論植物吸收室內有害氣體的重要性和研究進展

【摘 要】室內空氣污染成為危害人們身體健康的隱形殺手。本文綜述了室內氣體的危害、來源及利用植物吸收有害氣體的重要性與前景，國內外觀賞植物凈化室內有害氣體生態效果的研究進展等。

【關鍵詞】植物；吸收；室內有害氣體；重要性

隨著城市化進程的加快，城市人口不斷增長，人們生活的空間越來越擁擠，不但要面對室外空氣污染的威脅，還要面對室內環境污染的影響，目前室內環境的污染也越來越成為人們關心的問題，室內環境污染主要物質的種類、環境、質量受到多方面的影響和污染，大致可分為三大類。物理性污染：包括噪聲、光輻射、電磁輻射、放射性污染等，主要來源于室外以及室內的電器設備；化學性污染：建筑裝飾材料及家具制品中釋放的具有揮發性的化合物達幾十種，其中以甲醛、苯、氡、氨等四大室內有害氣體的危害尤為嚴重；生物性污染：主要有螨蟲、白蟻及其它細菌等，主要來自地毯、毛毯、木制品及結構主體等。 室內有害氣體等化學性污染是目前危害最嚴重，也是最難控防的，室內有害氣體成為了危害人們身體健康的隱形殺手。

1. 室內有害氣體的污染及原因分析

由裝修不當造成的甲醛、氨氣、氡氣、苯、放射性物質等是目前室內環境污染物的主要來源，也與人們的生活密切相關。

1.1 甲醛是一種有機化合物，無色易溶、具有強烈刺激性氣味。該物質主要來源于室內裝飾的膠合板、細木工板、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、涂料及一些有機材料也含有一定量的甲醛，其釋放周期為3～l5年。

甲醛對眼、粘膜和呼吸道有刺激作用，易引起肺炎、肺水腫、女性經期紊亂、新生兒畸形，嚴重的可導致鼻癌。

1.2 氡氣是一種由花崗巖、水泥、礦渣、砌塊、石膏類建材中析出的放射性物質。主要來源于以天然石材為主的無機材料（花崗石、大理石、石膏、水泥、砂等）和礦渣及工業廢渣綜合利用后的產品（煤矸石磚、粉煤灰制品）。

氡氣很容易隨著人的呼吸進入肺部，傷害人體呼吸器官，嚴重的可導致肺癌；天然石材中的射線會損壞人體造血功能，導致白血病的發生。

1.3 苯是一種無色透明、具有特殊芳香氣味的液體，密度比水小，不溶于水，常作有機溶劑。苯系物存在于油漆、膠、涂料及膩子中，其釋放周期為2～3周。

苯的含量超過一定濃度時，可在短時間內使人頭痛、胸悶、惡心、嘔吐，嚴重的可使人中毒死亡，同時苯亦可引起白細胞減少，破壞人的免疫系統，嚴重者可導致白血病和心血管疾病。

1.4 氨是一種無色、具強烈刺激、揮發性的堿性氣體，比空氣輕，溶解度高。主要在我國北方地區，許多建筑商用氨作為防凍劑加入水泥中進行冬季施工。隨著環境濕度、溫度的變化，從墻體中釋放出來，造成室內空氣中氨濃度升高，另外，家具及木飾面涂飾時所用的添加劑和增白劑，也易揮發出氨氣。氨的釋放周期為7～l0天。

氨對人體的上呼吸道、皮膚組織、感官系統有強烈的刺激和腐蝕作用，減弱了人體對疾病的抵抗力。輕者可引起頭暈、頭痛、流淚，重者可通過三叉神經末梢引起心臟停搏和呼吸停止。

2. 利用植物吸收室內有害氣體的重要性與前景

近年來，國家和有關政府主管部門對家庭裝修十分重視，先后發布了《民用建筑工程室內環境污染控制規范》（GB50325-2001）、《住宅裝飾裝修工程施工規范》（GB50327-2001）、《室內裝飾裝修材料有害物質限量十個國家強制性標準》、《住宅室內裝飾裝修管理辦法》、《商品住宅裝修一次到位實施導則》等技術立法和行政規章。但是，我國家裝市場和行業管理依然存在許多問題。全國每年上萬億元的建筑裝飾工程產值，其中60%是家庭裝修，而這些家裝70%長期被不能達到質量標準的“裝修游擊隊”所控制；1400萬從業人員，其中90%為農民工；30多萬家企業，95%是家裝公司，其中大多是“游擊隊”。家裝市場和行業管理的模式，使我們的室內居住環境面臨著各種有害氣體的威脅。

2.1 據統計人們在室內度過的時間平均達到66%，兒童更是有80%以上的時間生活在室內，室內有害氣體成為危害人們生體健康的重要原因。

（1）中國兒童衛生保健疾病防治指導中心主任戴耀華在“首屆中國室內環境污染與兒童身體健康研討會”上披露，目前中國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，其中100多萬5歲以下兒童的死因與室內空氣有關。與此同時，國家兒童健康機構在對白血病孩子的病史研究中發現：近90%的孩子家中近期都曾經裝修過，而且不少孩子家里還是豪華裝修。

（2）2007年，中國室內環境監測委員會曾發布警示：警惕甲醛超標引發兒童白血病。甲醛已經被世界衛生組織確定為一類致癌物，并且認為甲醛與白血病發生之間存在著因果關系。從室內環境監測中心調查看，目前甲醛是我國新裝修家庭中的主要污染物，兒童是室內環境污染的高危人群，2007年我國發布的流行病學統計，我國白血病的自然發病率為3/10萬人，每年約新增4萬名白血病患者，其中50%是兒童，而且以2至7歲的兒童居多。家庭裝修導致室內環境污染，被認為是導致城市白血病患兒增多的主要原因。北京兒童醫院曾統計，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裝修過。深圳兒童醫院與有關部門曾對新增加的白血病患兒進行了家庭居住環境調查，發現90%的小患者家中在半年之內曾經裝修過。2007年中國室內環境委員會統計，五年來的六千戶家庭室內環境檢測結果，發現新婚和母嬰房間檢測家庭超標七成以上，有兒童健康問題的家庭90%室內環境超標。北京婦產醫院婦幼保健院的統計數據表示，新生兒出生缺陷率持續上升，除家族遺傳、病毒感染外，還和室內裝修、長期接觸帶有輻射的設備等污染因素有很大關系。最新統計表明，0至14歲兒童成為白血病高發人群，而環境污染尤其是室內環境污染是重要誘因。

（3）2007年4月27日，世界衛生組織發表的一份聲明中指出：每年“還有數以千計的受害者因吸入裝修材料的化學物質苯而患上白血病”。這是迄今為止世衛組織首次認為裝修材料污染與白血病有關并有數量的文件。

2.2 目前市場針對室內有害氣體治理有許多方法，如有各種各樣的除味劑、殺毒劑，但這些產品都是采用化學的辦法進行處理，其實就是找一種強氧化劑把空氣中的有機物氧化掉，是否會產生二次污染，目前提供的資料還不能排除，同時化學措施可以在較短時間內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，無法抵制長期釋放的有害氣體。還有很多人的解決方法是開窗通風和放菠蘿、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，開窗通風也難流到室外，而且甲醛的揮發期漫長，簡單的通風并不能有效去除。“裝修后涼三個月就沒事”這樣的觀點同樣存在欺騙性。三個月只是表層有害氣體得到暫時性揮發，但裝修材料深層的揮發還在源源不斷緩慢釋放，事實上，甲醛的釋放周期達3～15年。

（1）活性炭吸附法去除室內污染是目前市場應用較為廣泛、吸收物質種類較多的一種方法。利用先進的造孔技術將活性炭，使其具備與室內有害氣體分子大小相匹配的孔隙結構，專用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有對人體有害的氣體及空氣中的浮游細菌。有效清除室內環境污染成功應用于裝修污染治理。活性碳吸附有害氣體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）充分接觸。當這些氣體（雜質）被微孔吸附，起凈化作用。但由于活性碳吸附了有毒物質，達到飽和度后，將不再吸附，要定期更換或清洗，這造成有害物質的二次污染，同時對于廢棄的活性碳，不能隨意丟棄，否則會造成環境污染問題，必須由專門的回收公司回收焚燒或再生處理，隨著活性炭的應用范圍日趨廣泛，活性炭的回收處理開始得到了人們的重視。如果用過的活性炭無法回收，除了每噸廢水的處理費用將會增加0.83～0.90元外，還會對環境造成二次污染。

（2）尋求經濟而有效的室內空氣凈化措施，利用園林植物、環保型植物對空氣的凈化作用，持續吸收室內裝修帶來的污染氣體，成為當今研究的熱點之一。

（3）對于室內有害氣體的吸收，完全的環保概念應該是采用植物吸收分解的方法。植物通過氣孔和角質層吸收大氣中的多種化學物質，還可以通過濕潤的植物表面吸收可溶性污染物如SO2、Cl2：和HF等，經由植物維管系統進行運輸和分布，有害氣體進入植物體內后，植物可以利用其自身的生理過程將污染物由一種形態轉化為另一種形態，即植物的轉化。同時，綠色植物能夠進行光合作用，釋放氧氣，使室內空氣清新，綠色植物兼具美化環境和控制室內空氣污染的雙重功能，對于改善目前城市中人們的生活環境質量有著不可替代的作用，研究利用室內盆栽植物來吸收凈化室內空氣具有重要的現實意義與市場前景。

3. 植物吸收有害氣體的研究進展

3.1 人們日常用來點綴家庭環境的綠色植物不但能凈化空氣，調節室內氣候，還可以吸收空氣中的有害氣體。不同的植物對不同的有害氣體的吸收能力、吸收機理、凈化方式都不一樣，如“茶花”、“仙客來”、“紫羅蘭”、“晚香玉”、“牽牛花”、“石竹”、“唐菖蒲”等通過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，消除并防止室內空氣污染；“茉莉”、“丁香”、“金銀花”、“牽牛花”等花卉分泌出來的殺菌素能夠殺死空氣中的細菌、抑制結核、痢疾病原體和傷寒病菌的生長，使家庭室內空氣清潔衛生，預防疾病傳染。

3.2 不同的植物對不同類型的有害氣體的吸收能力存在差異，美國航天局（NASA）的Wolverton等于20世紀80年代初系統地開展了相關植物吸收凈化室內空氣的研究，他們用了幾年的時間，測試了幾十種不同綠色植物對幾十種化學物質的吸收能力。研究表明在24小時照明條件下，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 在眾多室內有害氣體中，甲醛由于釋放時間長，危害嚴重，已成為我國室內空氣首要污染物，利用植物吸收甲醛的研究表明，許多室內觀賞植物具有很強的吸收甲醛能力。

3.4 研究表明，虎尾蘭和吊蘭可吸收室內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）適宜室內種植的降解甲醛的植物還有綠蘿、秋海棠、銀苞芋。李慶君對6種觀賞植物吸收甲醛能力測定結果顯示，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于5年生的虎尾蘭。

（2）在室內擺放有吸附作用的植物，如仙人掌、鐵樹、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進行植物降醛能力研究，結果表明：橡皮樹、虎皮蘭、吊蘭、黃金葛和蘆薈均對室內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>蘆薈。

（3）選取金邊吊蘭和常青藤兩種植物對4種濃度的甲苯進行降解，并采用氣相色譜法檢測甲苯的含量。結果表明：兩種植物對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；在降解時間相同的條件下，兩種植物對低濃度（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20Mg/m3甲苯的降解率分別達到45.6%和49.3%，對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理也不盡相同。植物通過氣孔和角質層吸收大氣中的多種化學物質，經由植物維管系統進行運輸和分布。通過濕潤的植物表面吸收可溶性污染物如SO2：、Cl2：和HF等；而對于揮發或半揮發性有機污染物的吸收與污染物本身的理化性質有關。有害物質進入植物體內后，植物可以利用其自身的生理過程將污染物由一種形態轉化為另一種形態，即植物的轉化。通常，植物不能將所有污染物徹底氧化降解，而是經過一定的轉化后隔離在植物細胞的液泡中或與不溶性細胞結構如木質素相結合，也有人認為一旦有機污染物進入植物體首先進行的就是木質化的過程。因此，植物轉化是植物保護自身不受污染物影響的重要生理反應過程。植物轉化需要有植物體內多種酶類的參與，其中包括乙酰化酶、巰基轉移酶、甲基化酶、葡糖醛酸轉移酶和磷酸化酶等。