【摘 要】室內(nèi)空氣污染成為危害人們身體健康的隱形殺手。本文綜述了室內(nèi)氣體的危害、來(lái)源及利用植物吸收有害氣體的重要性與前景,國(guó)內(nèi)外觀賞植物凈化室內(nèi)有害氣體生態(tài)效果的研究進(jìn)展等。
【關(guān)鍵詞】植物;吸收;室內(nèi)有害氣體;重要性
隨著城市化進(jìn)程的加快,城市人口不斷增長(zhǎng),人們生活的空間越來(lái)越擁擠,不但要面對(duì)室外空氣污染的威脅,還要面對(duì)室內(nèi)環(huán)境污染的影響,目前室內(nèi)環(huán)境的污染也越來(lái)越成為人們關(guān)心的問(wèn)題,室內(nèi)環(huán)境污染主要物質(zhì)的種類(lèi)、環(huán)境、質(zhì)量受到多方面的影響和污染,大致可分為三大類(lèi)。物理性污染:包括噪聲、光輻射、電磁輻射、放射性污染等,主要來(lái)源于室外以及室內(nèi)的電器設(shè)備;化學(xué)性污染:建筑裝飾材料及家具制品中釋放的具有揮發(fā)性的化合物達(dá)幾十種,其中以甲醛、苯、氡、氨等四大室內(nèi)有害氣體的危害尤為嚴(yán)重;生物性污染:主要有螨蟲(chóng)、白蟻及其它細(xì)菌等,主要來(lái)自地毯、毛毯、木制品及結(jié)構(gòu)主體等。 室內(nèi)有害氣體等化學(xué)性污染是目前危害最嚴(yán)重,也是最難控防的,室內(nèi)有害氣體成為了危害人們身體健康的隱形殺手。
1. 室內(nèi)有害氣體的污染及原因分析
由裝修不當(dāng)造成的甲醛、氨氣、氡氣、苯、放射性物質(zhì)等是目前室內(nèi)環(huán)境污染物的主要來(lái)源,也與人們的生活密切相關(guān)。
1.1 甲醛是一種有機(jī)化合物,無(wú)色易溶、具有強(qiáng)烈刺激性氣味。該物質(zhì)主要來(lái)源于室內(nèi)裝飾的膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板和刨花板等板材以及用人造板、劣制木材膠水制作的木制家具。其它各類(lèi)裝飾材料,如某些化纖地毯、油漆、墻紙、塑料泡沫、涂料及一些有機(jī)材料也含有一定量的甲醛,其釋放周期為3~l5年。
甲醛對(duì)眼、粘膜和呼吸道有刺激作用,易引起肺炎、肺水腫、女性經(jīng)期紊亂、新生兒畸形,嚴(yán)重的可導(dǎo)致鼻癌。
1.2 氡氣是一種由花崗巖、水泥、礦渣、砌塊、石膏類(lèi)建材中析出的放射性物質(zhì)。主要來(lái)源于以天然石材為主的無(wú)機(jī)材料(花崗石、大理石、石膏、水泥、砂等)和礦渣及工業(yè)廢渣綜合利用后的產(chǎn)品(煤矸石磚、粉煤灰制品)。
氡氣很容易隨著人的呼吸進(jìn)入肺部,傷害人體呼吸器官,嚴(yán)重的可導(dǎo)致肺癌;天然石材中的射線會(huì)損壞人體造血功能,導(dǎo)致白血病的發(fā)生。
1.3 苯是一種無(wú)色透明、具有特殊芳香氣味的液體,密度比水小,不溶于水,常作有機(jī)溶劑。苯系物存在于油漆、膠、涂料及膩?zhàn)又?,其釋放周期?~3周。
苯的含量超過(guò)一定濃度時(shí),可在短時(shí)間內(nèi)使人頭痛、胸悶、惡心、嘔吐,嚴(yán)重的可使人中毒死亡,同時(shí)苯亦可引起白細(xì)胞減少,破壞人的免疫系統(tǒng),嚴(yán)重者可導(dǎo)致白血病和心血管疾病。
1.4 氨是一種無(wú)色、具強(qiáng)烈刺激、揮發(fā)性的堿性氣體,比空氣輕,溶解度高。主要在我國(guó)北方地區(qū),許多建筑商用氨作為防凍劑加入水泥中進(jìn)行冬季施工。隨著環(huán)境濕度、溫度的變化,從墻體中釋放出來(lái),造成室內(nèi)空氣中氨濃度升高,另外,家具及木飾面涂飾時(shí)所用的添加劑和增白劑,也易揮發(fā)出氨氣。氨的釋放周期為7~l0天。
氨對(duì)人體的上呼吸道、皮膚組織、感官系統(tǒng)有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用,減弱了人體對(duì)疾病的抵抗力。輕者可引起頭暈、頭痛、流淚,重者可通過(guò)三叉神經(jīng)末梢引起心臟停搏和呼吸停止。
2. 利用植物吸收室內(nèi)有害氣體的重要性與前景
近年來(lái),國(guó)家和有關(guān)政府主管部門(mén)對(duì)家庭裝修十分重視,先后發(fā)布了《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325-2001)、《住宅裝飾裝修工程施工規(guī)范》(GB50327-2001)、《室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量十個(gè)國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)》、《住宅室內(nèi)裝飾裝修管理辦法》、《商品住宅裝修一次到位實(shí)施導(dǎo)則》等技術(shù)立法和行政規(guī)章。但是,我國(guó)家裝市場(chǎng)和行業(yè)管理依然存在許多問(wèn)題。全國(guó)每年上萬(wàn)億元的建筑裝飾工程產(chǎn)值,其中60%是家庭裝修,而這些家裝70%長(zhǎng)期被不能達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的“裝修游擊隊(duì)”所控制;1400萬(wàn)從業(yè)人員,其中90%為農(nóng)民工;30多萬(wàn)家企業(yè),95%是家裝公司,其中大多是“游擊隊(duì)”。家裝市場(chǎng)和行業(yè)管理的模式,使我們的室內(nèi)居住環(huán)境面臨著各種有害氣體的威脅。
2.1 據(jù)統(tǒng)計(jì)人們?cè)谑覂?nèi)度過(guò)的時(shí)間平均達(dá)到66%,兒童更是有80%以上的時(shí)間生活在室內(nèi),室內(nèi)有害氣體成為危害人們生體健康的重要原因。
(1)中國(guó)兒童衛(wèi)生保健疾病防治指導(dǎo)中心主任戴耀華在“首屆中國(guó)室內(nèi)環(huán)境污染與兒童身體健康研討會(huì)”上披露,目前中國(guó)每年因裝修污染引起上呼吸道感染而致死亡的兒童約有210萬(wàn),其中100多萬(wàn)5歲以下兒童的死因與室內(nèi)空氣有關(guān)。與此同時(shí),國(guó)家兒童健康機(jī)構(gòu)在對(duì)白血病孩子的病史研究中發(fā)現(xiàn):近90%的孩子家中近期都曾經(jīng)裝修過(guò),而且不少孩子家里還是豪華裝修。
(2)2007年,中國(guó)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)委員會(huì)曾發(fā)布警示:警惕甲醛超標(biāo)引發(fā)兒童白血病。甲醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為一類(lèi)致癌物,并且認(rèn)為甲醛與白血病發(fā)生之間存在著因果關(guān)系。從室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心調(diào)查看,目前甲醛是我國(guó)新裝修家庭中的主要污染物,兒童是室內(nèi)環(huán)境污染的高危人群,2007年我國(guó)發(fā)布的流行病學(xué)統(tǒng)計(jì),我國(guó)白血病的自然發(fā)病率為3/10萬(wàn)人,每年約新增4萬(wàn)名白血病患者,其中50%是兒童,而且以2至7歲的兒童居多。家庭裝修導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境污染,被認(rèn)為是導(dǎo)致城市白血病患兒增多的主要原因。北京兒童醫(yī)院曾統(tǒng)計(jì),就診的城市白血病患兒中,有九成以上的患兒家庭在半年內(nèi)裝修過(guò)。深圳兒童醫(yī)院與有關(guān)部門(mén)曾對(duì)新增加的白血病患兒進(jìn)行了家庭居住環(huán)境調(diào)查,發(fā)現(xiàn)90%的小患者家中在半年之內(nèi)曾經(jīng)裝修過(guò)。2007年中國(guó)室內(nèi)環(huán)境委員會(huì)統(tǒng)計(jì),五年來(lái)的六千戶家庭室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)新婚和母嬰房間檢測(cè)家庭超標(biāo)七成以上,有兒童健康問(wèn)題的家庭90%室內(nèi)環(huán)境超標(biāo)。北京婦產(chǎn)醫(yī)院婦幼保健院的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表示,新生兒出生缺陷率持續(xù)上升,除家族遺傳、病毒感染外,還和室內(nèi)裝修、長(zhǎng)期接觸帶有輻射的設(shè)備等污染因素有很大關(guān)系。最新統(tǒng)計(jì)表明,0至14歲兒童成為白血病高發(fā)人群,而環(huán)境污染尤其是室內(nèi)環(huán)境污染是重要誘因。
(3)2007年4月27日,世界衛(wèi)生組織發(fā)表的一份聲明中指出:每年“還有數(shù)以千計(jì)的受害者因吸入裝修材料的化學(xué)物質(zhì)苯而患上白血病”。這是迄今為止世衛(wèi)組織首次認(rèn)為裝修材料污染與白血病有關(guān)并有數(shù)量的文件。
2.2 目前市場(chǎng)針對(duì)室內(nèi)有害氣體治理有許多方法,如有各種各樣的除味劑、殺毒劑,但這些產(chǎn)品都是采用化學(xué)的辦法進(jìn)行處理,其實(shí)就是找一種強(qiáng)氧化劑把空氣中的有機(jī)物氧化掉,是否會(huì)產(chǎn)生二次污染,目前提供的資料還不能排除,同時(shí)化學(xué)措施可以在較短時(shí)間內(nèi)清除甲醛等有害氣體,但大多是采取遮蓋方法,只能短期控制污染,無(wú)法抵制長(zhǎng)期釋放的有害氣體。還有很多人的解決方法是開(kāi)窗通風(fēng)和放菠蘿、柚子皮、椰子皮等一些土方法,但由于甲醛等有毒氣體密度比空氣大,多沉于地面附近,開(kāi)窗通風(fēng)也難流到室外,而且甲醛的揮發(fā)期漫長(zhǎng),簡(jiǎn)單的通風(fēng)并不能有效去除?!把b修后涼三個(gè)月就沒(méi)事”這樣的觀點(diǎn)同樣存在欺騙性。三個(gè)月只是表層有害氣體得到暫時(shí)性揮發(fā),但裝修材料深層的揮發(fā)還在源源不斷緩慢釋放,事實(shí)上,甲醛的釋放周期達(dá)3~15年。
(1)活性炭吸附法去除室內(nèi)污染是目前市場(chǎng)應(yīng)用較為廣泛、吸收物質(zhì)種類(lèi)較多的一種方法。利用先進(jìn)的造孔技術(shù)將活性炭,使其具備與室內(nèi)有害氣體分子大小相匹配的孔隙結(jié)構(gòu),專(zhuān)用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有對(duì)人體有害的氣體及空氣中的浮游細(xì)菌。有效清除室內(nèi)環(huán)境污染成功應(yīng)用于裝修污染治理?;钚蕴嘉接泻怏w是一種物理吸附方式,由于炭粒的表面積很大,所以能與氣體(雜質(zhì))充分接觸。當(dāng)這些氣體(雜質(zhì))被微孔吸附,起凈化作用。但由于活性碳吸附了有毒物質(zhì),達(dá)到飽和度后,將不再吸附,要定期更換或清洗,這造成有害物質(zhì)的二次污染,同時(shí)對(duì)于廢棄的活性碳,不能隨意丟棄,否則會(huì)造成環(huán)境污染問(wèn)題,必須由專(zhuān)門(mén)的回收公司回收焚燒或再生處理,隨著活性炭的應(yīng)用范圍日趨廣泛,活性炭的回收處理開(kāi)始得到了人們的重視。如果用過(guò)的活性炭無(wú)法回收,除了每噸廢水的處理費(fèi)用將會(huì)增加0.83~0.90元外,還會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。
(2)尋求經(jīng)濟(jì)而有效的室內(nèi)空氣凈化措施,利用園林植物、環(huán)保型植物對(duì)空氣的凈化作用,持續(xù)吸收室內(nèi)裝修帶來(lái)的污染氣體,成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一。
(3)對(duì)于室內(nèi)有害氣體的吸收,完全的環(huán)保概念應(yīng)該是采用植物吸收分解的方法。植物通過(guò)氣孔和角質(zhì)層吸收大氣中的多種化學(xué)物質(zhì),還可以通過(guò)濕潤(rùn)的植物表面吸收可溶性污染物如SO2、Cl2:和HF等,經(jīng)由植物維管系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸和分布,有害氣體進(jìn)入植物體內(nèi)后,植物可以利用其自身的生理過(guò)程將污染物由一種形態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種形態(tài),即植物的轉(zhuǎn)化。同時(shí),綠色植物能夠進(jìn)行光合作用,釋放氧氣,使室內(nèi)空氣清新,綠色植物兼具美化環(huán)境和控制室內(nèi)空氣污染的雙重功能,對(duì)于改善目前城市中人們的生活環(huán)境質(zhì)量有著不可替代的作用,研究利用室內(nèi)盆栽植物來(lái)吸收凈化室內(nèi)空氣具有重要的現(xiàn)實(shí)意義與市場(chǎng)前景。
3. 植物吸收有害氣體的研究進(jìn)展
3.1 人們?nèi)粘S脕?lái)點(diǎn)綴家庭環(huán)境的綠色植物不但能凈化空氣,調(diào)節(jié)室內(nèi)氣候,還可以吸收空氣中的有害氣體。不同的植物對(duì)不同的有害氣體的吸收能力、吸收機(jī)理、凈化方式都不一樣,如“茶花”、“仙客來(lái)”、“紫羅蘭”、“晚香玉”、“牽牛花”、“石竹”、“唐菖蒲”等通過(guò)葉片可以吸收有害氣體;“吊蘭”、“蘆薈”、“虎尾蘭”能夠吸收甲醛等有害物質(zhì),消除并防止室內(nèi)空氣污染;“茉莉”、“丁香”、“金銀花”、“牽?;ā钡然ɑ芊置诔鰜?lái)的殺菌素能夠殺死空氣中的細(xì)菌、抑制結(jié)核、痢疾病原體和傷寒病菌的生長(zhǎng),使家庭室內(nèi)空氣清潔衛(wèi)生,預(yù)防疾病傳染。
3.2 不同的植物對(duì)不同類(lèi)型的有害氣體的吸收能力存在差異,美國(guó)航天局(NASA)的Wolverton等于20世紀(jì)80年代初系統(tǒng)地開(kāi)展了相關(guān)植物吸收凈化室內(nèi)空氣的研究,他們用了幾年的時(shí)間,測(cè)試了幾十種不同綠色植物對(duì)幾十種化學(xué)物質(zhì)的吸收能力。研究表明在24小時(shí)照明條件下,蘆薈可去除lm3空氣中所含的90%的甲醛、常青藤能吸收90%的苯、龍舌蘭可吸收70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯、垂釣蘭能吸收96%的一氧化碳、86%的甲醛。
3.3 在眾多室內(nèi)有害氣體中,甲醛由于釋放時(shí)間長(zhǎng),危害嚴(yán)重,已成為我國(guó)室內(nèi)空氣首要污染物,利用植物吸收甲醛的研究表明,許多室內(nèi)觀賞植物具有很強(qiáng)的吸收甲醛能力。
3.4 研究表明,虎尾蘭和吊蘭可吸收室內(nèi)80% 以上的有害氣體,在24 h有光照的條件下,可消除1m3空氣中90%的甲醛。
(1)適宜室內(nèi)種植的降解甲醛的植物還有綠蘿、秋海棠、銀苞芋。李慶君對(duì)6種觀賞植物吸收甲醛能力測(cè)定結(jié)果顯示,凈化能力由高到低依次為海芋>綠蘿>虎尾蘭>綠寶石>佛肚竹>肉桂,且2年生的虎尾蘭吸收甲醛的能力強(qiáng)于5年生的虎尾蘭。
(2)在室內(nèi)擺放有吸附作用的植物,如仙人掌、鐵樹(shù)、菊花,蘆薈、吊蘭、常春藤、虎尾蘭等可減少甲醛污染[5]。熊纓等采用熏蒸法在密封箱內(nèi)進(jìn)行植物降醛能力研究,結(jié)果表明:橡皮樹(shù)、虎皮蘭、吊蘭、黃金葛和蘆薈均對(duì)室內(nèi)甲醛有很好的凈化作用,凈化能力大小依次為:虎皮蘭>黃金葛>吊蘭>橡皮樹(shù)>蘆薈。
(3)選取金邊吊蘭和常青藤兩種植物對(duì)4種濃度的甲苯進(jìn)行降解,并采用氣相色譜法檢測(cè)甲苯的含量。結(jié)果表明:兩種植物對(duì)4種濃度的甲苯都具有一定的降解能力,降解能力隨甲苯濃度增加而降低;在降解時(shí)間相同的條件下,兩種植物對(duì)低濃度(20Mg/m3)甲苯的降解率比高濃度(160Mg/m3)甲苯的降解率大,16h后金邊吊蘭和常青藤對(duì)20Mg/m3甲苯的降解率分別達(dá)到45.6%和49.3%,對(duì)160Mg/m3甲苯的降解率只有28.4%和21.6%。
3.5 植物吸收有害氣體的機(jī)理也不盡相同。植物通過(guò)氣孔和角質(zhì)層吸收大氣中的多種化學(xué)物質(zhì),經(jīng)由植物維管系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸和分布。通過(guò)濕潤(rùn)的植物表面吸收可溶性污染物如SO2:、Cl2:和HF等;而對(duì)于揮發(fā)或半揮發(fā)性有機(jī)污染物的吸收與污染物本身的理化性質(zhì)有關(guān)。有害物質(zhì)進(jìn)入植物體內(nèi)后,植物可以利用其自身的生理過(guò)程將污染物由一種形態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種形態(tài),即植物的轉(zhuǎn)化。通常,植物不能將所有污染物徹底氧化降解,而是經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)化后隔離在植物細(xì)胞的液泡中或與不溶性細(xì)胞結(jié)構(gòu)如木質(zhì)素相結(jié)合,也有人認(rèn)為一旦有機(jī)污染物進(jìn)入植物體首先進(jìn)行的就是木質(zhì)化的過(guò)程。因此,植物轉(zhuǎn)化是植物保護(hù)自身不受污染物影響的重要生理反應(yīng)過(guò)程。植物轉(zhuǎn)化需要有植物體內(nèi)多種酶類(lèi)的參與,其中包括乙?;?、巰基轉(zhuǎn)移酶、甲基化酶、葡糖醛酸轉(zhuǎn)移酶和磷酸化酶等。