（环境科学专业论文）高效净化甲醛的室内植物筛选及其净化动力学特性研究.pdf

高效净化甲醛的室内植物筛选及其净化动力学特性研究 体成分分析发现，三种植物都释放出少量对人体有毒的芳香烃气体。 ( 3 ) 对2 6 种室内植物进行光合作用特性指标检测，发现大部分植物经过甲 醛熏蒸之后，净光合速率p 。、气孔导度鼬和蒸腾速率t r 值降低，胞间c 侥浓度 c 。值反而上升；植物的水蒸汽气孔导度跟植物的沉降速度呈极显著的正相关，相 关系数达到0 6 0 6 ( p 0 0 1 ) ；所测试的2 6 种植物的气孔导度系数平均值是 0 3 9 1 ，拟合常春藤、橡皮树、秋海棠的昼夜气孔导度和沉降速度的关系曲线， 发现气孔导度系数是个相对稳定的数值，通过阻力模型预测出来的这三种植物的 非气孔导度与实测值之间存在0 9 1 9 9 9 6 的误差。对滴水观音、斜纹粗勒草及 常春藤的甲醛脱氢酶和甲酸脱氢酶的活性测定，发现甲醛代谢酶活性跟植物的甲 醛沉降速度具有一定的相关性。 本研究为继续开展高效净化室内甲醛污染的室内植物筛选提供实验数据支 持，而且室内植物源v 0 c s 释放低，不带来二次污染，验证了室内植物净化室内 甲醛污染的可行性，同时为人们选择花卉吸收居室装修引起的甲醛污染提供一定 的指导。本研究结果有助于继续开展植物净化甲醛的动力学的研究，探索影响室 内植物净化甲醛的能力的主要因素，为筛选高效净化甲醛的植物提供了理论基 础。 关键词：室内植物：甲醛；沉降速度；筛选；气孔导度 n 英文摘要 s c r e e n i n go fl n d o o rp l a n t sf o rh i g hf o r m a l d e h y d er e m o v a l a n ds t u d yo nt h e i rd y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c so f f o r m a l d e h y d er e m o v a l m a j o r ： e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e n a m e ：h u a n gy a o t a n g s u p e r v i s o r ： a s s o c i a t ep r o f z h a n gs h u j u a n a b s t r a c t f o r m a l d e h y d ei so n eo fm a j o ra i rp o l l u t a n t si no u ri n d o o re n v i r o n m e n t d u et oi t s e x t e n s i v es o u r c e s ，d a n g e r s ，l o n gt i m e - e m i s s i o n ，f o r m a l d e h y d ee n d a n g e r sp e o p l e s l i v e sa n dh e a l t hh e a v i l y t h e r e f o r e , i nt h i ss t u d y ，k i n d so fi n d o o rp l a n t sf o r f o r m a l d e h y d ep u r i f i e de f f i c e n c yw e r es c r e e n e dt os t u d yo nt h e i rd y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c so ff o r m a l d e h y d em n o v a l ，a n dc o m p o n e n t so fv o c se m i t t e df r o m i n d o o rp l a n t sw e r ea l s oa n a l y z i n g m a j o rc o n c l u s i o n sa r cs u m m a r i z e da sf o l l o w s ： ( 1 ) t h r o u g ha n a l y s i so f f o r m a l d e h y d e sr e m o v a la m o u n ta n dd e p o s i t i o nv e l o c i t y , 6 s p e c i e so fi n o o rp l a n t s ( h e d e r ah e l i x , f i c u se l a s t i c ar o x b e xh o r n e m ，n e p h r o l e p i s e x a l t a t ac v b o s t o n i e n s i s ，b e g o n i ae v a n s i a n a , m e n t h ac a n a d e n s i s ，a d i a n t u m c a p i l l u s v e n e r i sl i n n ) f o rf o r m a l d e h y d ep u r i f i e de f f i c i e n c yw e r es c r e e n e d ；d i u r n a l v a r i a t i o no ff o r m a l d e h y d ed e p o s i t i o nv e l o c i t yo ft h e s e6p l a n t sw 讹t e s e d t h er e s u l t s s h o w e dt h a tf i c u se l a s t i c ar o x b “h o r n e m ，n e p h r o l e p i se x a l t a t ac v b o s t o n i e n s i s , m e n t h ac a n a d e m i sl a n da d i a n t u mc a p i l l u s - v e n e r i sl i n np u r i f i e df o r m a l d e h y d e m a i n l yt h r o u g hf o l i a ra d s o r p t i o n , w h i l eb e g o n i a e v a n s i a n aa n dh e d e r ak l i cp u r i f i e d f o r m a l d e h y d em a i n l yt h r o u g ht h es t o m a t a la b s o r p t i o na n da b s o r b e df o r m a l d e h y d e s t r o n g l ya l lt h et i m e s ob e g o n i ae v a n s i a n aa n dh e d e r ah e l 讧w e r et h eb e s ti n d o o r p l a n t so ft h e5 3s p e c i e sf o rr e m o v i n gt h ef o r m a l d e h y d ep o l l u t i o n t h r o u g hd i f f e r e n c e a n a l y s i st h ed e p o s i t i o nv e l o c i t yo f5 3s p e c i e so f19f a m i l i e so fp l a n t s , ac e r t a i n r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ea b i l i t yo fi n d o o rp l a n t sr e m o v i n gf o r m a l d e h y d ea n dp l a n t t a x o n o m yw a sf o u n d ( 2 ) i nt h ec o n d i t i o no fd a y t i m ew i t hl i g h t , n i g h tw i t h o u ti l l u m i n a t i o n , a n d f o r m a l d e h y d e s t r e s s , t h ec o m p o s i t i o na n a l y s i so fv o c se m i t t e df r o mi n d o o rp l a n t s ( h e d e r ah e l i x , n e p h r o l e p i se x a l t a t ac v b o s t o n i e n s i sa n df i c me l a s t i c ar o x b 最x i 高效净化甲醛的室内植物筛选及其净化动力学特性研究 h o r n e m ) s h o w e dt h a t ，t h e s et h r e ek i n d so fp l a n t si nt h ed a y t i m el i g h t i n gc o n d i t i o n s r e l e a s e dm o s tv o c ss p e c i e s ，u pt 03 9k i n d so fv o c sw h i c hc o u l db ei d e n t i f i e df r o m o u rt e s t b ya n a l y z i n g2 3k i n d so fv o c sw ec h o o s e d t h r e ep l a n t sr e l e a s e dl e s sv o c s a n dg a s ss p e c i e su n d e rf o r m a l d e h y d e - s t r e s st h a nt h a ti nt h en a t u r a ls t a t e t h r e ek i n d s o fi n d o o rp l a n t sr e l e a s e dt o ol i t t l ev o c s ( m o s to fv o c s sr e l e a s ev e l o c i t yw a s 10 5 2 8 3p g g d w t h ) t oa f f e c ti n d o o ra i rq u a l i t y b u tt h e yc o u l dr e l e a s es o m et o x i c a r o m a t i ch y d r o c a r b o ng a s e st oh u m a nb e i n g ( 3 ) b ym e a s u r i n gp h o t o s y n t h e s i sp h y s i o l o g i c a li n d i c a t o r so f2 6i n d o o rp l a n t s ，t h e r e s u l t ss h o w e dt h a t , a f t e rf o r m a l d e h y d ef u m i g a t i o n ，m o s to ft h ev a l u e so ft h en e t p h o t o s y n t h e t i cr a t e ，s t o m a t a lc o n d u c t a n c e ，a n dt r a n s p i r a t i o nr a t ed e c r e a s e d ，w h i l et h e v a l u eo fi n t e r c e l l u l a rc 0 2c o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e d s t o m a t a ic o n d u c t a n c eo fw a t e r v a p o ra n dt h ed e p o s i t i o nv e l o c i t ys h o w e ds i g n i f i c a n tp o s i t i v er e l a t i o n s h i pw i t ha c o e l a t i o nc o e f f i c i e n to f0 6 0 6 ( p 0 01 ) t h ea v e r a g es t o m a t a lc o n d u c t a n c e c o e f f i c i e n to f2 6p l a n t ss p e c i e sw a s0 3 91 b yf i t t i n gt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n s t o m a t a lc o n d u c t a n c ea n dt h ed e p o s i t i o nv e l o c i t yo f h e d e r ah e l i x , f i c u se l a s t i c ar o x b ， e xh o r n e m ，b e g o n i ae v a n s i a n a , s t o m a t a lc o n d u c t a n c ec o e f f i c i e n tw a sf o u n dt ob ea r e l a t i v e l ys t a b l ef a c t o r t h ee r r o r sb e t w e e ns t o m a t a lc o n d u c t a n c ev a l u e sp r e d i c t e db y r e s i s t a n c em o d e la n dt h em e a s u r e do n e sw e r eo 9 一19 9 i na d d i t i o nt od e t e c t i n g f o r m a l d e h y d ed e h y d r o g r e n a s ea n df o r m a t ed e h y d r o g e n a s ea c t i v i t i e so fr h i z o m a , a g l a o n e m ac o m m u t a u mc v s a nr e m o a n dh e d e r ah e l x ，c e r t a i nr e l a t i o n s h i p b e t w e e nf o r m a l d e h y d em e t a b o l i ce n z y m ea c t i v i t ya n dd e p o s i t i o nv e l o c i t yw a sf o u n d 卟i ss t u d yp r o v i d e se x p e r i m e n t a ld a t at os u p p o r tf u t u r er e s e a r c ho ns c r e e n i n go f i n d o o rp l a n t sr e m o v i n gf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o n i n d o o rp l a n t sr e l e a s i n gl o wv o c s p r o v et h a tt h e y w o n t b r i n gs e c o n d a r yp o l l u t i o n a n da 把f e a s i b l et or e m o v e f o r m a l d e h y d ep o l l u t i o n t h er e s u l t sf r o mo u rt e s tc o u l dh e l pg u i d i n gp e o p l et os e l e c t i n d o o rp l a n t sf o rr e m o v i n gf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o nc a u s e db yd o o r d e e o r a t i o n , s t u d y i n go nt h ef o r m a l d e h y d er e m o v a lm e c h a n i s mo fi n d o o rp l a n t sa n de x p l o r i n gt h e i m p o r t a n ti m p a c tf a c t o r so f t h ec a p a c i t yo ff o r m a l d e h y d ep u r i f i e db yi n d o o rp l a n t s n i st h e s i s p r o v i d e st h et h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h es t u d yo fs c r e e n i n gp l a n t sf o r r e m o v i n gf o r m a l d e h y d e k e yw o r d s ： i n d o o rp l a n t ；f o r m a l d e h y d e ；d e p o s i t i o nv e l o c i t y ；s e r e e n i n g ；s t o m a t a l c o n d u c t a n c e 高效净化甲醛的室内植物筛选及其净化动力学特性研究 全文表列 表1 1 不同甲醛浓度的健康效应4 表1 - 2 净化甲醛气体的室内植物种类表1 5 表2 1 供试植物的概况表2 6 表3 15 3 种室内植物净化甲醛的能力一览表4 8 表3 2 六种室内植物的甲醛沉降速度的昼夜变化表5 4 表3 3 六种植物净化甲醛的能力的昼夜关系。5 4 表3 - 4 三种室内植物的挥发性气体的释放速率。6 2 表4 12 6 种室内植物光合生理特征指数7 3 表4 2 植物光合作用特性与沉降速度的相关性7 6 表4 3 三种室内植物的甲醛代谢酶的活性8 4 全文图列 图1 1 室内植物净化甲醛气体的途径8 图1 2 植物体内外气体交换的途径简要说明图9 图1 3 本研究的技术路线图2 2 图2 1i n t e r s c a n4 1 6 0 1 9 9 9 m 型甲醛分析仪2 4 图2 - 2l i 6 4 0 0 便携式光合作用测定仪2 4 图2 36 8 9 0 n 5 9 7 3 n 型g c m s 。2 5 图2 - 4 静态甲醛熏蒸系统。2 9 图2 5 小型实验舱气密性检验( 甲醛自然衰减率) 3 1 图2 - 6 室内植物源v o c s 气体的采样流程图3 5 图2 7 离心后的提取液的颜色变化3 7 图2 8s c p h a d c xg 2 5 层析柱分离去除硫酸铵。3 7 图3 15 3 种植物的甲醛去除量的频度分布直方图4 7 图3 25 3 种植物的甲醛沉降速度的频度分布直方图4 7 图3 3 六种室内植物的甲醛沉降速度的昼夜变化5 3 图3 - 4 六种室内植物昼夜吸附能力比重5 5 图3 5 利用分类方法对室内植物甲醛沉降速度进行赋值的流程图5 6 图3 _ 6 三种室内植物昼夜四类v o c s 释放速率6 0 图3 7 三种室内植物在甲醛胁迫下四类v o c s 释放速率6 4 贰 目录 图3 8 三种室内植物的四类v o c s 不同环境下的释放速率变化6 5 图3 - 9 三种室内植物的总挥发性有机物在不同环境下的释放速率变化6 5 图3 1 0 三种室内植物在不同环境下的各种v o c s 释放速率的变化6 6 图4 1 甲醛熏蒸对植物光合速率的影响变化图7 l 图4 2 甲醛熏蒸对植物气孔导度的影响变化图。7 l 图4 3 甲醛熏蒸对植物胞间c 0 2 浓度的影响变化图7 2 图4 _ 4 甲醛熏蒸对植物蒸腾速率的影响变化图7 2 图4 5 三种室内植物光合生理特性的昼夜变化7 5 图4 6 沉降速度与水蒸汽气孔导度的线性拟合曲线7 7 图4 7 蒸腾速率与水蒸汽气孔导度的线性拟合曲线7 7 图4 8 植物对空气污染物吸收的阻力机制分析7 8 图4 - 9 甲醛气孔导度与沉降速度的线性拟合曲线8 l 图4 - 1 0 甲醛气孔导度与沉降速度的线性拟合曲线( 常春藤) 。8 l 图4 甲醛气孔导度与沉降速度的线性拟合曲线( 橡皮树) 8 2 图4 - 1 2 甲醛气孔导度与沉降速度的线性拟合曲线( 秋海棠) 。8 2 图4 1 3 叶面非气孔导度预测值和实测值对比图8 2 图4 1 4 四种植物的沉降速度与甲醛脱氢酶的活性关系8 5 图4 15 三种植物的沉降速度与甲酸脱氢酶的活性关系8 5 附录 附表l 供试植物的植物分类表9 9 附图l 六种高效净化甲醛的常见室内植物实物图1 0 1 附图26 6 种v o c s 标准气体的质谱图1 0 2 附图3 橡皮树昼间释放v o c s 气体的质谱图1 0 2 附图4 波士顿蕨昼间释放v o c s 气体的质谱图1 0 2 附图5 常春藤昼间释放v o c s 气体的质谱图1 0 3 附图6 橡皮树夜间释放v o c s 气体的质谱图1 0 3 附图7 波士顿蕨夜间释放v o c s 气体的质谱图1 0 3 附图8 常春藤夜间释放v o c s 气体的质谱图。1 0 4 附图9 橡皮树在甲醛胁迫下释放v o c s 气体的质谱图。1 0 4 附图1 0 波士顿蕨在甲醛胁迫下释放v o c s 气体的质谱图1 0 4 附图1 l 常春藤在甲醛胁迫下释放v o c s 气体的质谱图。1 0 5 ：叁 原创性及使用授权声明 论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本 脘镱谢悴栅撇髅釉黧麓弛缓撒 日期讽拜6 月g 日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编入 有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。 学位论文作者签名：绷 日期：vl 拜阴8 日 导师签名：冽 日期：y 【岸阴g 日 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论弟一早硒比 上个世纪5 0 年代伦敦烟雾事件发生后，人们更深刻地认识到大气污染会严 重危害着人体健康。其实自从西方工业革命给人类文明带来飞跃发展以来，整个 大气环境却是一直在恶化，迫使人类不得不重视大气污染问题。可是人类一直致 力于治理大气污染的时候，却忽视了室内空气污染( i n d o o ra i rp o l l u t i o n ) 这个 “隐形的杀手”。 虽然在上个世纪6 0 年代，国外就有学者开始了室内空气质量的研究，可是 直到8 0 年代开始，美国、日本、加拿大和欧洲各国的报纸杂志上才频繁出现s b s 的词汇。世界卫生组织( w h o ) 于1 9 8 2 年把室内空气污染引起人们身体的眼、鼻、 咽喉部位有刺激感、头疼、易疲劳、呼吸困难、皮肤刺激、嗜睡、哮喘等非特异 症状称为病态建筑物综合症( s i c kb u i l d i n gs y n d r o m e ，s b s ) ( w h o ，1 9 8 2 ) ， 室内空气污染问题才开始为大众所关注。当人类开始正视室内空气污染问题的时 候，才发现室内空气污染的严重性：大概有几百种挥发性有机污染物( 如甲醛) ， 来自室内的装修的油漆、粘合胶、地毯、窗帘、家具、电脑、清洁剂，以及其它 室内空气污染物，如无机化合物、气溶胶、重金属、微生物和放射性气体等，它 们不仅被发现在办公室、学校、医院、娱乐场所，甚至在家里( b cw o l v e r t o n ， 1 9 8 9 ) 。加上世界能源的日趋紧张，包括发达国家在内的许多国家都十分重视节 约能源，许多建筑物都被设计得非常紧密，减少室内通风，使得室内污染物不易 扩散，增加了室内人群对污染物接触的水平。而且人的一生大约8 0 的时间在室 内环境度过的，与室内空气污染的接触时间多于室外尤其是老、弱、病、残、 幼、孕等体弱人群，在室内活动的时间很长，室内空气质量( i n d o o ra i rq u a l i t y ， i a q ) 对他们更为重要。国际上一些室内环境专家提醒人们，在经历了工业革命带 来的“煤烟型污染”和“光化学烟雾型污染后，现代人正进入以“室内空气污 染”为标志的第三污染时期( 姚运先等，2 0 0 5 ：朱乐天等，2 0 0 3 ；周中平，2 0 0 3 ； 吴忠标等，2 0 0 5 ) 。 1 高效净化甲醛的室内植物筛选及其净化动力学特性研究 在1 9 8 9 年3 月，美国环保局( e p a ) 在室内空气质量大会上报告，发现在新 建的建筑物里有9 0 0 多种有机污染物，一些污染物的污染水平比室外正常水平高 1 0 0 倍( e p a ，1 9 8 9 ) 。在这众多有机污染物中，甲醛以其来源广泛、危害性大、 持续时间长等特点，已成为我国新家装修中的最主要污染物。长期的室内甲醛污 染会对人体健康造成非常严重的危害，其对人体黏膜和皮肤有着强烈的刺激作 用，高浓度吸入时会出现呼吸道严重的刺激和水肿，呼吸道阻力增高，呼吸频率 下降，眼刺激，头痛等症状。低浓度吸入可导致持续头疼、无力、失眠等。长期 暴露会导致皮炎、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常、中枢神经系统受影 响、还可损伤细胞内的遗传物质( 吴忠标等，2 0 0 0 ；e p a ，2 0 0 7 ) 。美国职业安全 卫生研究所n o s h 将甲醛确定为致癌物质，国际癌症研究所也建议将甲醛作为可 疑致癌物对待，而世界卫生组织( w h o ) 及美国环境保护局( e p a ) 均将甲醛列为潜 在的危险致癌物与重要的环境污染物加以研究和对待( 白志鹏等，2 0 0 6 ) 。 因此，人们迫切需要一种安全有效、能长期去除室内甲醛污染的方法。很早 以前古希腊人和古埃及人就把绿色植物引进室内，用来绿化、美化以及装饰居室， 给居室带来生机和美丽。最近三十年以来研究表明绿色植物在减轻大气污染中具 有重要作用，这使得越来越多的研究者将目光转向植物对室内污染气体的净化作 用，尤其是对室内挥发性有机污染物净化的研究。过去已有很多研究报告指出植 物会吸收室内各种气态污染物，主要包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、丙酮以及三 氯乙烯等v o c 以及氨水等气体( j j c o r n e j o ，1 9 9 9 , rw o o d ，ro r w e l l ，2 0 0 1 ， 2 0 0 4 ，2 0 0 6 , y a n - j u ，2 0 0 7 , o y a b u ，t e ta 1 ，2 0 0 3 ，2 0 0 8 ；b cw o l v e r t o ne ta 1 ， 1 9 8 4 ，1 9 8 5 ，1 9 8 9 ，1 9 9 3 ；l d ek e m p e n e e re ta 1 ，2 0 0 4 ,j e o n g e u ns o n g e t a 1 ，2 0 0 7 ：d e v iu g r e k h e l i d z ee ta 1 ，1 9 9 7 , 杨玉婷，2 0 0 7 ；郭秀珠等，2 0 0 6 ， 2 0 0 7 ) ，甲醛( o y a b u ，te ta l ，2 0 0 3 ，2 0 0 5 ，2 0 0 8 ；t a k a y u k ik o n d oe ta 1 ， 1 9 9 5 ，2 0 0 3 ；b cw o l v e r t o ne ta 1 ，1 9 8 4 ，1 9 8 5 ，1 9 8 9 ，1 9 9 3 ；h e r i b e r tb c h m i t z ， 2 0 0 0 ；白雁斌等，2 0 0 3 ；郭秀珠等，2 0 0 6 ，2 0 0 7 ；周晓晶等，2 0 0 6 ；陈彦字，2 0 0 7 ) ， 还有c 0 ( b cw o l v e r t o n ，1 9 8 5 ；j a n et a r r a n ，2 0 0 7 , 胡海红等，1 9 9 6 ) 、c 如( j a n e t a r r a n ，2 0 0 7 ；胡海红等，1 9 9 6 ) 、n 0 2 ( b cw o l v e r t o n ，1 9 8 5 ) 、s 晚( 胡海红等， 1 9 9 6 ) 等。 大量的实验证明，室内植物不仅能用来美化室内环境，还能净化室内外空气 污染。总之植物净化是一条绿色的生物净化途径，是一种符合公众需求和心理的 2 第一章绪论 技术，也是一种经济有效的、去污净化的方法。 1 2 室内甲醛污染的概述 i 2 1 室内甲醛污染的特性 甲醛( f o r m a l d e h y d e ) 无色气体，相对空气质量3 0 0 3 ，易挥发( 熔点- 9 2 c ； 沸点- 1 9 5 ) ，易溶于水和乙醇。由于甲醛的辛醇水分配系数低( 1 0 9 k = o 3 5 ) ， 不易溶于脂性和类脂性物质( 姚运先等，2 0 0 5 ：朱乐天等，2 0 0 3 ；周中平，2 0 0 3 ； 吴忠标等，2 0 0 5 ) 。其分子结构式为h c h o ，是最简单的醛类化合物，也是最简 单的c l 化合物，具有生物可利用性( 殷飞，2 0 0 7 ) 。 室内甲醛污染的来源广泛，主要来源于以下几方面( 姚运先等，2 0 0 5 ；朱乐 天等，2 0 0 3 ；周中平) ：用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨 花板等人造板材的胶黏剂，是以甲醛为主要成分的脲醛树脂，板材中残留的和未 参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放，是形成室内空气中甲醛的主体；还有含 有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰材料，比如贴墙布、贴墙纸、化 纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等；及燃烧后会散发甲醛的某些材料，比如香烟 及一些有机材料( c ah a l e s ，1 9 9 2 ：c ar i s n e r ，1 9 9 4 ) 。 室内甲醛会不断地释放出来，释放周期可达3 到1 5 年，甲醛浓度随着室内 温度和湿度的变化而变化。一般来说，装修三个月后的家居里的甲醛浓度仍然会 超标。 甲醛对皮肤和黏膜有强烈的刺激作用，可使细胞中的蛋白质凝固变性，抑制 一切细胞机能。由于甲醛在体内生成甲醇而对视丘及视网膜有较强的损害作用。 甲醛能与蛋白质中n h 2 基结合生成甲酰化蛋白，其反应速度受p h 值和温度的显着 影响。进入人体内的甲醛代谢迅速，氧化为甲酸后很快被氧化为二氧化碳，从肺 部呼出，部分甲酸从尿中排出。因此，人和动物吸人甲醛后，血液中甲醛浓度并 未发现升高。甲醛对人眼的刺激阈可低至0 6 - , i 2 m g m 3 ，嗅觉 0 0 6 m g 岔( e p a ，2 0 0 7 ) 我国有关学者的论文文献指出了不同甲醛浓度对人 的健康效应，结果如表l - i 所示( 瞿树妙等，1 9 9 4 ；赵淑华等，2 0 0 2 ) 。 高效净化甲醛的室内植物筛选及其净化动力学特性研究 表1 - 1 不同甲醛浓度的健康效应 t a b l e l - ih e a l t he f f e c t su n d e rd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so ff o r m a l d e h y d e 浓度( m g m 3 ) 效应 浓度( m g m 玉) 效应 0 0 5脑电图改变1 0组织损伤 眼刺激阈 嗅觉刺激阈 上呼吸道刺激阈 呼吸道疾病增加 6 0 6 0 1 2 0 肺部刺激 肺水肿 死亡 1 2 2 室内甲醛污染现状 在我国，室内甲醛污染问题存在于各个城市，各种室内场合。国内学者分别 对乌鲁木齐( 韩涛等，2 0 0 7 ) 、昆明市( 钱丽艳等，2 0 0 7 ) 、北京市( 伊浦等， 2 0 0 7 ) 、长春市( 任凯等，2 0 0 7 ) 、武汉市( 迟欣等，2 0 0 7 ) 、重庆市( 李娟等， 2 0 0 6 ) 、广州市( 彭燕等，2 0 0 8 ) 、江西省( 张丽等，2 0 0 7 ) 、安徽市( 徐业林 等，2 0 0 9 ) 、广东省( 广东省首次室内空气质量调查报告，2 0 0 5 ) 等等城市省份 进行室内空气调查，基本上甲醛的浓度都高于0 1i n g m 3 ，甚至高达3 3 9 m g m 3 显示目前国内室内甲醛污染普遍存在且比较严重。在国外，诸多研究与国内对比， 甲醛污染水平显着小于国内，但依然显示甲醛污染的普遍存在。日本全国2 0 0 0 年到2 0 0 5 年间室内空气污染调查发现：2 7 的调查房屋甲醛超标( h o s a w a ， 2 0 0 8 ) 法国城市s t r a s b o u r g 各个地方进行甲醛的监测调查发现大部分监测值 都低于该限值，但是各室内的甲醛浓度依然显着高于室外( c m a r c h a n d ，2 0 0 8 ) ； j o n g r y e u ls o h n 等人( j o n g r y e u ls o h n ，2 0 0 9 ) 对韩国某5 5 间学校进行监测， 结果显示建成1 年内的学校的甲醛浓度( 平均值0 1 6 p p m ，相当于0 1 9 2 m g m 3 ) 显着高于韩国室内空气标准，也高于w h o 的相关标准。室内甲醛污染普遍存在且 对人体健康的危害非常大，因此近年来世界各国针对室内甲醛浓度订定建议标准 值基本在0 0 铷i p p m 范围内。( h e a l t hc a n a d a ，1 9 9 5 ；h o n gk o n g ，1 9 9 9 ； s t a n d a r d sa u s t r a l i a ，1 9 9 1 ) ，而我国国内室内甲醛的标准定为0 1 m g m 3 。 4 龙 屹 钙 。 盼 o o 第一章绪论 1 3 室内植物净化室内甲醛污染的研究进展 利用植物净化室内空气污染物实际上是植物修复技术( p h y t o r e m e d i a t i o n ) 应用的扩展，植物修复就是利用植物吸收甚至去除环境中污染物的技术。美国国 家环保局所定义的广义上的植物修复技术是指利用植物提取、吸收、分解、转化 或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技术的总称。植物 的修复技术上最初是定义在土壤上的重金属、有机和无机物的修复，后来发现植 物也能净化大气的污染物，从此将植物修复技术用于治理大气污染的研究也逐渐 增多。 室内植物修复技术其实也属于植物修复气体污染技术范畴，和室外大气污染 的植物修复比较，只是修复污染物质的不同和植物品种不同。因为室内和室外的 环境因素，以及室内空气污染和大气污染的特点不同，造成了室内空气污染的植 物修复也不完全等同于室外的植物修复。从植物修复技术的发展史上来说，土壤 和水的植物修复技术最早，大气的植物修复技术比室内空气的植物修复技术更 早，相关的报导和文献较多。d a v i e sa n de v a n s 等人于1 9 6 4 年就发现土壤微生 物能降解有毒的有机化学物( d a v i e se ta 1 ，1 9 6 4 ) ；w o v e r t o na n dh a r r i s o n 于 1 9 7 3 年证明了莲花和赤焰灯心草能够去除土壤中的高毒除草剂( b cw o v e r t o ne t a 1 ，1 9 7 3 ) ；r o v l r a 于1 9 5 9 年就证明了水生植物及其根区微生物能去除杀虫剂 ( r o v l r a ，1 9 5 9 ) ：1 9 7 1 年h i l l 用紫花苜蓿( a l f a l f a ) 及燕麦( o a t ) 对多种气态污染 物的吸收速度的研究，证实植物的确可吸收s 0 2 、n q 、0 3 、c 1 。等气态污染物( h i l l ， 1 9 7 1 ) 。直到1 9 8 4 年w o l v e r t o n 等人才第一次将室内植物用来去除办公室和房 子的化学污染物( w o l v e r t o n ，1 9 8 4 ) 。 国外研究植物净化室内空气污染比中国起步更早，国外在这方面的研究有 二十多年的历史，而中国只有最近十年才有相关的报道。尽管国外研究的历史较 长，但是根据已有的国外文献来看，这方面的研究仍然处于起步阶段，因此植物 净化甲醛的研究仍然需要深入 植物净化甲醛的研究热点问题主要集中在以下三个方面：( 1 ) 植物净化甲 醛性能的研究；( 2 ) 植物净化甲醛的机理及基因工程技术研究；( 3 ) 植物和其 他技术的联合修复的研究。通过查阅已有文献，可以明显发现，国外的植物净化 s 高效净化甲醛的室内植物筛选及其净化动力学特性研究 室内空气的研究集中在苯、甲苯、乙苯、二甲苯、丙酮以及三氯乙烯等v o e 以及 氨水等气体，对于甲醛的研究相对较少，相反国内的研究却集中在甲醛上。可能 由于甲醛的极性较强，易溶于水( 跟一般的v o c 的性质不同) ，给实验带来很大 的误差和难度，所以关于甲醛的深入研究一直都难以展开。至于国内关于甲醛的 研究却相对较多，可能是由于国内的室内空气污染的最主要物质是甲醛气体，人 们更迫切希望能够治理好甲醛的污染问题，于是随之的研究便越来越多。 1 3 1 室内植物净化甲醛的性能研究 国外最早开展植物净化室内空气污染研究的是美国航天局( n a s a ) 的b c w o l v e r t o n 博士。由于美国航天局( n a s a ) 在七十年代就已经开始关注在空间站这 样一个密闭环境中的空气污染问题，他从1 9 8 4 年到1 9 8 9 年间进行了一系列的相 关研究( b cw o l v e r t o ne t a l ，1 9 8 4 ，1 9 8 5 ，1 9 8 9 ，1 9 9 3 ) ，并著书h o wt og r o w f r e s ha i r ：5 0h o u s ep l a n t st h a tp u r i f yy o u rh o m eo ro f f i c e ) 。目的是为了了解植 物净化室内空气污染的效果，以便能够解决室内空气污染问题。关于他的室内植 物净化室内甲醛的主要研究结论如下：对甲醛净化效果十大最好的植物分别是波 斯顿蕨( n e p h r o l e p i s e x a l t a t a b o s t o n i e n s i s )、 菊花( d e n d r a n t h e m ax g r a n d i f l o r u m ) 、罗比亲王海枣( p h o n i xr o e b e l e n i i ) 、 竹蕉( d r a c a e n a d e r e m e n s i sj a n e tc r a i g ) 、雪佛里椰子( c h a m a e d o r e as e i f r i t z i i ) 、常春藤( h e d e r a h d i x ) 、垂叶榕( f i c u sb e n j a m i n a ) 、白鹤芋( s p a t h i p h y l l u mw a l l i s i i c l e v e l a n d i i ) 、 黄椰子( c h r y s a