楊紅瑞

(山西潞安礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046299)

甲醛是典型的揮發(fā)性有機(jī)物，存在于多種裝潢材料中，具有污染來源廣、持續(xù)釋放時(shí)間長(zhǎng)和強(qiáng)致毒致癌等特點(diǎn)。我國(guó)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T18883-2002)規(guī)定，室內(nèi)空氣中甲醛濃度應(yīng)低于0.1 mgm-3，但實(shí)際上國(guó)內(nèi)大多數(shù)新裝修后場(chǎng)所內(nèi)的甲醛濃度均遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[1]。因此，如何簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、有效地降低室內(nèi)甲醛含量是一個(gè)亟待解決的問題。

目前，常見的室內(nèi)甲醛控制技術(shù)有等離子技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、光化學(xué)氧化技術(shù)、植物凈化技術(shù)和吸附技術(shù)等[2]。其中植物凈化技術(shù)不僅能凈化室內(nèi)空氣，還能美化室內(nèi)環(huán)境，是一種符合公眾需求以及經(jīng)濟(jì)有效的綠色凈化修復(fù)技術(shù)[3]。20世紀(jì)80年代，學(xué)者Wolverton[4]率先開展了植物吸收甲醛的研究，開啟了植物凈化室內(nèi)空氣的研究。之后，越來越多的學(xué)者開始植物凈化室內(nèi)空氣的研究[5,6]。在國(guó)內(nèi)，胡海紅等[7]較早開展了植物凈化室內(nèi)空氣方面的探索性研究，之后，觀賞植物凈化室內(nèi)空氣污染的研究陸續(xù)開展[8-10]。前人對(duì)觀賞植物甲醛吸收能力的研究主要集中在百合科、天南星科，而蕨類植物喜歡潮濕的環(huán)境，適合衛(wèi)生間、廚房等室內(nèi)比較潮濕的地方，在居民家庭中被廣泛應(yīng)用。但是，蕨類植物甲醛凈化能力研究較少，對(duì)比不同科植物甲醛凈化能力的研究更少。鑒于此，本文選擇了3種天南星科植物和3種蕨類植物，探討不同種類植物的甲醛凈化能力，以期為科學(xué)評(píng)價(jià)植物凈化甲醛能力以及選擇合適的室內(nèi)觀賞植物凈化室內(nèi)污染提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 植物材料

從花卉市場(chǎng)購(gòu)買3種天南星科植物和3種蕨類植物(見表1)各4株，同種植物選擇株型一致、長(zhǎng)勢(shì)相同、大小相似的盆栽作為試驗(yàn)材料。

表1 植物材料

1.2 試驗(yàn)裝置

參考Wolverton密封艙法[4]，自行設(shè)計(jì)長(zhǎng)×寬×高為40 cm×40 cm×60 cm的透明玻璃箱做密封熏氣箱，每個(gè)密封箱的頂部玻璃可以打開，且在頂部靠側(cè)面的位置留有一個(gè)直徑1.4 cm的取樣圓孔，方便儀器探頭的進(jìn)入及甲醛的滴入。測(cè)試前圓孔用透明膠帶密封，密封箱的各連接處也用硅膠做密封處理。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室室溫保持在25 ℃(±2 ℃)，相對(duì)濕度為46%(±5%)。具體試驗(yàn)步驟如下：

(1)每種植物做甲醛熏氣處理3株，不做熏氣處理的1株，并留1個(gè)不放植物的甲醛熏氣空箱做甲醛濃度校正，共計(jì)25個(gè)玻璃箱。

(2)在需要熏氣處理的密封箱底部放入一片濾紙，用移液槍吸取40%的甲醛溶液1 mL，從取樣孔中滴到濾紙上，并將玻璃箱密封好。

(3)經(jīng)過預(yù)實(shí)驗(yàn)，約2 h后密閉箱中的甲醛揮發(fā)穩(wěn)定。

(4)花盆中土壤量保持大致相同，事先用保鮮膜將花盆及土壤包纏密封，以減少根際土壤和土壤微生物對(duì)甲醛吸收的影響。

(5)將纏好保鮮膜的盆栽放入揮發(fā)穩(wěn)定的熏氣箱中并取出濾紙，迅速將玻璃箱再次密封，此時(shí)測(cè)得熏氣箱中的甲醛濃度為2.57～2.85 mgm-3。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 甲醛吸收量的測(cè)定 用SnkonXK-A3甲醛檢測(cè)儀(徐州興科環(huán)境公司)測(cè)定甲醛含量，以0 h密封箱中的甲醛濃度作為初始濃度，24 h密封箱內(nèi)的甲醛濃度作為終止?jié)舛?，并用未放植物的空白箱?nèi)甲醛濃度進(jìn)行校正。甲醛的吸收效果以單位時(shí)間內(nèi)單位面積的甲醛吸收量表示。植物葉面積用YMJ-B葉面積測(cè)量?jī)x(山東恒美電子科技)測(cè)定。

1.4.2 植物生理指標(biāo)測(cè)定 植物葉綠素含量用乙醇浸提比色法測(cè)定；葉片過氧化物酶(POD)采用木酚比色法測(cè)定；葉片丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定[11]。以上生理指標(biāo)均于甲醛熏蒸前后各測(cè)定1次，每個(gè)指標(biāo)測(cè)定均重復(fù)3次取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 整株植物單位時(shí)間內(nèi)單位葉面積對(duì)甲醛的吸收量

天南星科植物和蕨類植物對(duì)甲醛均有一定的吸收能力，但不同品種凈化能力的大小不同，吸收效果存在差異(表2)。其中紅掌單位時(shí)間單位葉面積吸收量最大，達(dá)到了0.061 mgm-2h-1，顯著高于其他植物種類；鐵線蕨最小，為0.015 mgm-2h-1。單位時(shí)間單位葉面積甲醛吸收量從高到低依次為紅掌>廣東萬年青>綠蘿>腎蕨>鳥巢蕨>鐵線蕨，總體而言，天南星科植物對(duì)甲醛吸收能力比蕨類植物大。

表2 整株植物對(duì)甲醛的吸收量

2.2 甲醛脅迫對(duì)室內(nèi)觀賞植物生理特性的影響

圖1甲醛脅迫24h前后葉綠素含量的變化

(圖中小寫英文字母表示不同植物葉綠素降低量之間的5%差異顯著性)

2.2.1 甲醛脅迫對(duì)室內(nèi)觀賞植物葉綠素含量的影響 植物受到不良環(huán)境的脅迫后，可引起葉片細(xì)胞中葉綠素降解，進(jìn)而影響植物光合作用速率。從圖1中可知，甲醛熏氣處理24 h后，天南星科植物和蕨類植物葉片細(xì)胞中葉綠素含量均有不同程度下降。其中，以紅掌葉綠素降解量最大，達(dá)到了0.95 mgg-1；其次為廣東萬年青，下降量為0.87 mgg-1。二者顯著高于其他植物。甲醛脅迫24 h后，供試植物中葉綠素含量下降量從大到小依次為紅掌>廣東萬年青>鐵線蕨>綠蘿>鳥巢蕨>腎蕨，總體而言，天南星科植物中葉綠素降解量比蕨類植物大。

2.2.2 甲醛脅迫對(duì)室內(nèi)觀賞植物POD活性的影響 POD作為一種重要的細(xì)胞保護(hù)酶，其含量增加是植物對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)。從圖2可知，甲醛熏氣處理24 h后，兩類植物葉片細(xì)胞中的POD活性均增加，以紅掌POD活性降低量最大，降低量達(dá)178.12 gmin-1，顯著大于其他植物POD活性降低量。分析可知，供試植物體內(nèi)POD活性與甲醛吸收量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.911)?？傮w而言，天南星科植物中POD活性增加量比蕨類植物大(除鳥巢蕨外)。

圖3甲醛脅迫24h前后POD活性的變化

(圖中小寫英文字母表示不同植物POD活性增加量之間的5%差異顯著性)

2.2.3 甲醛脅迫室內(nèi)觀賞植物MDA含量的影響 MDA是植物對(duì)不良環(huán)境脅迫反映強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，其含量的增加會(huì)降低細(xì)胞內(nèi)保護(hù)酶的活性，本試驗(yàn)中可以用來反映植物對(duì)甲醛脅迫耐受能力的強(qiáng)弱。從圖3可知，不同植物葉片細(xì)胞中MDA含量增加量大小依次為紅掌>廣東萬年青>綠蘿>鐵線蕨>腎蕨>鳥巢蕨，由此可推斷出不同植物對(duì)甲醛脅迫環(huán)境耐受能力大小依次為鳥巢蕨>腎蕨>鐵線蕨>綠蘿>廣東萬年青>紅掌?？傮w而言，蕨類植物對(duì)甲醛脅迫環(huán)境的耐受能力要強(qiáng)于天南星科植物。

圖3甲醛脅迫24h前后MDA含量的變化

(圖中小寫英文字母表示不同植物MDA增加量之間的5%差異顯著性)

3 結(jié)論與討論

不同類型的植物對(duì)甲醛均有一定的吸收能力。研究結(jié)果表明，天南星科植物對(duì)甲醛吸收能力比蕨類植物強(qiáng)。解嬌等[12]的研究中，也得到了綠蘿對(duì)甲醛的吸收能力強(qiáng)于鳥巢蕨。供試植物中以天南星科中的紅掌對(duì)甲醛的吸收能力最強(qiáng)，單位時(shí)間單位葉面積吸收量達(dá)0.061 mgm-2h-1。

受甲醛脅迫后，會(huì)造成植物葉片細(xì)胞葉綠素降解，以天南星科植物中的葉綠素降解量大于蕨類植物；同時(shí)，葉片中的POD活性會(huì)增加，且其增加量與植物對(duì)甲醛的吸收能力呈正相關(guān)，這可能是因?yàn)橹参镂占兹┰蕉啵瑢?duì)細(xì)胞的傷害越大，進(jìn)而激活越多過氧化物酶；蕨類植物受甲醛脅迫后MDA增加量不明顯，說明蕨類植物對(duì)甲醛脅迫有一定的耐受能力；而天南星科植物遭受甲醛脅迫后MDA含量明顯增加，說明他們?cè)诩兹┟{迫下，耐受能力有限，長(zhǎng)時(shí)間受甲醛脅迫時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響其植株的生長(zhǎng)。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮場(chǎng)所內(nèi)甲醛的脅迫強(qiáng)度及環(huán)境中光照、濕度等影響，在經(jīng)濟(jì)效益與降甲醛速度中找到平衡，以選擇合適的觀賞植物。