊Q芋(X8)>鳥(niǎo)巢蕨(X9)>金邊虎尾蘭(X7)>綠蘿(X5)>吊竹梅(X4)>吸毒草(X6)>吊蘭(X1)>金邊吊蘭(X2)>銀心吊蘭(X3)。2.1.3 60 mg/m3濃度苯脅迫下植物凈化率
對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物在60 mg/m3濃度苯脅迫下的 苯凈化率作植物種類(lèi)的單因素方差分析,見(jiàn)表8。
表8 60 mg/m3濃度苯脅迫下9種植物的凈化率方差分析
從表8可以看出,在60 mg/m3濃度苯脅迫下,9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的凈化率存在極顯著的差異。9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染凈化率的多重比較結(jié)果見(jiàn)表9。
表9 60 mg/m3濃度苯脅迫下9種植物的凈化率多重比較
多重比較結(jié)果表明:當(dāng)苯濃度為60 mg/m3時(shí),除白鶴芋(X8)與金邊虎尾蘭(X7)之間,吊蘭(X1)與吸毒草(X6)之間對(duì)苯的凈化率無(wú)顯著性差異,金邊虎尾蘭(X7)與鳥(niǎo)巢蕨(X9)之間差異顯著外,其它植物種類(lèi)對(duì)苯污染的凈化率存在極顯著差異。
在60 mg/m3濃度苯脅迫下,白鶴芋(X8)對(duì)苯的凈化率最高,為38.41%;金邊虎尾蘭(X7)次之,為36.68%;銀心吊蘭(X3)對(duì)苯的凈化率最低,為7.04%;
9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯凈化率按大小排序?yàn)榘Q芋(X8)>金邊虎尾蘭(X7)>鳥(niǎo)巢蕨(X9)>綠蘿(X5)>吊竹梅(X4)>吊蘭(X1)>吸毒草(X6)>金邊吊蘭(X2)>銀心吊蘭(X3)。
綜合3種濃度苯脅迫下9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯凈化率的總體效果表明:隨著苯濃度的升高,9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯的凈化率均呈下降趨勢(shì);凈化效果最好的植物是白鶴芋,其次為金邊虎尾蘭,銀心吊蘭凈化效果最差。
2.2 9種室內(nèi)植物對(duì)室內(nèi)苯污染單位面積凈化量的研究
由式(3)得出9種植物對(duì)不同濃度苯的單位面積凈化量見(jiàn)表10。
表10 9種植物對(duì)不同濃度苯的單位面積凈化量/(mg·m-2·h-1)
將植物種類(lèi)和苯濃度作為兩個(gè)控制因素,對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物的不同濃度苯單位面積凈化量進(jìn)行雙因素方差分析,結(jié)果見(jiàn)表11。
表11 9種植物對(duì)不同濃度苯的單位面積凈化量方差分析
從表11可以看出,植物種類(lèi)、苯濃度及兩因素的交互效應(yīng),對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物的苯單位面積凈化量的影響均達(dá)極顯著水平。F值60.938>40.938,說(shuō)明兩種因素相比較而言,植物種類(lèi)對(duì)植物的苯單位面積凈化量的影響更顯著。
2.2.1 15 mg/m3濃度苯脅迫下植物單位面積凈化量
對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物在15 mg/m3濃度苯脅迫下的苯單位面積凈化量作植物種類(lèi)的單因素方差分析,見(jiàn)表12。
表12 15 mg/m3濃度苯脅迫下9種植物的單位面積凈化量方差分析
從表12可以看出,在15 mg/m3濃度苯脅迫下,9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的單位面積凈化量存在極顯著的差異。9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染單位面積凈化量的多重比較結(jié)果見(jiàn)表13。
表13 15 mg/m3苯濃度下植物單位面積凈化量多重比較
多重比較結(jié)果表明:當(dāng)苯濃度為15 mg/m3時(shí),除鳥(niǎo)巢蕨(X9)、金邊吊蘭(X2)、吊蘭(X1)、銀心吊蘭(X3)相互之間,綠蘿(X5)與吊蘭(X1)、鳥(niǎo)巢蕨(X9)之間,吊竹梅(X4)與吸毒草(X6)之間無(wú)顯著性差異,綠蘿(X5)與銀心吊蘭(X3)、金邊吊蘭(X2)、吊竹梅(X4)、吸毒草(X6)之間,吸毒草(X6)與吊蘭(X1)、鳥(niǎo)巢蕨(X9)之間,白鶴芋(X8)與金邊虎尾蘭(X7)、吊竹梅(X4)之間差異顯著外,其它植物種類(lèi)對(duì)苯污染的單位面積凈化量存在極顯著差異。
在15 mg/m3濃度苯脅迫下,金邊虎尾蘭(X7)對(duì)苯的單位面積凈化量最高,為3.9243 mg/(m2·h);白鶴芋(X8)次之,為2.9907 mg/(m2·h);銀心吊蘭(X3)對(duì)苯的單位面積凈化量最低,為0.6225mg/(m2·h)。
9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯單位面積凈化量按大小排序?yàn)椋航疬吇⑽蔡m(X7)>白鶴芋(X8)>吊竹梅(X4)>吸毒草(X6)>綠蘿(X5)>鳥(niǎo)巢蕨(X9)>吊蘭(X1)>金邊吊蘭(X2)>銀心吊蘭(X3)。
2.2.2 30 mg/m3濃度苯脅迫下植物單位面積凈化量
對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物在30 mg/m3濃度苯脅迫下的苯單位面積凈化量作植物種類(lèi)的單因素方差分析,見(jiàn)表14。
表14 30 mg/m3濃度苯脅迫下9種植物的單位面積凈化量方差分析
從表14可以看出,在30 mg/m3濃度苯脅迫下,9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的單位面積凈化量存在極顯著的差異。9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染單位面積凈化量的多重比較結(jié)果見(jiàn)表15。
表15 30 mg/m3苯濃度下植物單位面積凈化量多重比較
多重比較結(jié)果表明:當(dāng)苯濃度為30 mg/m3時(shí),除吊蘭(X1)、綠蘿(X5)、金邊吊蘭(X2)銀心吊蘭(X3)、鳥(niǎo)巢蕨(X9)相互之間,吸毒草(X6)與鳥(niǎo)巢蕨(X9)、吊竹梅(X4)之間,金邊虎尾蘭(X7)與白鶴芋(X8)之間無(wú)顯著差異,吸毒草(X6)與銀心吊蘭(X3)、金邊吊蘭(X2)、綠蘿(X5)、吊蘭(X1)之間,吊竹梅(X4)與吊蘭(X1)、鳥(niǎo)巢蕨(X9)、白鶴芋(X8)之間差異顯著外,其它植物種類(lèi)對(duì)苯污染的單位面積凈化量存在極顯著差異。
在30mg/m3濃度苯脅迫下,金邊虎尾蘭(X7)對(duì)苯的單位面積凈化量最高,為5.2936 mg/(m2·h);白鶴芋(X8)次之,為4.6538mg/(m2·h);銀心吊蘭(X3)對(duì)苯的單位面積凈化量最低,為1.1146mg/(m2·h)。
9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯單位面積凈化量按大小排序?yàn)椋航疬吇⑽蔡m(X7)>白鶴芋(X8)>吊竹梅(X4)>吸毒草(X6)>鳥(niǎo)巢蕨(X9)>吊蘭(X1)>綠蘿(X5)>金邊吊蘭(X2)>銀心吊蘭(X3)。
2.2.3 60 mg/m3濃度苯脅迫下植物單位面積凈化量
對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物在60 mg/m3濃度苯脅迫下的苯單位面積凈化量作植物種類(lèi)的單因素方差分析,見(jiàn)表16。
表16 60 mg/m3濃度苯脅迫下9種植物的單位面積凈化量方差分析
從表16可以看出,在60 mg/m3濃度苯脅迫下,9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的單位面積凈化量存在極顯著的差異。9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染單位面積凈化量的多重比較結(jié)果見(jiàn)表17。
表17 60 mg/m3苯濃度下植物單位面積凈化量多重比較
多重比較結(jié)果表明:當(dāng)苯濃度為60 mg/m3時(shí),除銀心吊蘭(X3)、金邊吊蘭(X2)吸毒草(X6)、吊蘭(X1)之間,綠蘿(X5)與吊蘭(X1)、鳥(niǎo)巢蕨(X9)相互之間,吊竹梅(X4)與鳥(niǎo)巢蕨(X9)之間,金邊虎尾蘭(X7)與白鶴芋(X8)之間無(wú)顯著差異,綠蘿(X5)與銀心吊蘭(X3)、金邊吊蘭(X2)、吸毒草(X6)、吊竹梅(X4)之間,鳥(niǎo)巢蕨(X9)與吊蘭(X1)、金邊虎尾蘭(X7)、白鶴芋(X8)之間,吊竹梅(X4)與金邊虎尾蘭(X7)、白鶴芋(X8)之間差異顯著外,其它植物種類(lèi)對(duì)苯污染的單位面積凈化量存在極顯著差異。
在60 mg/m3濃度苯脅迫下,金邊虎尾蘭(X7)對(duì)苯的單位面積凈化量最高,為5.3596 mg/(m2·h);白鶴芋(X8)其次,為5.2414 mg/(m2·h);銀心吊蘭(X3)對(duì)苯的單位面積凈化量最低,為1.2272 mg/(m2·h)。
9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯單位面積凈化量按大小排序?yàn)椋航疬吇⑽蔡m(X7)>白鶴芋(X8)>吊竹梅(X4)>鳥(niǎo)巢蕨(X9)>綠蘿(X5)>吊蘭(X1)>吸毒草(X6)>金邊吊蘭(X2)>銀心吊蘭(X3)。
綜合3種濃度苯脅迫下9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯單位面積凈化量的總體效果表明:隨著苯濃度的升高,9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯的單位面積凈化量均呈下降趨勢(shì);凈化效果最好的植物為金邊虎尾蘭,其次為白鶴芋,銀心吊蘭凈化效果為最差。
2.3 9種室內(nèi)植物對(duì)室內(nèi)苯污染凈化能力的綜合評(píng)定
采用隸屬函數(shù)值法綜合評(píng)定9種室內(nèi)植物對(duì)室內(nèi)苯污染的凈化能力,9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的凈化率和單位面積凈化量隸屬函數(shù)值及其平均值見(jiàn)表18。平均值越大,表示植物對(duì)苯的凈化能力越強(qiáng)。
表18 9種植物對(duì)苯污染凈化能力的綜合評(píng)定
根據(jù)平均隸屬函數(shù)值綜合評(píng)定9種實(shí)驗(yàn)植物對(duì)苯污染的凈化能力大小排序?yàn)椋航疬吇⑽蔡m(X7)>白鶴芋(X8)>吊竹梅(X4)>鳥(niǎo)巢蕨(X9)>綠蘿(X5)>皺葉薄荷(X6)>吊蘭(X1)>金邊吊蘭(X2)>銀心吊蘭(X3)。
通過(guò)上述研究可知:
(1)植物種類(lèi)、苯濃度及兩因素的交互效應(yīng)對(duì)9種實(shí)驗(yàn)植物的苯凈化率、單位面積凈化量的影響均達(dá)極顯著水平;就兩種因素相比較而言,苯濃度對(duì)植物的苯凈化率影響更顯著,植物種類(lèi)對(duì)植物的苯單位面積凈化量影響更顯著。
(2)隨著苯濃度的升高,室內(nèi)植物對(duì)苯污染的凈化率均呈下降趨勢(shì)。
在15 mg/m3和60mg/m3濃度苯脅迫下,白鶴芋(X8)對(duì)苯污染的凈化率最高,分別為65.98%、38.41%;金邊虎尾蘭(X7)次之,分別為64.12%、36.68%;銀心吊蘭(X3)對(duì)苯污染的凈化率最低,分別為25.06%、7.04%。
在30 mg/m3濃度苯脅迫下,白鶴芋(X8)對(duì)苯污染的凈化率最高,為55.16%;鳥(niǎo)巢蕨(X9)次之,為52.10%;銀心吊蘭(X3)對(duì)苯污染的凈化率最低,為16.57%。
綜合3種濃度苯脅迫下9種室內(nèi)植物對(duì)苯凈化率的總體效果表明:白鶴芋對(duì)苯污染的凈化效果最好,銀心吊蘭最差。
(3)隨著苯濃度的升高,室內(nèi)植物對(duì)苯污染的單位面積凈化量均呈上升趨勢(shì)。
在15、30、60 mg/m3濃度苯脅迫下,金邊虎尾蘭(X7)對(duì)苯污染的單位面積凈化量最高,分別為3.9243、5.2936、5.3596 mg/(m2·h),凈化效果最好;白鶴芋(X8)次之,分別為2.9907、4.6538、5. 2414 mg/(m2·h);銀心吊蘭(X3)對(duì)苯污染的單位面積凈化量最低,分別為0.6225、1.1146、1.2272 mg/(m2·h),凈化效果最差。
(4)根據(jù)隸屬函數(shù)值法綜合評(píng)定9種室內(nèi)植物對(duì)苯污染凈化能力大小排序?yàn)椋航疬吇⑽蔡m(X7)>白鶴芋(X8)>吊竹梅(X4)>鳥(niǎo)巢蕨(X9)>綠蘿(X5)>皺葉薄荷(X6)>吊蘭(X1)>金邊吊蘭(X2)>銀心吊蘭(X3)。
[1] 魯敏,趙潔,馮蘭東,等.室內(nèi)苯污染的植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2013,28(6):551-556.
[2] Ohura T.,Amagai T.,Shen X.E.,et al..Comparative study on indoor air quality in Japan and China:Characteristicsof residential indoor and outdoor VOCs[J].Atmospheric Environment,2009,43(40):6352-6359.
[3] 劉雅棋,李振海.城市住宅室內(nèi)化學(xué)污染情況調(diào)查與分析[J].建筑節(jié)能,2013,41(1):33-37.
[4] 魯敏,趙學(xué)明,趙潔,等.室內(nèi)苯污染脅迫下植物抗性的研究進(jìn)展[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2013,28(5):457-463.
[5] 劉曉途,閆美霖,段恒軼,等.我國(guó)城市住宅室內(nèi)空氣揮發(fā)性有機(jī)物污染特征[J].環(huán)境科學(xué)研究,2012,25(10):1077-1084.
[6] 馬超.室內(nèi)空氣污染凈化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].環(huán)境工程,2011,29(S1):168-170.
[7] 何勤勤,周俊輝.盆栽植物對(duì)室內(nèi)甲醛空氣污染的凈化研究進(jìn)展[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2014,26(2):44-48.
[8] 王穎,張?jiān)迫?,何成明,?植物修復(fù)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)),2009,23(11):39-42.
[9] 孟國(guó)忠,季孔庶.室內(nèi)空氣污染的植物凈化研究概述[J].林業(yè)科技開(kāi)發(fā),2013,27(4):1-6.
[10]周茜茜,陳成廣,陳碧,等.3種室內(nèi)觀賞植物對(duì)苯污染凈化能力的研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,40(16):143-146.
[11]邱影,丁旭升,葉麗霞,等.龍舌蘭科9種觀賞植物對(duì)苯污染凈化能力的研究[J].浙江林業(yè)科技,2015,35(2):74-77.
[12]趙輝,郝振萍.苯污染對(duì)四種室內(nèi)觀葉植物光合作用的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,37(7):89-91.
[13]來(lái)伊楠,陳波,盧山.天南星科室內(nèi)觀賞植物對(duì)苯的凈化研究[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,33(2):280-284.
[14]魯敏,裴翡翡,劉順騰.室內(nèi)甲醛污染的植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2011,26(6):592-597,615.
[15]魯敏,劉順騰,趙潔.室內(nèi)化學(xué)污染氣體的植物監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2013,28(1):58-62.
[16]Wolverton B.C.,Wolverton J.D..Plants and soil microorganisms:removal of formaldehyde,xylene,and ammonia from the indoor environment[J].Journal of the Mississippi Academy of Sciences,1993,38(2):11-15.
[17]孫瑞蓮,張建,王文興.8種挺水植物對(duì)污染水體的凈化效果比較[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版),2009,44(1):12-16.
[18]安雪,李霞,潘會(huì)堂,等.16種室內(nèi)觀賞植物對(duì)甲醛凈化效果及生理生化變化[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2010,19(2):379-384.
[19]劉延賓,金幼菊.觀賞植物凈化甲醛能力與其葉片形態(tài)和光合特性的關(guān)系[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2009,9(3):48-52.
[20]田英翠,潘百紅,曹受金.八種室內(nèi)觀賞植物對(duì)甲醛的凈化效果研究[J].北方園藝,2011,34(2):82-84.
[21]陸長(zhǎng)根,盛寧,張衡鋒.4種室內(nèi)觀賞植物對(duì)苯氣體脅迫的反應(yīng)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(34):1486-1487.
[22]張衡鋒,陸小清,湯庚國(guó).苯脅迫下冬青屬植物葉片細(xì)胞ATPase活性動(dòng)態(tài)變化[J].林業(yè)科技開(kāi)發(fā),2010,24(4):61-63.
(校慶約稿)
山東建筑大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)科——魯敏教授
魯敏教授現(xiàn)任《山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)》主編、編輯部主任?,F(xiàn)為二級(jí)教授,享受?chē)?guó)務(wù)院政府特貼,山東省教學(xué)名師,碩士生導(dǎo)師、兼職博導(dǎo),校中青年學(xué)術(shù)骨干、風(fēng)景園林學(xué)科帶頭人,山東建筑大學(xué)首席崗教授,濟(jì)南市政協(xié)委員。
魯敏教授博士畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所,山東大學(xué)博士后?,F(xiàn)兼任:全國(guó)一級(jí)景觀設(shè)計(jì)師職業(yè)教材指導(dǎo)委員會(huì)專(zhuān)家、華東地區(qū)高等院校自然科學(xué)學(xué)報(bào)編輯協(xié)會(huì)常務(wù)理事、山東省生態(tài)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、山東省環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、山東省林木品種審定委員會(huì)委員、山東省高校學(xué)報(bào)研究會(huì)常務(wù)理事、山東省期刊協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)等職務(wù)。
多年來(lái)從事城市生態(tài)、風(fēng)景園林生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì),園林生態(tài)和環(huán)境保護(hù)等方面的研究,尤其是在生態(tài)園林與生態(tài)綠地系統(tǒng)、景觀生態(tài)規(guī)劃與生態(tài)修復(fù)、污染大氣和污水的植物凈化與修復(fù)及吸污防污植物的選擇與應(yīng)用、基于遙感和GIS技術(shù)的城市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究、森林城市及生態(tài)城市建設(shè)與規(guī)劃等方面都有創(chuàng)新并取得重要成果,形成了獨(dú)特的研究領(lǐng)域。由于對(duì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的突出貢獻(xiàn),2010年被中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)授予“全國(guó)優(yōu)秀環(huán)境科技工作者”稱(chēng)號(hào)。
近年來(lái)主持多項(xiàng)省部級(jí)以上的科研教學(xué)課題,取得獲獎(jiǎng)成果10余項(xiàng);撰寫(xiě)專(zhuān)著6部,主編了“十三五”規(guī)劃教材和“十二五”規(guī)劃5部;發(fā)表學(xué)術(shù)論文百余篇,其中:EI收錄9篇,CSSCI收錄5篇,2篇被CA(美國(guó)化學(xué)文摘)收錄。主持完成了山東建筑大學(xué)新校區(qū)園林景觀總體規(guī)劃等數(shù)十項(xiàng)園林景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目。
Research on purification capacity of nine kinds of indoor plant against benzene pollution
Lu Min1,2,Zhao Xueming2,Ding Zhen2,et al.
(1.Editorial Department of Journal of Shandong Jianzhu University,Jinan 250101,China;2.School of Art,Shandong Jianzhu University,Jinan 250101,China)
Benzene,one of the three indoor invisible killers,has badly threatened life safety and health of people.Indoor plant ecological restoration technology,as a secure,stable,sustainable and efficientmethod,has become an effective way and importantmeans of purification and restoration of indoor benzene.Purification capacity of indoor plantagainst benzene pollution is the base for selection of ecological restoration plant of indoor benzene pollution.The research does the experiments with different concentrations of benzene stress for 9 indoor plants with airtight fumigation method,studies purification capacity of 9 indoor plants against benzene pollution by comprehensively analyzing the change of purification rate and purification amount per unit area of the experimental plants against benzene pollution with themethod of subordinate function values.The results show that plant species and benzene concentration and their synergy significantly affect purification rate and purification amount per unit area of9 plants against benzene pollution.Spathiphyllum floribundum has the highest purification rate against benzene pollution under benzene stress of 15 mg/m3,30 mg/m3and 60 mg/ m3,which respectively is 65.98%,55.16%and 38.41%,Chlorophytum capense var.vttatum,the lowest,which respectively is 25.06%,16.57%and 7.04%;Sansevieria trifasciata var.laurentiihas the highest purification amount per unit area against benzene pollution,which respectively is 3.9243,5.2936 and 5.3596 mg/m2·h,Chlorophytum capense var.vttatum,the lowest,which respectively is 0.6225,1.1146 and 1.2272 mg/m2·h.The result of comprehensive assessment shows that the indoor plant with the strongest purification capacity against benzene pollution is Spathiphyllum floribundum,followed by Sansevieria trifasciata var.laurentii,that with the weakest purification capacity is Chlorophytum capense var.vttatum.
indoor plant;benzene pollution;purification capacity;airtight fumigation method
X171.4,X173
A
1673-7644(2016)06-0527-09
2016-10-19
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(20337010);住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技計(jì)劃項(xiàng)目(2012-K6-5);山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科技計(jì)劃項(xiàng)目(2011YK046)
魯敏(1963-),女(滿(mǎn)族),教授,博士,主要從事室內(nèi)外污染氣體和污水的植物凈化與生態(tài)修復(fù)技術(shù)及吸污防污植物的選擇與應(yīng)用等方面的研究.E-mail:lumin@sdjzu.edu.cn