（生态学专业论文）室内甲醛污染的植物响应、监测与净化.pdf

室内甲醛污染的植物响应、监测与净化 摘要 甲醛是装修后室内空气中主要污染物之一，对室内环境和人体健康影响 较大。本文在对室内空气甲醛污染状况进行调查的基础上，系统地研究了 植物对甲醛污染的形态学、细胞学及生理生化响应，并对几种植物对甲醛 的净化能力和监测应用进行了研究，主要结论如下： 1 问卷调查和现场检测结果表明，南宁市建筑在装修后室内空气存在 甲醛污染问题，其中被现场检测的广西大学5 问办公室和8 问实验室甲醛 平均浓度在装修6 个月后和1 年后分别为o 1 1 9m g m 3 , 0 1 0 8m gm 3 和0 0 9 1 m g m 3 、0 0 8 3m g m 3 ，且室内甲醛污染主要来自装修材料及家具。 2 当甲醛浓度为5 6 9 8 - 4 - 0 1 1 0m g m 3 2 8 4 9 士0 2 1 6r n g m 3 时，部分植 物嫩叶出现褐斑点受害症状，且随着处理时间的延长斑点扩展至整个叶片 及老叶；经甲醛( 浓度为2 8 4 9 - 4 - 0 1 1 0 m g m 3 和5 4 9 1 士0 1 1 8 m g m 3 ) 污染后， 蚕豆叶片气孔长度和宽度都较对照有不同程度地变小；黄素梅、羊蹄甲、 吊兰、芦荟，虎耳兰、金边吊兰、密叶蔓绿绒等7 种植物叶片c a t 、p o d 活性出现明显的变化，在处理时间范围内均有峰值出现；m d a 含量较对 照升高。 3 黄素梅、羊蹄甲在甲醛浓度为5 6 9 8 土0 1 1 0m g m 3 、处理1 2 h 就表 现出典型的受害症状，因此可以选用黄素梅、羊蹄甲两种植物的当年生枝 条来监测甲醛污染；当甲醛浓度为2 8 4 94 - o 1 1 0 m g m 3 和5 , 4 9 1 4 - 0 1 1 8 m g m 3 时，两种蚕豆根尖微核千分率最高分别1 0 4 1 - 4 - 0 5 4 、6 3 6 士0 4 0 和1 0 9 9 4 - 0 4 3 、 9 1 0 士o 3 2 。蚕豆根尖微核千分率( m c n ) 与甲醛浓度与有剂量关系，蚕 豆根尖微核法也可用来监测甲醛污染。 4 吊兰、芦荟、虎耳兰、金边吊兰、密叶蔓绿绒等5 种室内种植物均 可净化甲醛污染。吊兰和金边吊兰对甲醛的吸收净化能力强，密叶蔓绿绒 次之，芦荟及虎耳兰的净化能力较差，但吊兰在受甲醛污染2 4 h 后就开始 出现伤斑，且随着处理时间的延长，伤斑逐渐增多。 5 本文的创新点在于首次系统研究了植物对甲醛污染的形态学、细胞 学及生理生化响应，并将敏感植物应用到甲醛污染监测。 关键词：室内空气甲醛污染植物响应微核监测净化 r e s p o n d e n c e ，m o n i t o r i n g a n dp u r i f i c a t i o no f p l a n t st of o r m a d e h y d ep o l l u t i o n a b s t r a c t f o r m a l d e h y d e ，w h i c hi s o n eo ft h em a i na i rp o l l u t i o n si nt h en e w l y d e c o r a t e dh o u s e s ，w o u l dh a v em u c hi n f l u e n c eo ni n d o o re n v i r o n m e n tq u a l i t y a n dh u m a nh e a l t h t h em o r p h o l o g i c a lr e s p o n d e n c e ，c y t o l o g i c a lr e s p o n d e n c e a n db i o c h e m i c a lr e s p o n d e n c eo fp l a n t st of o r m a l d e h y d ep o l l u t i o nb a s e do nt h e i n v e s t i g a t i o no ff o r m a l d e h y d ep o l l u t i o nc o n d i t i o ni ni n d o o ra i rw e r ea l ls t u d i e d i nt h i sa r t i c l es y s t e m i c a l l y t h ep u r i f i c a t i o na b i l i t ya n dm o n i t o r i n go fp l a n t st o f o r m a l d e h y d ep o l l u t i o nw e r es t u d i e dt o o t h e m a i nr e s u l t sw e r e ： 1 t h er e s u l t so fi n v e s t i g a t i o ni n d i c a t e dt h a tt h e r ew a sf o r m a l d e h y d e p o l l u t i o ni ni n d o o ra i ro fn e w l y - d e c o r a t e db u i l d i n g si nn a n n i n g a m o n g t h o s e b u i l d i n g s ，t h ef o r m a l d e h y d ea v e r a g ec o n c e n t r a t i o n so ff i v e o f f i c e sa n de i g h t l a b so fg u a n g x iu n i v e r s i t yw e r e0 1 1 9m g m 3 ，o 1 0 8m g m 3a n d0 0 9 1m g m 3 ， 0 0 8 3m g m 3a f t e rt h eb u i l d i n g sw e r ed e c o r a t e ds i xm o n t h so ro n ey e a r t h e r e s u l t sa l s oi n d i c a t e dt h a tt h es o u r c e so fi n d o o rf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o nw e r e m a i n l yf r o md e c o r a t i o nm a t e r i a l sa n d f u r n i t u r e 2 i n j u r ys y m p t o mo f b r o w ns p o t sa p p e a r e d o ns o m ey o u n gl e a v e sw h e nt h e “ c o n c e n t r a t i o n so ff o r m a l d e h y d ew e r e5 6 9 8 士0 1 1 0m g m 3 - 2 8 4 9 4 - 0 2 1 6m g m 3 ， a n ds p o t se x p a n d e dw i t ht h ee x t e n s i o no fe x p o s u r et i m e a f t e rt h e yw e r e p o l l u t e db yf o r m a l d e h y d eo f w h i c ht h ec o n c e n t r a t i o n sw e r e2 8 4 9 i 0 110 m g m 3 a n d5 4 9 t 士0 1 1 8 m g m 3 t h e i rl e n g t ha n dw i d t ho fh c i a 丘b as t o m aw e r es m a l l e r t h a nt h a to ft h ec o n t r 0 1 c a ta n dp o d a c t i v i t i e so fs e v e ns p e c i e sp l a n t si e d u r a n t ar e p e n se v g o l d e n l e a v e s ，b a u h i n i av a r i e g a t e ，c h l o r o p h y t u mc o m o s u m ， a l o ev e r av a tc h i n e n s i s ，h a e m a n t h u sa l b i f l o s ，c h l o r o p h y t u m c o m o s u m v a r i e g a t u mh o r ta n d p h i l o d e n d r o nc v t e m p a t a t i o nh a do b v i o u sp e a kd u r i n gt h e t i m eo ft h ee x p e r i m e n t ，a n dm d a c o n t e n t so fp l a n t sm e n t i o n e da b o v ew a s h i g h e rt h a nt h a to f c o n t r 0 1 3 t h es p r o u t so fd u r a n t ar e p e n se v g o l d e n l e a v e sa n db a u h i n i av a r i e g a t e c a nb eu s e dt om o n i t o rf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o nf o rt h e yh a dt y p i c a l u r y s y m p t o mw h e nt h ec o n c e n t r a t i o no ff o r m a l d e h y d ew a s 5 6 9 8 士0 110m g m 3a n d t h e e x p o s e d t i m ew a s1 2 h w h e nf o r m a l d e h y d e c o n c e n t r a t i o n sw e r e 2 8 4 9 土0 1 l o m g m 3 a n d5 4 9 1 士0 1 1 8 m g m 3 ，t h e m a x m c n 。o f t w ob r o a d b e a n s r o o tr i dw e r e1 0 4 1 4 - 0 4 3 0 , 6 3 6 4 - 0 4 0 0 a n d 1 0 9 9 士0 4 3 9 0 0 ，9 1 0 士0 3 2 9 0 0 r e s p e c t i v e l y t h em c n oo fv i e i af a b ar o o tr i pw a sh i g h e ra sf o r m a l d e h y d e c o n c e n t r a t i o nb e c a m eh i g h e r , t h e r e f o r e ，m i c r o n u c l e u sm e t h o do fv i c a f a b ar o o t r i pc e l l sc a l lm o n i t o rf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o n a sw e l l 4 c h l o r o p h y t u mc o m o s u m ，a l o e v e r av a r c h i n e n s i s ，h a e m a n t h u sa l b i f l o s ， c h l o r o p h y t u mc o m o s u mv a r i e g a t u m h o r ta n dp h i l o d e n d r o nc v t e m p a t a t i o n c o u l dp u f f yf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o n t h ep u r i f i c a t i o ne f f e c t so ft h e5s t u d i e d p l a n t so nf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o nl i s t e da sf o l l o w s ：c h l o r o p h y t u mc o m o s u m a n d c h l o r o p h y t u m e o m o s u mv a r i e g a t u m h o r tw e r et h e b e s t ，p h i l o d e n d r o n t e m p a t a t i o nc a m es e c o n d l y ，a l o ev e r av a t c h i n e n s i sa n dh a e m a n t h u sa l b i f l o s w a si n f e r i o rt oa l lt h o s em e n t i o n e da b o v e b u tc h l o r o p h y t u mc o m o s u mb e g a n h a v i n gi n j u r ys p o t sa f t e rt r e a t e dw i t hf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o nf o r2 4 h ，a n d t h ei n j u r ys p o t si n c r e a s e dw i t ht h ee x t e n s i o no fe x p o s e dt i m e 5 t h ei n n o v a t i v ep o i n t so f t h i sa r t i c l ew e r et h a tw es t u d i e ds y s t e m i c a l l yt h e m o r p h o l o g i c a lr e s p o n d e n c e ，c y t o l o g i cr e s p o n d e n c e a n db i o c h e m i c a l r e s p o n d e n c eo fp l a n t st of o r m a l d e h y d ep o l l u t i o nf o rt h ef i r s tt i m e ，a n da l s o s o m es e n s i t i v ep l a n t sw e r eu s e dt om o n i t o r i n gf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o n k e yw o r d s ：i n d o o ra i r ；f o r m a l d e h y d ep o l l u t i o n ；p l a n tr e s p o n d e n c e ； m i c r o n u c l e u s ：m o n i t o r i n g ；p u r i f i c a t i o n 广西大学学位论文原刨性声明和使用授权说明 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和 相关知识产权属广西大学所有，本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本 论文的研究内容。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究成果，也 不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个 人和集体，均己在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名：王呆1 建 学位论文使用授权说明 1 1 年6 其l s1 3 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本： 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 酬p 时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名：王未，1 靶导师签名：协掘偬，7 年月垮日 ，：内甲宙 甥鞠咱植物响应j t 测与；，他 刖舌 近年来，随着物质文化生活水平的不断提高，人们住房条件大幅度改善，装修也越 来越豪华，造成的室内环境污染亦日趋严重【1 卅。人类经历了“煤烟型”、“光化学烟雾 型”污染后，现在进入以“室内空气污染”为标志的第三次污染时期。目前，室内环境 污染己被世界银行列为全球四个最关键的环境问题之一，全球每年因此而导致死亡的人 数达2 8 0 万人，室内环境污染引起3 5 7 的呼吸道疾病、2 2 的慢性肺病和1 5 的气管 炎、支气管炎和肺癌【4 ，5 】。 据调查研究表明，现代人平均有9 0 时间是生活和工作在室内，6 0 以上的时间在 家里【6 j 。儿童、孕妇、老人和慢性病人经常在室内，是室内空气污染的严重受害者，特别 是儿童，因为他们的身体正在成长发育中，呼吸量按体重比计算比成人高5 0 ，而且， 他们生活在室内的时间长于成年人，所以比成年人更容易受到室内空气污染的危害【”。 与室内污染相关的疾病不仅给患者带来巨大痛苦和负担，同时也给社会和国家造成巨大 的经济损失，因而室内环境污染已成为国内外研究的热点。据调查研究发现，在室内数 百种的污染物中，甲醛是主要污染物之一罔。 本文在对室内空气甲醛污染状况进行调查的基础上，系统研究了植物对甲醛污染的 形态学、细胞学及生理生化响应，并对几种植物对甲醛监测应用及净化能力进行了研究， 旨在了解甲醛污染的生物学效应，同时筛选出一些对甲醛污染反应敏感的植物及净化能 力较强的室内绿化植物。 , m 2 l 甲难游期 的植物响应，监涮与；，化 1 1 室内空气污染的研究状况 第一章综述 1 1 1 室内空气污染的定义 所谓“室内”主要指居室内，广义上讲，包括办公室、会议室、教室、医院等室内 环境和酒店、图书馆、健身房、候车室等各种室内公共场所以及飞机、汽车、火车等交 通工具内唧。室内环境正逐渐成为环境研究领域中的一个活跃分支，并逐步形成一门新 的学科一室内环境学。 室内空气污染是指在室内空气正常成分之外，又增加了新的成分或原有成分浓度的 增加，其数量、浓度和持续时间超过了室内空气的自净能力，使空气质量发生恶化，对 人们的健康和精神状态、生活、工作等方面产生影响的现象( 9 1 。 1 1 2 室内空气污染的主要污染物 随着科技的发展和人民生活水平的提高，现在的建筑材料已由砖木结构逐渐被高性 能的塑料及钢铁所取代。据调查，我国目前使用的大部分装饰材料不同程度地含有有机 溶剂、甲醛、苯、氯化烃等有机物，其中甲醛、苯、三氯乙烯等是己知的致癌物质。室 内污染物主要来源于人体排出、室内燃烧加热、建筑装修材料、家具被褥衣服、家用化 工产品、室内生物污染、电器电磁辐射、光电反应产物等【1 0 1 。常见的室内空气主要污染 物有以下几种。 1 1 _ 2 1 甲醛 甲醛( f o r m a l d e h y d e ) 是无色易溶发刺激性气体，略重于空气，易溶于水，是一种 挥发性有机化合物，可经呼吸道及消化道吸收，其3 0 - 4 0 水溶液即“福尔马林”。 甲醛是原浆毒物，对眼、呼吸道、皮肤有刺激作用，能与蛋白质中的氨基酸结合， 使蛋白变性，甲醛与空气中的离子性氯化物反应可生成致癌物质二氯甲醛醚。长期接触 低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、 染色体异常，甚至引起鼻咽癌；高浓度甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害。 空气中甲醛浓度超过国家规定的卫生标准，会对人体健康造成不同程度的危害。表1 - 1 广西杰月包| 弧j 舱文置内甲髓；污鞠岫奇植物响应，监测与习毗 列出了人体短时间甲醛暴露与健康效应的剂量反应关【l i j 自然界中甲醛是甲烷循环中的一个中间产物，背景值很低，一般只有几个腭，m 3 。 城市中的年平均浓度大约是0 0 0 5 - - 0 0 1 m g m 3 ，一般不超过0 0 3 m g m 3 。室内甲醛有 多种来源，可来自室外的工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等；室内来源主要有燃烧和 烟叶的不完全燃烧以及建筑材料、装饰物品和生活用品等化工产品。 表i - 1 甲醛暴露与健康效应的剂量反应关系i l l 】 t a b 1 1t h ed o s er e a c t i v i t yb e t w e c nf o r m a l d e h y d ee x p o s t a ea n dh e a l t h i n e s sd o m i n oe f f e c t 1 1 2 2 苯、甲苯、二甲苯 苯( b e n z e n e ) 是无色具有特殊芳香味的液体，是室内挥发性有机物的一种，其嗅觉 阈为4 8 1 5 o m g m 3 ，有易挥发、易燃、蒸气易爆炸的特点，于1 9 9 3 年被世界卫生组织 ( w h o ) 确定为致癌物，其健康效应表现在血液毒性、遗传毒性和致癌性三个方面【6 】。 在通风不良的环境中，短时间吸入高浓度苯蒸气可以引起以中枢神经系统抑制为主的急 性苯中毒，轻度中毒会造成嗜睡、头疼、头晕、呕吐、胸部紧束感等，重度中毒可出现 视物模糊、震颤、呼吸短促、心律不齐、抽搐和昏迷等，严重的可出现呼吸和循环衰竭、 心室颤动【1 2 1 。 甲苯( t o l u e n e ) 和二甲苯( x y l e n e ) 均为无色透明液体，有毒，对神经系统损伤比苯 强，可以引起头晕、头痛、乏力、睡眠障碍等症状，并可以引起角膜炎、肝肿大、肝功 能酶活力增耐1 3 1 。 室内苯、甲苯、二甲苯的污染主要来自油漆、涂料、胶粘剂、地毯、墙纸等。新装 修的房中含量较高，例如侯爱平1 4 】等人在研究中发现，曲阜市被抽查的2 5 户装修后的 房屋中甲苯、二甲苯含量超出国标1 5 6 倍及1 1 4 倍。 1 1 - 2 3 氨 氨( a m m o n i a ) 是无色有强烈刺激性臭味的气体，可感觉最低浓度为5 3 u g m 3 。氨 是一莘中碱性物质，它对接触的组织有腐蚀和刺激作用，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂 化，破坏细胞膜结构，减弱人体对疾病的抵抗力。浓度过高时除腐蚀作用外，还可通过 广西夫掣顾士镏文墨用甲可 簧r 碉咱9 租物啁压，监潮与净代 三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停1 1 ：t 1 5 , 1 6 。 室内空气中，氨的污染源主要来自建筑本身，即建筑施工中使用的混凝土外加剂和 以氨水为主要原料的混凝土防冻剂和装修材料【6 】。家具涂饰用的添加剂和增自剂大部分 都用氨水，但该类氨污染仅限表面且释放期较快，在流通的空气中约卜3 个月左右消失， 不会在室内空气中长期积存，对人体危害小。另外，人造板材在压制成型过程中，使用 了大量粘合剂，这些粘合剂主要是甲醛和尿素加工聚合而成，它们在室温下除释放出甲 醛外，还可以时放出氨气。 1 1 。2 a 总挥发性有机化合物( t v o c ) 挥发性有机化合物( v o l a t i l eo 玛a m cc o m p o u n d s ) 是指在常压下，沸点在5 0 - - 2 6 0 c 的各种有机化合物。除醛类以外，常见的还有苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、 萘、二异氰酸酯( i d i ) 等。它们各自的浓度往往不高，但若干种挥发性有机化合物共 同存在于室内时，其联合作用是不可忽视的。 总挥发性有机化合物( t v o c ) 是一种人体神经对非特异性刺激的一种量化指标。 从广义上说，室内任何液体或固体在常温常压下自然挥发出来的有机化合物都属于总挥 发性有机化合物，它们在室内空气中作为异类污染物是极其复杂的，而且新的种类不断 被合成出来。 总挥发性有机化合物的毒性主要表现在引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统 功能，出现头昏、头痛、嗜睡、无力、胸闷等症状，还影响消化系统，出现食欲不振， 恶心等，严重时可损伤肝脏和造血系统，出现变态反应。经过专家研究论证，确认室内 有机化合物中2 0 多种为致癌物或致突变物质 1 7 ，瑚。 表i - 2v o c s 浓度与人体不适感觉的关系【1 9 1 t a b 1 2r e l a t i o n s h i pb e t w e v o c sd e n s i t ya n dr e a c t i v i t yi n d u c e 由于挥发性有机化合物并非单一的化合物，各化合物之间的协同作用( 相加、相乘、 拮抗和独立自由) 关系较难了解，因此，暴露于低浓度挥发性有机化合物的情况下，其 健康效应研究目前还不很清楚。丹麦学者l a r sm o l h a v e 1 刀等根据他们所进行的控制暴露 4 ! 查竺! 主丝查兰竺! 竺翌竺竺兰竺! 墨：兰苎兰竺兰 人体试验结果和各国的流行病研究资料，暂定出挥发性有机化合物与人体不适感觉的剂 量反应关系( 表1 - 2 ) 。 t v c o 的污染源主要有：人造板、泡沫隔热材料、塑料板材、壁纸、纤维材料等 9 1 。 1 1 2 5 氡 氡是镭衰变产生的天然放射性惰性气体，它没有颜色，也没有任何气味。科学研究 表明，氡对人体的辐射伤害占人体一生中所受到的全部辐射伤害的5 5 以上，其诱导肺 癌的潜伏期大多都在1 5 年以上，世界上有1 5 的肺癌患者与氡有关，所以说氡是除吸烟 以外引起肺癌的第二大因素，是导致人类肺癌的第二大“杀手”。氡也可以导致白血病、 皮肤癌及其他呼吸道疾病t 9 1 。世界卫生组织已把它列为1 9 种主要的环境致癌物质之一， 国际癌症研究机构( i a r c ) 也认为氡是重要的致癌物质 9 1 。据统计，我国每年因氡致肺 癌为5 0 0 0 0 例以上。 氡主要来自建筑装修材料中某些混凝土和天然石材，如石材、瓷砖、卫生洁具、墙 砖等材料。 1 a 3 室内空气污染的研究状况 1 1 3 1 国外室内空气污染的研究状况 室内空气污染问题最早可追溯到2 0 世纪3 0 年代，通风机的使用导致室内空气污染， 不过当时没有得到关注。2 0 世纪6 0 年代末期出现了关于室内空气质量问题的报道，8 0 年代开始，美国、日本、加拿大和欧洲各国的报纸杂志上频繁出现s b s ，b r i 和m c s 三个英文的缩写，即病态建筑物综合征( s b s ) 、建筑相关疾病( b 心) 和化学物质过敏 症( m c s ) ，室内空气质量问题越来越为公众所关注 1 s j 9 】。 室内空气质量的研究最初主要着重于室内与室外空气质量的关系，以及室内空气污 染对人体健康的影响。2 0 世纪6 0 年代开始了关于室内空气污染健康效应的研究，主要 集中在各种人类活动引起的呼吸性健康疾病，这些研究包括吸烟人群和不吸烟人群居室 内的人体健康状况比较，母亲吸烟对婴幼儿呼吸系统的影响，燃烧污染物的健康效应等 2 0 , 2 ”。同一时期，北欧、美国和其他国家先后开始大量使用甲醛制品，如用脉醛树脂和 酚醛树脂作原料制成胶粘剂、墙缝填充剂和多种人造板材等。其中，甲醛泡沫树脂隔热 材料在那个时期曾被大量用于构建房屋，特别是移动房屋，致使大量甲醛释放到室内， 很多居住者出现了急性刺激和急性中毒症状，甚至引起中毒性肝炎或过敏性紫斑。这些 问题在当时引起很大的震动，于是，工业卫生、环境保护、化学化工和建筑装璜等专业 的工作人员都围绕着甲醛污染问题，相继开展了环境监测、流行病学调查、临床观察、 广西大掣蠕曩哇艟文室一甲硼 污嘲泊植物响应，监测与净化 毒理试验、工艺改革及相应的实际工作和科学研究1 2 7 2 3 1 。 1 9 8 3 年，世界卫生组织( w h o ) 开展大规模调查，初步掌握室内空气质量问题的 成因、现状和危害。1 9 7 4 - - 1 9 9 0 年，世界卫生组织召开了8 次关于“室内空气质量与健 康( i a q ) 的会议，此外北大西洋公约组织在1 9 8 9 1 9 9 3 年间进行了来自1 4 个国家的 2 0 0 名专家参与的有关室内空气方面的调查研究，在相关研究成果的基础上，世界卫生 组织于1 9 8 9 年提出空气有机污染物的分类，得出挥发性有机物( v o c ) 对人类危害的 试验性结果1 2 4 。1 9 9 1 年，a s h r a e 与国际建筑研究学会( c b ) 联合召开了首次健康建 筑与室内空气质量( i a q ) 国际会议。期间，许多学者进行了很多这方面的研究，室内 环境污染也逐渐发展成为比较科学完备的研究体系，从污染物检测、流行病学调查、污 染分析模拟，到质量风险评价、风险管理、污染物卫生标准等各方面都比较深入。 与此同时，室内环境管理机构也开始在发达国家或地区形成，如美国环保局于1 9 8 8 年在其空气与辐射司下设了室内空气质量( i a q ) 程序办公室，1 9 9 5 年又与较早设立的 氡分部合并成立了室内环境处，并附设了两个与室内环境相关的国家实验室，在相关部 门设立了室内环境的监管、执法机构，从1 9 9 3 年至现在，美国还将每年l o 月份的第3 周作为国家氡活动周，使室内环境质量控制成为全民行为，在学校里都设有室内环境协 调员，管理和督导室内环境质量的监测和控制；法国政府也于1 9 9 9 年底成立了国家室 内空气检测站，并从2 0 0 1 年开始，每年在全国选择1 0 0 0 个监测点，对典型室内场所的 氡、铅、霉菌、过敏源、v o c s 、人造矿物纤维、杀虫剂及烟草烟雾等1 0 多种有害物质 进行检测，并向公众通报检测结果。 日本、意大利、德国、加拿大、美国和澳大利亚等国家对室内环境空气质量进行了 控制，分别制定了本国的室内环境质量标准。美国一般引用美国环保局( e p a ) 已有的 环境空气监测分析方法和采样方法，或制定适用于室内空气质量监测的分析方法，如美 国新泽西州环保局2 0 0 3 年4 月颁布的程序文件室内空气中v o c 采样及分析规范、 威斯康新州公众健康局的专业导则化学蒸汽入侵下居室室内空气、克罗拉多州公众 健康与环境有害材料管理局的室内空气样品分析导则等口5 】。 目前，国外研究的几个主要方面有：室内生物性污染物的研究、室内污染对未成年 人的影响、污染物暴露评价、计算机模拟技术、室内空气污染模型建立研究、室内污染 控制方法研究以及室内二次污染的研究。 1 1 3 2 国内室内空气污染的研究状况 我国最初大规模出现室内空气污染是在2 0 世纪8 0 年代，随着人们居住条件的大幅 6 室内甲胃糖豢的植物响应监涮与净化 度改善，室内空气质量却在不断恶化，为此人们开始关注室内环境污染问题，国家开始 重视室内环境污染的防治工作。 在2 0 世纪8 0 年代，我国的预防医学工作者开展了有关室内空气质量的研究，主要 集中于燃料燃烧、烟草烟雾和烹调油烟的研究。9 0 年代初期，随着住房私有化进程不断 加快，房屋装修日益普遍和豪华化，使得室内空气污染物的来源越来越复杂，室内空气 有恶化趋势。在这样的背景下，人们对室内空气质量的重要性有了更深刻的认识，并且 从国家层次开始着手室内空气污染的控制工作。政府和科研人员对室内建筑装修引起的 室内染研究更是关注，在继续早期污染物研究的同时，科研工作者又进行了甲醛、氨、 挥发性有机化合物以及多环芳香烃等污染物的研究阳。 卫生部已于1 9 9 9 年开始组织开展了室内空气卫生监督管理方法的调研工作，并委 托中国预防医学科学院、环境卫生监测所牵头进行了有关文献调研及专家走访，主持召 开了由全国2 5 个单位参加的起草工作会，形成了“室内空气卫生监督管理办法”( 征求 意见稿) ，并正在加紧制定配套的卫生标准及检验方法，继续研究国内外相关法律、法规 和标准，收集我国室内空气污染的背景资料，完成了室内空气卫生监督管理办法1 2 刀。 国家技术监督局、国家标准化管理委员会于2 0 0 1 年7 月启动了人造扳、涂料、壁 纸等1 0 项室内装饰装修材料有害物质限量标准的起草工作，并于当年1 2 月正式颁布。 l o 项强制性国家标准对室内装修所使用的原料和辅料、加工工艺、使用过程等各个环 节中甲醛、挥发性有机化合物、苯、甲苯、二甲苯、氨、游离甲苯二异氰酸酯、氯乙烯 单体、苯乙烯单体、可溶性的铅、镉、铬、汞、砷等有害元素以及建筑材料放射性核素 的限量值都做了明确的规定。 2 0 0 1 年1 1 月2 6 日，建设部颁布了g b 5 0 3 2 5 2 0 0 1 民用建筑工程室内环境污染控 制规范网，分别对新建、扩建和改建的民用建筑在建筑和装修材料的选择、工程勘察 设计、工程施工中有害物质的限量提出了具体要求，并提出验收时必须进行室内环境污 染物浓度检测。 卫生部卫生法制与监督司、中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所、中 国疾病预防控制中心辐射防护与核医学安全所于2 0 0 3 年联合出版室内空气质量标准 一书，这对室内空气质量的全面评价提高了科学依据，对控制室内空气污染，切实提高 我国的室内空气质量，保护人民健康具有十分重大的作用。 目前我国建筑、环保、卫生等部门都在开展室内环境质量监测，各部门均制定了国 家标准或行业标准，包括民用建筑工程室内环境污染控制规范( g b5 0 3 2 5 2 0 0 1 ) 、 ! 竺竺兰竺查竺璺! 竺翌竺竺竺竺! 璺二竺竺兰竺 室内空气质量标准( o b 厂r 1 8 8 8 3 - 2 0 0 2 ) 、居室空气中甲醛的卫生标准( g b t 1 6 1 2 7 - 1 9 9 5 ) 、住房内氡浓度控制标准( g b 厅1 6 1 4 6 1 9 9 5 ) 以及室内空气质量卫生 规范( 卫生部文件卫法监发( 2 0 0 1 ) 2 5 5 号) 等。崔九思主编的室内空气污染监测方 法、室内环境检测仪器及应用技术，周中平等编著的室内污染检测与控制等著 作对室内空气监测的采样方法、分析方法进行了研究分析，并介绍了国内夕卜最新的仪器 分析手段 3 0 - 3 2 1 。 我国各项研究工作刚刚起步，虽相继开展了一些工作，如不同地方、环境场所中室 内污染物的检测及其污染物对人体的刺激影响1 3 3 , 3 4 1 ，少数单位利用环境舱室对材料的释 放量和材料的毒害、毒性进行模拟研究，污染控制技术的开发研究【3 5 4 s 】，例如严彦等 3 9 1 利用小型环境室测定和探讨了国产木制板材的甲醛释放规律：白志鹏等1 4 0 进行了室内混 凝土墙体中氨释放规律的模拟研究；韩克勤1 4 1 】对室内材料和用品中挥发性有机化合物释 放速率和规律进行了试验研究。但是这些研究大多集中在一些大城市或在试验条件相对 稳定的实验室进行的，可利用的数据资料有限。 如何降低或消除室内空气污染物也是近年来政府和科研入员关注的重点。室内空气 污染控制的途径有三大类，即源控制、通风和空气净化。对于源控制，我国现阶段主要 是通过实施限量法规和改进生产工艺来进行；通风是改善室内空气质量，减少病态 建筑综合症的重要途径，但是增加通风所带来的能耗增加也不可忽视 4 2 4 3 。因此，我国 研究人员一直致力于如何合理进行室内通风的研究，如马仁民1 4 4 1 、沈晋明h 5 】、吴果 4 0 i 等人研究了通风的有效性与室内空气品质的关系等。近年来国内采取了催化转化、活性 炭吸附、光催化氧化及其组合技术等治理室内污染物，以期降低室内空气污染物的浓度， 给人们创造健康的生活空间。如杨瑞等【4 7 悃光催化氧化法处理甲苯的静态试验；陶跃武 等【鹕1 使用光催化氧化法处理丙酮和乙醛，以及肖劲松等m 1 在4 m 3 的测试室中利用纳米 啊0 2 涂料光催化降解甲醛等。 1 2 植物监测的研究状况 1 2 1 生物监测 伴随着工业革命的发展，严重的环境污染唤醒了人们对自己生存空间的关注，各国 政府纷纷花费大量的资金用于环境污染的治理，同时经济有效的环境监测变得十分必 ! 查竺型查兰竺! 竺翌竺竺竺竺皇：苎竺苎竺! 要，在此背景下产生了利用生物指示和监测环境污染的想法，生物监测应运而生。 生物监测技术( b i o l o g i c a lm o n i t o d n gt e c h n o l o g y ) 诞生于2 0 世纪初，其机理及应用 研究，经历了一个从生物整体水平到细胞水平、基因和分子水平的逐步深化的发展过程。 2 0 世纪9 0 年代，细胞生物学和分子生物学研究领域的迅速进步，加上信息科学技术的 突飞猛进，使生物监测技术迈进了一个新的发展时期。 生物监测( b i o l o g i c a lm o n i t o r i n g ) 是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化 产生的反应阐明环境的污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据【钢。 从理论上讲，环境的理化过程决定着生物学过程，反过来，生物学过程的变化也可以在 一定程度上反映出环境理化过程的变化。从某种意义上说，由环境质量变化所引起的生 物学过程的变化能够更直接地综合反映出环境质量对生态系统的影响，比用理化方法测 得的参数更具有说服力。 与理化监测方法相比，生物监测能直接反映出环境质量对生态系统的影响，综合反 映出环境质量状况，具有连续监测的功能，且成本低廉，可以在大面积或较长距离内密 集布点，甚至在边远的地区也能布点进行监测。当然，生物监测也存在一些缺点，如灵 敏性和专一性不如理化仪器监测，不能直接精确地监测出环境中某些污染物的含量，通 常只是反映各监测点的相对污染或变化水平。 生物监测的理论基础是生态系统理论 5 0 1 。生态系统是由包括生产者、消费者、分解 者的生物部分和非生物环境部分所组成的综合体。从低级到高级，它包含有生物分子一细 胞器一细胞一组织一器官一器官系统一个体一种群一群落一生态系统等不同的生物学水平。污染 物进入环境后，会对生态系统在各级生物学水平上产生影响，引起生态系统固有结构和 功能的变化。例如，在分子水平上，会诱导或抑制酶活性，抑制蛋白质、d n a 、r n a 的合成；在细胞水平上，引起细胞膜结构和功能的改变，破坏线粒体、内质网等细胞器 的结构和功能；在个体水平上，对动物导致死亡，行为改变，抑制生长发育与繁殖等， 对植物表现为生长速度减慢，发育受阻，失绿黄化及早熟等；在种群和群落水平上，引 起种群数量的密度的改变，结构和物种比例的变化，遗传基础和竞争关系的改变，以及 群落中优势种、生物量、种的多样性等的改变。生物监测正是利用生命有机体对污染物 的种种反应，来直接地反映环境质量的好坏及所受污染的程度。 环境污染必然引起生态系统固有结构和功能的变化，生物监测可以反映出这种环境 污染的生态效应，为环境控制和与管理提供生物能动的反应信息，但生态系统的复杂性 也为生物监测参数的选择带来了困难。尽管生态学家依据各自条件和所熟悉的领域选择 9 ! 查竺! 查兰苎兰皇! ! 竺竺竺兰竺竺皇二苎型! ! 兰 基本参数。发展生物监测技术，但要得出统一的标准，目前条件尚不成熟，但随着生物 监测技术的迅速发展，其应用将会越来越广泛。 1 2 2 植物监测 生物监测按照生物类群可分为植物监测、动物监测和微生物监测等几种。植物监测 就是以植物与环境的相互关系为依据，以污染物对植物的影响及植物对环境污染物的反 应为指标来监测环境的污染状况【5 。 早在1 9 世纪，人们就已经开始利用敏感植物叶片的伤害症状对大气中的s 0 2 进行 监测，后来又推广到其他污染物的监测。2 0 世纪初，k o l k w i t z 和m a r s s o n 又提出了污水 生物系统，用以判断地表水体受污染的程度。2 0 世纪7 0 年代英国学者采用苔( 藓) 袋 法来监测气传重金属的污染，加拿大的科研人员把敏感的苔藓装在特制的袋子里，放到 都市监测点上，一个月后取回分析苔藓吸附污染物的成分和含量，绘制都市空气污染图， 取得了良好的效果。 利用植物监测环境是一种经济、方便和准确的方法，国际上应用甚为普遍，例如， 西德、美国、英国等国家科研人员利用地衣的种类、数量、覆盖度来说明空气质量的变 化；加拿大学者利用地衣吸附的硫量来反映二氧化硫的污染分布；美国学者根据鸭跖草 无性系雄蕊毛茸细胞的变态对化学诱变进行监测，根据植物对模拟酸雨的敏感性划分等 级，研究了模拟酸雨对植物的危害及酸雨的危害程度；日本学者按照大丽花、矮牵牛、 吊钟花、银杏的受害度和受害叶的百分率画出了光化学区域污染图，以分析植物体内重 金属含量来进行城市污染生态的研究。由此可见，植物监测在环境监测起着重要的作用。 植物受到污染后，常会在叶片上出现肉眼可见的伤斑：污染物对植物内部生理代谢 活动也产生影响，如使蒸腾率降低、呼吸作用加强、叶绿素含量减少、光合作用强度下 降，进一步影响植物的生长发育，使生长量减少、植株矮化、叶面积变小、叶片早落及 落花落果等，并且植物吸收污染物后，内部某些成分的含量也会发生变化。因此根据植 物对污染物的生物反应可以监测大气环境的污染状况。 国内外利用植物监测常采用的方法有： ( 1 ) 现场调查法，即现场调查植物种类和生长量，根据种类和数量来确定污染的度， 越接近污染源的调查地，植物的种类越少，远离污染源的调查地则其种类增多，根据数 量和种类的不同整理出的结果绘制成地图，这样就很容易了解这个地方的污染情况。 ( 2 ) 含污量分析法，根据植物体内的含污量来评价空气的质量，但在确定采样时应 选用吸收积累污