三種耐蔭植物對室內(nèi)甲醛的吸收能力比較

蔡 能，王曉明，喬中全，李永欣，曾慧杰，劉思思，李衛(wèi)東

甲醛又名蟻醛、福爾馬林，是一種無色水溶液或氣體，有刺激性氣味。居室裝飾材料和家具中的膠合板、纖維板、刨花板等人造板材中含有大量以甲醛為主的脲醛樹脂，各類油漆、涂料中都含有甲醛。室內(nèi)空氣污染已成為多種疾病的誘因，新裝修的房間甲醛含量較高，是眾多疾病的主要誘因。甲醛對皮膚黏膜具有刺激作用，皮膚直接接觸甲醛可引起過敏性皮炎、色斑、壞死，吸入高濃度甲醛時可使呼吸道受到嚴重的刺激和出現(xiàn)水腫，誘發(fā)支氣管哮喘。甲醛還具有致突變作用，高濃度吸入時，可引起鼻咽腫瘤。2004年，世界衛(wèi)生組織確定甲醛為一類致癌物，認為甲醛與白血病間存著因果關(guān)系。隨著對居住環(huán)境和室內(nèi)空氣質(zhì)量的重視，人們開始尋找不同的途徑改善空氣質(zhì)量。甲醛的去除方法主要有物理方法和化學(xué)方法，多采用通風(fēng)、吸附劑和強氧化劑去除甲醛，但是這些方法都具有一定的局限性，而且使用強氧化劑很容易造成二次污染［1］。

用觀賞植物吸收室內(nèi)甲醛是既簡單又環(huán)保的去除甲醛方法。目前, 許多專家、學(xué)者對植物吸收甲醛的能力進行了研究。譬如，周曉晶等對吊蘭［2-4］、常春藤［5-6］、綠蘿［7-8］、萬年青［1,9］、驅(qū)蚊草［10］、蘆薈［11］、虎皮蘭［12-14］、空氣鳳梨［15］等草本植物的甲醛凈化效果進行了研究。歐堅泉還對柳葉榕、變?nèi)~木等木本觀賞植物進行了甲醛吸收能力研究［16］。這些研究采用的方法都是在密封容器內(nèi)進行甲醛熏蒸，僅有李俊霖、植俊寧、戰(zhàn)力和郭秀珠在房間進行了甲醛脅迫試驗［15,17-19］。本試驗選取人們常用的綠蘿和常春藤以及近年來市場上流行的松蘿 3 種耐蔭植物，在室內(nèi)模擬甲醛脅迫，比較其對甲醛的吸收率和吸收量及吸收速度，為評定植物凈化甲醛的能力和利用植物去除室內(nèi)甲醛提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 植物材料

以綠蘿（Epipremnum aureum）、常春藤（Hedera nepalensis var.sinensis (Tobl.) Rehd）、松蘿（Tillandsia usneoides‘Mexican Thick’）3 種植物為供試材料。綠蘿和常春藤購自長沙市紅星花卉市場，松蘿購自江蘇省句容市翔鑠農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。買回后養(yǎng)護 1～2 周，于 2016 年 9—10 月進行試驗。

1.2 試驗場所

試驗在湖南省林業(yè)科學(xué)院實驗中心進行。選擇一間南向密封性較好的房間作為試驗場所，測定房間體積，以自然光為照明，模擬自然室內(nèi)環(huán)境。

1.3 試驗方法

分別將 40 μL、80 μL 37%～40% 的甲醛溶液滴到濾紙上，置于房間中，讓其自然揮發(fā)，使房間內(nèi)甲醛濃度分別接近《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》（GB/T18883-2002）（下簡稱標準）的 5 倍和 10 倍。

準確測定房間中甲醛的起始濃度。將盆栽植物的盆以及基質(zhì)用塑料袋包住封口后再將其放入含有甲醛的房間內(nèi)，每種植物每次擺放 1 盆，分別于 12、24、48、72 h 測定房間中甲醛濃度，計算每種植物的甲醛吸收量。測定植物的葉面積，計算植物單位葉面積甲醛吸收量。試驗重復(fù) 3 次，計算平均值。

使用泰宜康室內(nèi)空氣污染物檢測儀（ZNSK-202K4 型）進行甲醛采樣和采用酚試劑法（GB/T 18204.26-2000）測定甲醛濃度。葉面積使用美國LI-COR 的 LI-3000C 便攜式葉面積儀測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)甲醛濃度的變化

表 1、圖 1 和圖 2 結(jié)果表明：3 種植物對甲醛的吸收能力有一定的差異。當(dāng)初始甲醛濃度較低時，在 12 h 時甲醛濃度下降最快，其中綠蘿組下降最快；之后甲醛濃度下降的速度減慢，到72 h 時，松蘿組甲醛平均下降了 0.413 mg/m3，綠蘿組甲醛平均下降了 0.40 mg/m3，常春藤組甲醛平均下降了 0.41 mg/m3。當(dāng)初始甲醛濃度較高時，12 h 內(nèi)甲醛濃度迅速下降，其中綠蘿組下降最快；在 12～24 h 之間，甲醛濃度下降速度減慢；24 h 之后，甲醛濃度下降速度又加快；到 72 h時，松蘿組甲醛平均下降了 0.80 mg/m3，綠蘿組甲醛平均下降了 0.83 mg/m3，常春藤組甲醛平均下降了 0.787 mg/m3。

表1 吸附不同時間后室內(nèi)甲醛濃度Tab.1 Formaldehyde concentrations of indoor after different adsorption period（mg/m3）

圖1 甲醛初始低濃度時室內(nèi)甲醛濃度變化Fig.1Formaldehyde concentration changes on low initial concentration

圖2 甲醛初始高濃度時室內(nèi)甲醛濃度變化Fig.2Formaldehyde concentration changes on high initial concentration

2.2 不同植物吸收甲醛的能力

由表 2 可見：當(dāng)甲醛初始濃度大約為標準的 5 倍時，到 72 h 后各組房間內(nèi)空氣中甲醛濃度均已達標。到 72 h 時，綠蘿的甲醛吸收率最高，為 89.59%；松蘿的甲醛吸收率最低，為 86.81%。單位葉面積的甲醛吸收量則以松蘿的最高，達到 71.98 mg/m2；綠蘿的最低，為 28.63 mg/m2。當(dāng)甲醛初始濃度大約為標準的 10 倍時，72 h 后各組房間內(nèi)空氣中甲醛濃度均還超標。到 72 h 時，甲醛吸收率最高的是綠蘿，為 86.15%；單位葉面積的甲醛吸收量最高的是松蘿，為 139.22 mg/m2。3 種植物的甲醛吸收率均隨著甲醛起始濃度的增加而減小，但單位葉面積吸收甲醛量隨著甲醛起始濃度的增加而增大，表現(xiàn)出松蘿＞常春藤＞綠蘿的規(guī)律。因此，判斷植物吸收甲醛能力的關(guān)鍵因素是單位葉面積吸收量。

表2 到72 h時3種植物的甲醛吸收量、吸收率和單位葉面積甲醛吸收量Tab.2 Absorptive amount, reduced rate and absorbed amount per unit leaf area of formaldehyde of 3 kinds of plants after 72 hours

由圖 3、圖 4 可知：在 2 種甲醛初始濃度下，3 種植物的甲醛吸收速度均隨著時間的增加而降低，且下降幅度均隨著時間的延長而降低。當(dāng)甲醛初始濃度大約為標準的 5 倍時，在 12 h 時，松蘿的甲醛吸收速度最大，為 3.09 mg/（m2·h），遠大于綠蘿的（1.89 mg/（m2·h））和常春藤的（1.41 mg/（m2·h））；隨后，3 種植物的甲醛吸收速度均下降，松蘿的甲醛吸收速度下降最快，其次為綠蘿的，常春藤的下降最慢；到 72 h 時，松蘿的甲醛吸收速度（1.0 mg/（m2·h））仍大于常春藤的（0.56 mg/（m2·h））和綠蘿的（0.40 mg/（m2·h））。當(dāng)甲醛初始濃度大約為標準的10 倍時，在 12 h 時，松蘿的甲醛吸收速度最大，為 3.38 mg/（m2·h），遠大于綠蘿的（2.55 mg/（m2·h））和常春藤的（2.15 mg/（m2·h））；隨后，3 種植物的甲醛吸收速度均下降，綠蘿的甲醛吸收速度下降最快，其次為松蘿，常春藤下降最慢；到 72 h 時，松蘿的甲醛吸收速度（1.93 mg/（m2·h））仍大于常春藤的（0.79 mg/（m2·h））和綠蘿的（1.02 mg/（m2·h））。不同甲醛初始濃度相比較，在高濃度時松蘿、常春藤、綠蘿的甲醛吸收速度均大于其在低濃度時的甲醛吸收速度。

圖3 低甲醛起始濃度時的吸收速度Fig.3 Absorption rate on low initial concentration

圖4 高甲醛起始濃度時的吸收速度Fig.4 Absorption rate on high initial concentration

3 結(jié)論與討論

松蘿、常春藤、綠蘿 3 種耐蔭植物對室內(nèi)甲醛均具有較好的吸收作用。當(dāng)甲醛初始濃度較低時，松蘿、常春藤、綠蘿的甲醛吸收率均要大于其在甲醛初始濃度較高時的甲醛吸收率。當(dāng)甲醛初始濃度較高時，松蘿、常春藤、綠蘿的單位葉面積甲醛吸收速度均要大于其在甲醛初始濃度較低時的單位葉面積甲醛吸收速度。

3 種植物的單位葉面積甲醛吸收速度隨著時間的增加而降低，均在 12 h 時吸收速度最大，隨后均隨著時間的延長吸收速度下降，且下降幅度也均逐步變小。單位葉面積甲醛吸收速度大小順序為松蘿＞常春藤＞綠蘿。

當(dāng)室內(nèi)甲醛初始濃度大約為標準的 5 倍時，72 h 后，單盆植株就能夠?qū)⒓兹舛葍艋羾覙藴室韵?。平均甲醛吸收率的大小順序為綠蘿（89.59%）＞常春藤（87.87%）＞松蘿（86.81%），單位葉面積吸收甲醛量的大小順序為松蘿（71.98 mg/m2）＞常春藤（40.15 mg/m2）＞綠蘿（28.63 mg/m2）。

當(dāng)室內(nèi)甲醛初始濃度大約為標準的 10 倍時，72 h 后，單盆植株不能將甲醛濃度凈化至國家標準以下。平均甲醛吸收率的大小順序為綠蘿（86.15%）＞松蘿（84.22%）＞常春藤（81.38%），單位葉面積吸收甲醛量的大小順序為松蘿（139.22 mg/m2）＞常春藤（73.45 mg/m2）＞綠蘿（56.87 mg/m2）。

令狐昱慰等的密封艙甲醛熏蒸試驗研究結(jié)果表明，常春藤的單位葉面積甲醛吸收能力要高于綠蘿［10］，但高海的研究結(jié)果是綠蘿的單位葉面積吸收甲醛量要大于常春藤［16］。本研究結(jié)果與令狐昱慰的基本一致。造成試驗結(jié)果不統(tǒng)一的原因可能是植物對有害氣體的吸收能力除了與葉面形態(tài)、粗糙度、葉片的著生角度和表面分泌物等有關(guān)外［20］，還與供試植物當(dāng)時的生理狀態(tài)有關(guān)。

本研究中松蘿具有很高的吸收能力，但此模擬環(huán)境下的單位葉面積吸收甲醛量要小于李俊霖的試驗結(jié)果［15］。

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