宋良友，陳振偉(.湖南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計院，湖南長沙40007;.寧波市天象林業(yè)規(guī)劃設計有限公司，浙江寧波35700)

PM2.5是指大氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5 μm的顆粒物，其化學成分主要包括有機碳(TOC)、元素碳(EC)、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、鈉鹽(Na+)等［1］。它能較長時間懸浮于空氣中，且具有巨大的比表面積，能吸附細菌、病毒和各種對人體健康有害的污染物，并隨人體的呼吸作用通過呼吸道進入肺泡，在肺泡內(nèi)積聚，引發(fā)各種疾病，尤其是對老人和兒童的身體健康構(gòu)成嚴重威脅［2］。隨著生活水平的提高，人們對室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量的要求日趨提高，然而由于室內(nèi)空氣流通性能較差，且人們在室內(nèi)環(huán)境工作、學習、生活、休息等的時間較長，使得PM2.5的危害更為顯著。PM2.5已成為繼甲醛、苯、TVOC、氨、氡之后室內(nèi)空氣污染的“第六大殺手”。

以美國為代表的歐美發(fā)達國家自20世紀70年代起即開始PM2.5污染狀況及危害的研究，以期尋找解決PM2.5污染問題的措施。由于對PM2.5的認識不夠，我國只到21世紀初在全國范圍內(nèi)出現(xiàn)霧霾天氣后，才開始大規(guī)模進行PM2.5的研究。目前我國暫未制定室內(nèi)PM2.5的環(huán)境標準，對室內(nèi)PM2.5的研究及治理已有少量文獻報道，如通過物理、化學、生物等方法進行PM2.5的控制，其中植物凈化技術(shù)以其經(jīng)濟有效和具有生態(tài)功能與美學價值而備受關注［3－4］。利用植物緩解室內(nèi)空氣PM2.5污染是一種綠色的可持續(xù)技術(shù)。該研究介紹了利用綠色植物緩解室內(nèi)PM2.5污染的研究進展。

1 室內(nèi)PM2.5污染水平及來源

1.1 我國室內(nèi)PM2.5污染水平 目前我國僅有環(huán)境空氣功能區(qū)一類區(qū)和二類區(qū)的PM2.5濃度限值，而對室內(nèi)環(huán)境空氣PM2.5的濃度限值未做規(guī)定，使得研究數(shù)據(jù)以國外(美國)的標準限值或者環(huán)境空氣功能二類區(qū)的濃度限值(年均值35 μg/m3，日均值75 μg/m3)為參照值。研究表明，廣州市住宅夏季室內(nèi) PM2.5日均濃度平均值為 67.7 μg/m3，而冬季室內(nèi)PM2.5日均濃度平均值為 109.9 μg/m3［5］。談榮華等［6］對上海一典型居民住宅區(qū)域的PM2.5日均濃度值進行了監(jiān)測，結(jié)果表明，PM2.5年均值 60 μg/m3(超國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準0.71倍)，日均濃度范圍6～258 μg/m3(最高值超國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準2.44倍)，且冬季明顯高于夏季，污染水平的變化明顯受到交通干道機動車和氣象因素的影響。段瓊等［7］對太原某高校無煙辦公室內(nèi)進行顆粒物濃度實測時發(fā)現(xiàn)其中 PM2.5超過 EPA 標準 4.185 倍。我國室內(nèi)環(huán)境 PM2.5污染狀況不容樂觀。

1.2 室內(nèi)PM2.5來源 室內(nèi) PM2.5的來源較多，它既可源于室內(nèi)各種污染源的直接排放，也可來自室外顆粒物的滲透，主要來源如下。

1.2.1 吸煙。吸煙所產(chǎn)生的顆粒物大部分都小于PM2.5，是室內(nèi)PM2.5的重要來源之一。煙草煙霧含有7 000多種化合物，包括69種Ⅰ類致癌物和172種有害物質(zhì)，可致肺癌、心臟病及支氣管炎和哮喘等。資料表明，在有人吸煙的室內(nèi)，來源于二手煙中的微顆粒物約占室內(nèi)PM2.5總量90%左右［8］。

1.2.2 生活燃料燃燒。目前我國居民烹飪、取暖所用的燃料主要有煤炭、液化氣、天然氣等，還有很大比例的農(nóng)村家庭日常生活中使用薪柴等生物質(zhì)燃料。這些燃料在燃燒時都會不同程度地釋放出顆粒物，引起室內(nèi)空氣污染。季節(jié)變換(采暖與否)能引起居室環(huán)境中濕度和粗顆粒物濃度的改變，且采暖期前室內(nèi)PM2.5的平均濃度低于室外，而采暖期室內(nèi)PM2.5的平均濃度高于室外，說明隨著供暖開始，生活習慣的改變對室內(nèi)、外PM2.5濃度的影響存在一定的規(guī)律性［9］。

1.2.3 烹調(diào)、裝修、家用電器與積塵。這些亦是室內(nèi)PM2.5的重要來源。烹調(diào)過程中除燃料的燃燒會釋放大量的微顆粒物外，廚房油煙中亦含相當數(shù)量的有毒有害微顆粒物，成為室內(nèi)PM2.5的重要來源。由于烹調(diào)過程主要集中發(fā)生在空間相對狹小的廚房，往往導致該空間的 PM2.5值相當高［10］。裝修材料釋放出的有毒物質(zhì)，也是室內(nèi)PM2.5濃度增加的原因之一。不少裝修材料雖無重味，但有害物質(zhì)仍然存在，成為室內(nèi)空氣質(zhì)量的隱形殺手。家用電器(空調(diào)、電視電腦、打/復印件等)同樣可以產(chǎn)生大量的有毒顆粒物質(zhì)。家庭生活中的被子、床、沙發(fā)、地毯等處容易產(chǎn)生積塵，一旦被風揚起就很容易造成室內(nèi)PM2.5濃度增加。

1.2.4 室外空氣顆粒物。其對室內(nèi)的滲透作用也對室內(nèi)PM2.5有貢獻。顆粒物隨著滲透風從門、窗、縫隙等進入建筑物內(nèi)部，其中細顆粒是主要的污染物。對于沒有明顯室內(nèi)污染源的住宅，約有75%的PM2.5來自室外;而對于有重要室內(nèi)污染源(吸煙、烹調(diào)等)的住宅，室內(nèi) PM10和 PM2.5中仍然有55% ～60%的部分來自室外［11］。同時，室內(nèi) PM2.5濃度也受室外氣象條件的影響。

2 室內(nèi)PM2.5綜合防控措施

根據(jù)室內(nèi)PM2.5的來源及影響因素分析，可從多方面尋求解決室內(nèi)PM2.5污染的措施。

2.1 室內(nèi)控煙 吸煙釋放的煙氣含大量PM2.5，它是室內(nèi)細顆粒物污染的重要來源。在室內(nèi)環(huán)境，特別是在室內(nèi)公共場所及老幼弱病等長期所處的居室環(huán)境進行控煙將有助于降低空氣中的 PM2.5濃度。

2.2 采用清潔能源作為生活燃料 廚房中使用天然氣、沼氣、電等清潔能源較煤炭、秸稈、薪柴等將大幅降低室內(nèi)PM2.5。另外，在城市有條件的社區(qū)還可改用集中供熱、供暖的方式替代目前分散的室內(nèi)取暖，這樣可以有效地減少因冬季取暖而帶來的室內(nèi)PM2.5濃度。

2.3 其他措施 通風稀釋是緩解室內(nèi)空氣污染的最有效策略。使用通風稀釋策略的前提條件是室外PM2.5濃度較室內(nèi)的要低，否則將加重室內(nèi)PM2.5污染。利用植物的生物修復作用(如吸附與吸收、生物同化、生物降解等)亦可起到緩解室內(nèi)PM2.5污染的效果。同時，在經(jīng)濟條件允許的情況下使用空氣凈化設備，同樣亦可降低室內(nèi)PM2.5。

3 植物緩解室內(nèi)PM2.5污染

植物對大氣污染物有一定的吸收和凈化作用，是防治大氣污染的一種有效補充手段。它是一種以太陽能為動力，利用植物的同化或超同化功能凈化大氣的綠色技術(shù)。植物主要通過莖葉及栽培基質(zhì)來阻擋、過濾和吸附空氣中的PM2.5，其滯留PM2.5能力的大小與樹種、葉面的形態(tài)、粗糙度、葉面絨毛、葉的著生角度以及表面分泌物、潤濕性、表面自由能、種植狀況以及氣象條件(風)等有關［12］。

從滯留方式來看，葉片光滑的植物其滯塵方式多為停著;葉面粗糙、有絨毛的植物，其滯塵方式多為附著;葉或枝干分泌樹脂、粘液等，其滯塵方式為粘著［13］。葉片較多、總?cè)~面積大、葉面粗糙多絨毛、能分泌粘性油脂或漿汁的樹種其滯留PM2.5能力較強。存在于植物和空氣間的阻力層，對植物對顆粒物的吸附起著重要作用。植物葉片的分形維數(shù)越大，葉面越粗糙，其滯塵能力越強。研究表明7種常見的室內(nèi)植物其滯塵能力依次為小天使＞燕子掌＞綠蘿＞發(fā)財樹＞吊蘭＞小葉榕＞虎尾蘭［14］。在滯留PM2.5的同時，植物若為毛質(zhì)葉片，則它對大氣中PM2.5的吸附會堵塞葉片表面的氣孔，從而降低對其他污染物的吸收，且受氣孔的大小、排列方式及污染物的化學性質(zhì)和環(huán)境條件的影響。

從樹種來看，不同植物滯留顆粒物的能力差異較大，單位綠地面積上的滯留量主要取決于單位面積上的綠量，高大的樹木較矮小的樹木具有較強的去除空氣中顆粒及氣溶膠性質(zhì)污染物的能力。一般地，植物葉片積塵多、不影響生長、易被大風大雨和人工大水沖刷干凈，便于重新恢復滯塵能力的植物，是較為理想的滯塵植物。植物在不同年齡、不同季節(jié)的修復能力不同。研究表明，春、秋、冬季有喬木的綠地空氣 PM2.5濃度較低，夏季草坪內(nèi)空氣 PM2.5濃度較低［15］。

從 PM2.5自身性質(zhì)來看，PM2.5本身的物理化學性質(zhì)包括單量直徑、空氣動力學重量、溶解性、辛醇－水分配系數(shù)等都直接地影響到植物的吸附、吸收［16］。親脂性污染物可被吸附在織物表面，其吸附率取決于污染物的辛醇－水分配系數(shù)。

不同的植物除了葉片表面能夠滯留PM2.5外，還能在一定程度上吸收消化PM2.5中的化學成分。因此，在考慮通過葉片滯留來去除PM2.5的同時應考慮通過生物轉(zhuǎn)化法去除PM2.5，特別應重視顆粒物對葉片氣孔的堵塞。

4 展望

室內(nèi)PM2.5和人們生活息息相關，必須提高認識，從室內(nèi)PM2.5的來源入手采取必要的措施進行防控。由于綠色植物不僅可以陶冶情操、美化環(huán)境，而且能降低空氣中的顆粒物，具有緩解室內(nèi)PM2.5污染的潛力，是一種可持續(xù)的治理技術(shù)。

［1］趙厚銀，邵龍義，時宗波.室內(nèi)空氣 PM2.5研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.環(huán)境與健康雜志，2003，20(5):310 －312.

［2］楊新興，馮麗華，尉鵬.大氣顆粒物 PM2.5及其危害［J］.前沿科學，2012，21(6):22 －31.

［3］吳海龍，余新曉，師枕，等.PM2.5特征及森林植被對其條款研究進展［J］.中國水土保持科學，2012，10(6):116 －122.

［4］石華東.室內(nèi)空氣PM2.5污染的國內(nèi)研究現(xiàn)狀及綜合防控措施［J］.環(huán)境科學與管理，2012，37(6):111 －114.

［5］黃虹，李順誠，曹軍驥，等.廣州市夏、冬季室內(nèi)外PM2.5質(zhì)量濃度的特征［J］.環(huán)境污染與防治，2006，28(12):954 －958.

［6］談榮華，張元茂，鄭葉飛，等.上海市城區(qū)典型居民住宅區(qū)PM2.5的污染狀況分析［J］.環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學，2004，21(3):226 －229.

［7］段瓊，張渝，李紅格，等.太原市某辦公室 PM10與PM2.5的實測與研究［J］.能源研究與信息，2006，22(1):12 －17.

［8］王園園，崔亮亮，周連，等.南京市部分居民室內(nèi) PM2.5和 PM1.0污染狀況［J］.環(huán)境與健康雜志，2013，30(10):900 －902.

［9］顧慶平，高翔，陳洋，等.江蘇農(nóng)村地區(qū)室內(nèi) PM2.5濃度特征分析［J］.復旦學報:自然科學版，2009，48(5):593 －597.

［10］蘇領彥，郭新彪，王明良，等.北京市某區(qū)餐廳室內(nèi)空氣細顆粒物濃度水平現(xiàn)況研究［J］.中國預防醫(yī)學雜志，2010，11(10):983－987.

［11］張永，李心意，姜麗娟，等.室內(nèi)空氣中 PM2.5初步研究［J］.環(huán)境與健康，2010，27(10):906 －907.

［12］李玫，章金鴻.大氣污染的植物修復及其機理研究的進展［J］.廣州環(huán)境科學，2006，21(2):39 －43.

［13］熊治廷.環(huán)境生物學［M］.武漢:武漢大學出版社，2000:74－90，519－520.

［14］周杰良，閆文德，王建湘.7種盆栽觀賞植物室內(nèi)滯塵能力研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009(8):7 －8，10.

［15］吳志萍，王成，侯曉靜，等.6種城市綠地空氣PM2.5濃度變化規(guī)律的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)大學學報，2008，35(4):494 －498.

［16］MUDD J B，KOZLOWSKI T T.植物對空氣污染的反應［M］.劉富林，譯.北京:科學出版社，1984:250.