观赏植物对甲醛的吸收能力的研究

1、观赏植物对甲醛的吸收能力的研究进入21世纪后，人们对精神生活的要求也随着人们物质生活水平的不断改善而日益提高。人们对于室内装修的要求不仅仅局限于温馨舒适，还必须得装饰得有格调和品位。室内装修越来越复杂的同时，人们的身体健康也遭受了严重的危害。人类的“健康杀手”主要为以甲醛为首的室内污染气体。幸运的是，大多数观赏植物对室内空气中的甲醛有明显的去除作用，上世纪八十年代以来，国内外研究发现许多室内观赏植物对苯、甲醛等室内污染气体有着明显的净化去除作用，而这些可以有效吸收污染气体的观赏植物已逐渐成为人们的天然空气净化器。但不同植物去除甲醛的能力不同,其耐受性也有不小的差异。研究观赏植物对甲醛气体的净化

2、作用对室内空气环境的改善具有十分重要的意义。作者以国内一些常见的室内观赏植物为研究对象，将它们对甲醛的净化能力进行对比，综合评价他们耐受甲醛的能力及净化甲醛的效果，为日常居室绿化布置提供科学准确的依据。1 室内观赏植物对甲醛吸收净化能力的研究与发展概况1.1 国外对室内观赏植物净化甲醛能力的研究利用室内观赏植物吸收净化甲醛实际上是植物修复技术的扩展应用，是环境保护中的一种持续，有效补充工具。1984年美国国家航空航天局（NASA）科学家Bill Wolverton的密闭舱试验是国际上第一次利用植物吸收净化室内污染气体。他花了将近五年时间进行了这个问题的一系列相关研究。Wolverton先后观察

3、测定了一批常见的观赏类植物对室内甲醛空气的净化效果，研究结果表明，在密闭环境下，每平方厘米吊兰在6小时内能吸收甲醛2.28g、其次是合果芋0.60g、绿萝0.47g。而在另一组试验中，芦荟在一天内去除了密闭箱内91的甲醛，吊兰去除了85%的甲醛、虎尾兰可以吸收71%的苯、49%甲醛，而常青藤能去除89%的苯。1989年，Godish的研究结果表明，植物本身的茎叶，根际微生物的降解作用，植物的代谢转化都可以很好地吸收甲醛。另外，土壤中的微生物、盆里的土壤甚至花盆都可以去除甲醛等有害气体。英国剑桥大学的Grossmna教授也通过研究发现吊兰等常见室内观赏植物对室内污染空气如甲醛、苯等具有净化作用。

4、Giese等以吊兰为主要研究对象，完整的个研究了室内观赏植物吸收甲醛空气的机制。他运用同位素14 C示踪实验法，用14 C标记甲醛气体，研究结果显示，在甲醛初始浓度为8.6mgm-3 时，吊兰在24h内可以吸收89的甲醛气体，同时在吊兰的细胞组织中发现了同位素14 C的痕迹，证明甲醛被分解而成为植物体内的脂类、有机酸、氨基酸以及细胞壁成分等植物组织的有机组成部分。德国科学家schmitz等以垂叶榕和金绿萝为主要研究对象，进行了一系列完整的实验并进行测定分析，系统研究对比了光照作用对植物吸收甲醛能力的影响，研究结果显示，在有光照条件下，植物对甲醛的吸收效率非常高，大约是无光照条件下的6倍，植物对

5、甲醛的净化能力与植物组织气孔导度成正比，即植物组织气孔导度越大，植物对甲醛的吸收净化能力越强。通过对金绿萝-土壤盆栽系统的研究，Oyabu等科学家发现，随着甲醛浓度的不断升高，植物对甲醛的净化效率也会提高，即植物对甲醛的吸收效果与甲醛的浓度成正比。不同的土壤也会导致植物对甲醛的吸收净化效果出现不小的差异。Ralphl Orwell等科学家以三种常见的室内观赏植物黄金葛、千年木、白鹤芋为实验材料，通过监测植物在黑暗条件下对室内污染空气吸收净化的功效，结果表明甲醛、苯等室内有害气体可以很有效的被根系微生物所吸收。韩国的科学家孙基哲等深入研究了垂叶榕，八角金盘对甲醛等有害气体的吸收能力，实验结果显示

6、，植物吸收净化甲醛的主要能力来自于根际微生物。1.2 国内对室内观赏植物净化甲醛能力的研究进展在对于室内观赏植物吸收甲醛能力的研究方面，我国起步较晚，20世纪90年代才有人开始对室内空气净化进行研究。1996年，胡海红等选取七种室内观赏植物进行了甲醛熏气实验，他们在容积为25m3、甲醛浓度为0.16mg/m3 的密闭室内放置多盆观赏类植物，36h后，室内甲醛浓度降低约一半左右。根据北京晚报2005年的报道，吸收甲醛和苯最有效的观赏植物是常春藤。2003年白雁斌在装修过后约一年的室内进行系统的研究，结果表明，没有通风的室内甲醛浓度一直维持不变，而与此同时，同样无通风条件下，放入吊兰的室内甲醛浓度

7、在两周后显著下降。证明在室内放置吊兰等观赏植物，可以有效净化室内空气。崔媛等通过研究发现，在1m3 的密闭室内，有光照条件下，虎尾兰和吊兰24小时可以吸收90的苯或甲醛等有害气体。同时银苞芋、秋海棠、绿萝等常见观赏植物非常适合在室内种植并可以有效净化甲醛、苯等有害气体。黄爱葵等进行了大量的实验测定并对比了四种常见观赏植物吸收甲醛的能力，发现净化能力由低到高的依次为吊兰、金边虎尾兰、黄金葛、爱玉合果芋。吊兰虽然吸收甲醛能力强，但易受甲醛气体的损害。李庆君等对6种常见观赏植物吸收甲醛能力进行了系统的研究与观察，经测定并对比发现,这些常见的观赏植物对甲醛的净化能力由低到高依次为肉桂、佛肚竹、绿宝石、

8、虎尾兰、绿萝、海芋,而且并不是说植物生长的时间越长其吸收甲醛的能力就会增强，因为2年生的虎尾兰吸收甲醛的能力比5年生的虎尾兰还要强的多。在常温条件下, 曹辉等在一定甲醛浓度的密闭箱内分别放入4种常见观赏植物,测定单位面积植物叶片对甲醛的吸收净化性能,研究结果表明，对于大部分植物来说，甲醛浓度越高，其对甲醛的吸收效率反而会不断降低。并且经过对照实验发现在不同甲醛浓度条件下同一种植物对甲醛的吸收净化效率并不相同。2013年高海等利用同样的方法测定五种常见观赏植物吸收甲醛的能力，实验结果为这五种植物吸收甲醛的能力由高到低依次为绿萝，金边虎尾兰，常春藤，吊兰，君子兰。紧接着测定植物各项生理指标，经过试

9、验后，五种植物叶绿素含量均下降，且电导率都有了不同程度的增强，其中叶绿素含量下降最多的是常春藤。试验后发现君子兰的伤害度是最大的，由此可得，君子兰在这五种观赏植物中抗逆性最低。2.观赏植物吸收甲醛的方式与路径2.1 植物茎叶的吸收植物吸收甲醛的第一道关卡是植物茎叶对其的吸附作用，因为植物可以利用茎表面的皮孔以及叶片表面的气孔来吸收净化甲醛等有害气体。一般来说植物表明单位面积内气孔及皮孔越多，张开的程度越大，吸收有害气体的能力越强。甲醛也可以通过渗透进上表层的皮质层来进入植物体内，接着扩散到植物栅栏组织和海绵组织中，再经过植物的维管系统进行分布输送。所以植物叶片的形状，叶的生长角度，叶片的粗糙程

10、度，以及其表面的分泌物等都对植物吸收甲醛的能力有着一定的影响。因为甲醛溶于水，叶片表面的水分及蒸腾作用产生的水蒸气对甲醛也有一定的去除作用。另外，在植物叶片上接种微生物也有吸收甲醛的作用，但是在处理一段时间后才能体现出来，可能是因为微生物的增殖需要一定的时间。只有当微生物的数量达到一定的数值时，其对甲醛的吸收作用才能体现出来。2.2 植物转化与代谢植物细胞将有害气体吸入植物体内主要是通过自身的蒸腾作用，呼吸作用以及根际吸收作用等，植物体内的酶类和分泌物将进入植物体内的污染物消化分解，同时含有植物营养元素的污染物也能够被吸收并转化到自身体内，从而促进植物的生长发育。研究发现，一部分植物特别“喜欢

11、”某些特定的化合物，他们可以吸收降解这些污染化合物，并把它们转化成自己需要的营养物质。例如前文说到的Giese以吊兰为实验材料，运用14C标记示踪法，发现甲醛被分解而成为植物体内的脂类、有机酸、氨基酸以及细胞壁成分等植物组织的有机组成部分。德国科学家schmitz等以垂叶榕和金绿萝为主要研究对象，发现除了植物的叶子，在植物的茎与根中也可以发现被14C标记过的甲醛气体的踪迹，这些甲醛气体被运送到植物内部后，经过光合碳循环（开尔文循环）后，被植物转化代谢，在甲醛脱氢酶和甲酸盐脱氢酶这两种酶的协同作用下被转化为CO22.3 根际微生物的降解作用除了上述两种途径外，空气里的甲醛亦可不断降解于土壤或者根

12、际微生物的表面。因为一方面土壤可吸收部分甲醛，另一方面空气中的甲醛也可被根际微生物所降解。根际微生物指的是植物根表面及近根土壤中的微生物，一般来说根际微生物的数量比根际外的微生物的数量要多，大概要多出几倍到几十倍。所以它们在植物对室内空气中的有害气体的吸收净化过程中发挥了显著的作用。 大量实验表明大部分的微生物在甲醛浓度很低时即可以被杀死，但近些年不断有研究发现一些微生物对甲醛等有害气体具有很强的耐受能力，甚至还可以将甲醛等污染物中含C的有机物作为碳源氧化分解掉。已有研究表明，微生物分解甲醛有两种方式，即甲醛异化途径和甲醛同化途径。甲醛在微生物细胞内的同化作用主要分为丝氨酸途径和RuMP途径。

13、甲醛的同化作用产生C3化合物主要是由于多碳化合物和C1化合物之间的羟基化反应。微生物的环化氧化途径和非环化氧化途径构成了甲醛的异化途径。3.观赏植物修复与其他技术的联合应用的进展探究上述篇章介绍的用观赏植物去除室内污染气体实际上是一种植物修复技术，植物修复技术即利用绿色植物将有害的污染物经过植物自身的代谢转化为无害的化合物。虽然大多数观赏植物能很好的净化空气中的污染气体，但事实上吸收效率低下。最近有研究表明，有些方法可以比单一的植物修复技术取得明显的效果,大致上可分为三种，一是开发吸附基质联合植物修复的方法、二是运用光催化技术到植物修复上，三是在植物修复的基础上接种可以提高修复效率的微生物等。

14、3.1 将具有吸附功能的材料应用到植物修复上材料的吸附机理主要有物理吸附和化学吸附两种，物理吸附是靠材料具有多孔性结构或者空腔结构，能够包覆气体或者液体分子；而化学吸附是靠材料与被吸附的分子发生化学反应而达到效果。有些吸附材料可以吸附空气中的甲醛，同时，这些吸附材料也可以为植物的生长提供一些必要的微量元素，对植物的发育大有裨益。竹炭、活性炭、陶粒等都可以达到这样的效果。有一些既高效又便宜的材料,不仅可以为植物提供生长各种微量元素如钙、镁、铁、锰等, 且吸附能力很好，吸湿性能也非常好，透气性能优秀。如果以这种材料为基础开发一种可为根际微生物生长提供营养基质的物质,吸附甲醛,接着根际微生物将其作为

15、能源吸收降解,相信室内空气污染将会被大大改善.3.2将光催化技术应用到植物修复上光催化技术指的是一系列将光触媒作为催化剂的反应，纳米TiO2催化剂就是光触媒的代表，将它涂覆在基板表面上，在在日常可见光的作用下，可以产生很强的催化降解功能，能很好地吸收空气中的净化有害气体。相对来说光催化理论方面的研究发展的比较迅速，技术也比较成熟,近些年也陆续出现了很多面向市场的产品。观赏植物修复联合光催化技术可以吸收光催化在农业上的大量应用研究经验，对于去除室内空气中的甲醛具有很强的借鉴意义,喷洒在植物的叶面上一些经过可见光敏化的光催化溶胶,可以与植物很好的结合在一起共同去除室内空气中的甲醛等污染气体，提高净

16、化效率。3.3将接种微生物应用到植物修复上土壤-微生物系统是植物净化污染空气的系统中非常关键的环节,是可以有效地促进吸收室内的污染气体，而且最重要的是它是植物净化过程中快速反应的中间媒介。观赏植物对有害气体的吸收主要是通过土壤及微生物来实现的，其次依靠叶片。土壤吸收室内空气中的有害气体后，根际微生物紧接着与进入土壤内部的有害气体接触，接着根际微生物将它们降解。因而，可以通过人工培养可“吞噬”甲醛的微生物的方式，来吸收空气中的甲醛气体。4 结语在现阶段上没有有效先进手段治理室内空气污染物的情况下,利用植物及其根际微生物等的生理特性净化有害气体，不失为一种正确的方式。而且，观赏植物可以极大的美化我

17、们周围的环境，不同的场所摆放不同的植物，例如卧室里可以摆放一些让我们神经松弛的植物，利于我们休息。厨房和厕所中经常会产生异味，所以最好摆放一些可以产生芳香味道的植物。客厅是我们会见客人的场所。应当安排种植一些看起来很热情的植物。可以让宾客们觉得我们是很好相处的人，而书房中建议摆放一些生机勃勃、绿意盎然的植物，使我们学习起来精力充沛，神志清醒。所以日常生活中准确摆放可以吸收室内有害气体的观赏植物,不仅仅可以净化室内空气质量，吸收有毒气体，营造一种自然美，还可以愉悦人们的心情，舒缓压力，消除人们身心的疲劳。5 问题与展望在社会经济迅速发展的今天，室内装修越来越被人们所注重。随之而来的是人们也都开始关注室内空气质量问题。观赏植物对室内污染气体的净化的研究已经成为室内空气治理方面的重中之重，许多国内外专家学者都做出了许多研究并取得了相当多的成果。例如，1）遴选出了很多可以有效吸收室内污染物的观赏植物；2）研究发现室内观赏植物吸收甲醛污染时植物-土壤-根际微生物整个体系共同作用的