巢蕨與綠蘿對室內(nèi)環(huán)境凈化效益的比較研究

方戌元+郗金標(biāo)

摘 要：以鳥巢蕨（Neottopteris nidus）和綠蘿（Scindapsus aureus）為參試植物，設(shè)置了參試鳥巢蕨、綠蘿、活性炭和空白4種處理，采用密閉玻璃箱模擬室內(nèi)環(huán)境的方法，研究了不同處理對甲醛和TVOC的吸收凈化效果，結(jié)果表明：（1）對甲醛的凈化效果：鳥巢蕨、綠蘿>活性炭>空白，鳥巢蕨對甲醛的平均吸收率為98.50%，綠蘿為97.76%，活性炭為87.70%。（2）對TVOC的凈化效果：鳥巢蕨、綠蘿>活性炭>空白，鳥巢蕨對TVOC的平均吸收率為79.35%，綠蘿為77.14%，活性炭為63.46%。（3）鳥巢蕨和綠蘿對甲醛和TVOC有明顯凈化效果，兩種植物之間的凈化效果無明顯差異，但是比活性炭的凈化效果強(qiáng)。（4）4個試驗箱中的PM2.5、溫度、濕度變化均不明顯，受外界因素影響較大。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)環(huán)境；鳥巢蕨；綠蘿；凈化作用

中圖分類號：TU831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0003-03

隨著科技的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對于自身健康問題越來越關(guān)注，對生活環(huán)境、工作環(huán)境、學(xué)習(xí)環(huán)境等的空氣污染問題也十分看重。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，室內(nèi)空氣污染會對人體健康產(chǎn)生一些負(fù)面的影響[1]。因此，室內(nèi)環(huán)境與健康問題已成為公眾矚目的新熱點[2]。目前室內(nèi)環(huán)境污染的治理技術(shù)主要有活性炭吸附法、光催化法、負(fù)離子凈化法、光觸媒技術(shù)等[3]，雖然這些方法可以短時間去除室內(nèi)的污染氣體，但是這些方法還存在一定的副作用[4]，相比于這些具有不安定因素的凈化方法，植物凈化的方法引起了人們的高度重視，植物不僅能有效地凈化空氣，還兼具觀賞價值和安全性等特點的。本試驗采用的是對室內(nèi)環(huán)境有一定凈化效果的鳥巢蕨和綠蘿為試驗材料，研究其對室內(nèi)環(huán)境的改善作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗于2017年2月下旬在上海商學(xué)院徐匯校區(qū)進(jìn)行，試驗以長勢良好，體量大致相同的綠蘿和鳥巢蕨為參試植物；活性炭和空白為對照；污染源為指甲油和甲醛溶液；試驗設(shè)備箱為40cm×40cm×40cm的密閉透明玻璃裝置（試驗箱頂部可以移動）。

1.2 試驗儀器

試驗使用的是BGFM-08型甲醛分析儀和BGAM-02TVOC測試儀，這兩個儀器主要用來測定試驗設(shè)備箱中的甲醛、TVOC、PM2.5的濃度，以及溫濕度。

1.3 試驗流程

經(jīng)過預(yù)實驗，判斷出植物和污染源的放置方式和先后順序，以及植物12h能夠吸收污染源的最大程度，以此來確定污染源的最適濃度，為之后的正式試驗打下基礎(chǔ)。

試驗將鳥巢蕨和綠蘿分別放置于1、2號設(shè)備箱，在3號設(shè)備箱放置50g活性炭，均勻鋪平，使其吸收面積盡量和植物材料一致，4號箱為空白對照組；然后分別在4個小鐵桶中注入2ml，濃度為10%的甲醛溶液，并均勻地在小鐵桶內(nèi)壁涂上5mm×10mm的指甲油；最后將4個裝有污染源的小鐵桶分別放入4個設(shè)備箱的同一位置，蓋上頂端玻璃蓋，讓其揮發(fā)1h后，拿出污染源，并用手輕輕扇動使污染源分布均勻，隨即依次測定各密封箱內(nèi)的甲醛濃度、揮發(fā)性有機(jī)物濃度等各項指標(biāo)，以此作為初始濃度，并記為X0，關(guān)閉測定箱，之后每三個小時測定一次（試驗時間是8：00-21：00，將9：00讀取初始數(shù)據(jù)的時間記錄為0h，以此類推，讀取數(shù)據(jù)的時間依次記為3h、6h、9h、12h）。重復(fù)三天試驗，得到所需的實驗數(shù)據(jù)。試驗流程，如圖1所示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用相對吸收率來計算4種處理對污染源的吸收效率，計算公式為（X0-Xi）/X0*100%（i=1，2，3，4）。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物不同處理對甲醛的凈化效果

對4種不同處理在12h內(nèi)甲醛吸收凈化效果進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出，4種不同處理以鳥巢蕨和綠蘿對甲醛的吸收率最高，兩種植物的吸收率幾乎是重疊的，差異不明顯；在0h-3h之間，活性炭與兩種植物對甲醛的吸收效率幾乎沒有差異，但3h之后，植物的吸收效率明顯高于活性炭，鳥巢蕨對甲醛的吸收率分別為94.99%、97.24%、98.50%，綠蘿對甲醛的吸收率分別為95.11%、96.74%、97.76%，活性炭對甲醛的吸收率分別為83.60%、85.49%、87.70%，鳥巢蕨和綠蘿對甲醛的平均吸收率比活性炭高11.13%，說明植物對甲醛的吸收更持久，植物可通過自身的同化作用將污染物分解、吸收并利用，活性炭吸收了一定量的污染物后，可能達(dá)到了飽和狀態(tài)，導(dǎo)致之后吸收污染物的速率下降，相比于活性炭只能靠物理吸附來凈化污染物，植物可以代謝、同化、分解污染物，并且植物能持續(xù)有效的凈化空氣中的污染物，而空白對照的吸收效率一直最低。

鳥巢蕨的回歸方程為y=0.205x+0.1449，綠蘿為y= 0.2041x+0.1434，活性炭為y=0.183x+0.1205，空白對照為y=0.205x-0.1207，從回歸線上也可看出，鳥巢蕨與綠蘿對甲醛的吸收效果比活性炭好。

進(jìn)一步方差分析表明，不同處理對甲醛的吸收效果沒有顯著差異（表1、表2）。

2.2 植物不同處理對TVOC的凈化效果

對4種不同處理在12h內(nèi)TVOC吸收凈化效果進(jìn)行分析，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可以看出，4種不同處理以鳥巢蕨和綠蘿對TVOC的吸收率最高，兩種植物的吸收率幾乎是重疊的，差異不明顯；在0h-3h之間，活性炭與兩種植物對TVOC的吸收效率幾乎沒有差異，但3h之后，植物的吸收效率明顯高于活性炭，鳥巢蕨對TVOC的吸收率分別為57.21%、66.17%、79.35%，綠蘿對TVOC的吸收率分別為61.11%、66.67%、77.14%，活性炭對TVOC的吸收率分別為49.68%、51.92%、63.46%，鳥巢蕨和綠蘿對TVOC的平均吸收率比活性炭高12.92%，9h前植物和活性炭對TVOC的吸收率明顯高于空白對照，活性炭對TVOC的平均吸收率比空白對照高9.56%，但9h后空白對照的吸收率高于活性炭，空白對照對TVOC的平均吸收率比活性炭對照高4.09%一方面可能由于經(jīng)過9h的吸收，活性炭試驗箱里的污染物濃度較低，活性炭也達(dá)到了飽和，還可能由于此時室內(nèi)的溫度較高導(dǎo)致吸附在活性炭上的污染物釋放出一部分，就導(dǎo)致9h后空白對照比活性炭吸收效率高，說明活性炭的對污染物的吸收程度還與溫度有關(guān)，不如植物穩(wěn)定。另一方面可能是儀器精度的問題和測量的誤差，需要后續(xù)的學(xué)者進(jìn)行進(jìn)一步的研究。endprint

鳥巢蕨的回歸方程為y=0.1766x-0.0279，綠蘿為y= 0.1709x-0.003，活性炭為y=0.1359x+0.0083，空白對照為y=0.1702x-0.1384，從回歸線上也可看出，鳥巢蕨與綠蘿對TVOC的吸收效果比活性炭好。

進(jìn)一步方差分析表明，不同處理對TVOC的吸收效果沒有顯著差異（表3、表4）。

2.3 植物對甲醛和TVOC的凈化效果比較

對鳥巢蕨和綠蘿凈化甲醛和TVOC的能力進(jìn)行分析，結(jié)果如圖4、圖5所示。

由圖4和圖5可以看出，鳥巢蕨和綠蘿對甲醛的吸收效果明顯比TVOC好，對甲醛的平均吸收率比TVOC高32.24%。

對鳥巢蕨和綠蘿凈化甲醛和TVOC的能力差異進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明兩種植物對甲醛和TVOC的吸收效果沒有顯著差異（表5、表6）。

綜上所述，鳥巢蕨和綠蘿對甲醛的吸收效果明顯比TVOC好，但效果不顯著。TVOC是一種組合污染毒氣，它包括的內(nèi)容很多，可能植物只能吸收其中的一部分，不能完全將其吸收，所以相比于單一的甲醛來說，植物對TVOC的吸收效果差一些。

3 結(jié)論與建議

由上述的結(jié)果分析可以看出，鳥巢蕨、綠蘿和活性炭對甲醛和TVOC都有明顯的吸收效果，但效果均不顯著。在吸收甲醛方面，鳥巢蕨、綠蘿>活性炭，鳥巢蕨和綠蘿沒有明顯的差異；在吸收TVOC方面，鳥巢蕨、綠蘿>活性炭，鳥巢蕨和綠蘿也沒有明顯的差異。與活性炭的物理凈化相比，植物凈化更具有生態(tài)性和觀賞性，更具有持久、安全、經(jīng)濟(jì)的特點。在選擇植物方面，鳥巢蕨和綠蘿都屬于觀葉的耐陰性植物，具有較高的觀賞價值[5，6]，通過本試驗證明兩者對室內(nèi)空氣凈化效果無明顯差異，因此，可以根據(jù)自己的個人喜好選擇植物。

受到試驗條件的限制，在試驗過程中，由于讀取數(shù)據(jù)，試驗箱中的污染源會有一部分泄露出來，就會導(dǎo)致空白對照箱內(nèi)的污染源濃度也會下降，另外，受外界環(huán)境和試驗時間的影響，試驗箱內(nèi)的PM2.5濃度和溫濕度變化不明顯。建議后續(xù)研究的學(xué)者選擇密閉性較好的試驗裝置，將試驗的時間拉長，分析出來的數(shù)據(jù)可能會更加明顯；有條件的話，可使用精度差不多的儀器放置在各個試驗箱中，不將其拿出，減少開合試驗箱的過程中污染源逸出的可能性，試驗數(shù)據(jù)將更加準(zhǔn)確。

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