多肉植物與蕨類植物對室內環境凈化效益的比較研究

劉艷紅+郗金標

摘 要：試驗以多種常見多肉植物和波士頓蕨為試驗材料，以活性炭和空白作對照，分別將多肉植物、波士頓蕨、活性炭置于密閉玻璃箱內，定期測定箱內污染物濃度變化。結果表明，兩種植物對甲醛和揮發性有機物均有一定的吸收能力，其中波士頓蕨在12h內對甲醛和揮發性有機物的吸收率分別為97%和82%，多肉植物在12h內對甲醛和揮發性有機物的吸收率分別為96%和79%，活性炭在12h內對甲醛和揮發性有機物的吸收率分別為88%和63%，空白對照組在12h內對甲醛和揮發性有機物的吸收 率分別為82%和69%。表明兩種植物對室內甲醛、揮發性有機物的吸收凈化能力高于活性炭，更高于空白對照，植物對室內環境有良好的凈化和改善能力。

關鍵詞：多肉植物；波士頓蕨；甲醛；室內環境

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0024-03

當今人類正面臨著繼“煤煙污染”和“光化學煙霧污染”之后的又一大空氣污染---“室內空氣污染”[1]。室內空氣污染來源廣泛，種類繁多，對人體產生的危害較大，其中比較常見的室內污染物有甲醛、笨、苯系物以及TVOC等，主要由建筑材料、室內裝修材料、家具辦公用品這三大類帶來的[2]。據調查室內污染程度已經比室外污染程度更加嚴重，含有更多的易引發人體疾病的污染物，據統計每年我國由于室內污染引起的死亡人數超過10萬人以上[3]。面對這一日趨嚴重的問題，人們開始研究各種改善室內環境污染的措施，室內空氣凈化技術主要包括過濾技術、吸附技術、靜電技術、催化技術、等離子體技術等[4]，但由于其造價高昂應用不方便等因素沒有得到廣泛應用。植物凈化因其獨特的生態效應、景觀功能與便捷的應用方式得到了人們的關注。在觀賞植物在環境凈化方面的能力、適合應用于室內的觀賞植物種類等問題方面雖然有人探索研究，但對一些常見的觀賞植物環境效益人們還不甚了解。所以本次試驗選取了幾種室內常見的多肉植物以及波士頓蕨作為試驗材料，研究其對室內空氣環境的凈化能力，為多肉和蕨類植物凈化環境提供數據依據，也為以后室內養花以及室內園藝在植物的選擇上提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料的選擇

本試驗中所用到的每種植物材料均是從上?；ɑ苁袌鏊徺I，選取長勢良好的多種多肉植物和波士頓蕨作為試驗材料，并對其進行栽培基質的統一處理，使其處于相同的生長環境，在試驗前期進行為期一周的統一養護，使試驗材料達到最佳的生長狀態，并對試驗環境進行適應。

選取植物材料的依據：對于多肉的選擇選取市場上比較常見的各種類型的多肉植物，以模擬多肉在居室最常見的組合盆栽的形式。蕨類植物選取了室內最常見的波士頓蕨作為研究對象，在對其規格的選擇上選取植物表面積與多肉組合盆栽接近的波士頓蕨。

試驗中污染源選取10%的甲醛溶液以及普通指甲油一瓶，使其揮發分別模擬甲醛和TVOC氣體。

1.2 試驗方法及流程

1.2.1 試驗地點

試驗于2017年2～4月在上海商學院徐匯校區宿舍樓內進行。

1.2.2 試驗研究內容

本次試驗采取對比方法，主要設備為4個定做玻璃箱（長*寬*高為40cm*40cm*40cm，箱體上方沒有進行密封，采取后期加蓋密封處理，頂蓋為45cm*45cm磨砂玻璃）。試驗總共設置了4組，分別為多肉試驗組（1號箱）、波士頓蕨試驗組（2號箱）、活性炭試驗組（3號箱）、空白對照組試驗組（4號箱）。

試驗開始前分別將試驗材料放入4個試驗箱內，即1號箱放入多肉植物、2號箱放入波士頓蕨、3號箱放入50g活性炭、4號箱不放任何材料。依次向4個試驗箱內分別置入2ml、10%的甲醛溶液和面積為10mm*5mm指甲油，待其揮發1小時之后取出污染源，并用手進行小幅度攪拌，使箱內污染源氣體分布均勻。測量每個試驗組各指標的初始濃度，測定項目為甲醛濃度、TVOC濃度、pm2.5含量以及溫度、濕度。之后每隔3小時測量一次數據，測量時間段為9：00-21：00。試驗流程，如圖1所示。

污染源濃度的測定均使用儀器測定，其中甲醛污染源主要來自10%的甲醛溶液和普通指甲油，測量儀器為BGFM-08型甲醛分析儀；揮發性有機物主要由普通指甲油提供，測量儀器為BGAM-02TVOC測試儀。

1.3 數據處理

本實的驗數據運用excel進行處理，其中數據處理過程中采用的試驗方程包括：X=（Xi-Xi+1）/Xi*100%（各處理組各階段吸收率，i=0，1，2，3，4，5）、X=（X0-Xi）/X0*100%（各處理組累積吸收率，i=1，2，3，4，5）。

2 結果與分析

2.1 不同處理對甲醛的吸收

由圖2可知，不同處理對甲醛的吸收凈化能力有著明顯的差異。四種處理在12h內以波士頓蕨和多肉植物對甲醛的吸收凈化能力最強，吸收率分別為97%和96%，其次依次為活性炭和空白對照，吸收率分別為88%和84%，由圖3還可看出，在最初的3h內，兩種植物與活性炭對甲醛的吸收率幾乎一致，3h后，植物對甲醛的吸收率開始明顯高于活性炭，表明觀賞植物對甲醛的吸收凈化能力高于活性炭，空白對照吸收率最低，植物對甲醛具有持久吸收凈化的能力，而活性炭只在短期內對甲醛具有較高的吸收效率，之后吸收能力明顯下降，這一結果的產生可能與植物對甲醛具有吸收、分解、同化能力有關。進一步方差分析結果表明（表1），4種處理12h內對甲醛的吸收沒有顯著差異。

2.2 不同處理對揮發性有機物的吸收

由圖4可知，4種處理對揮發性有機物的吸收凈化能力有明顯差異。4種處理在12h內以波士頓蕨和多肉植物對揮發性有機物的吸收凈化能力最強，吸收率分別為82%和79%，其次依次為空白對照組和活性炭組，吸收效率依次為69%和63%。由圖5還可看出，在最初的3h內，兩種植物與活性炭對揮發性有機物的吸收率幾乎一致，3h后，植物對揮發性有機物的吸收率開始明顯高于活性炭，表明觀賞植物對揮發性有機物的吸收凈化能力高于活性炭，具有持久吸收凈化的能力，而活性炭只在短期內對揮發性有機物具有較高的吸收效率，之后吸收能力明顯下降。這一結果的產生可能與植物對揮發性有機物具有吸收、分解、同化能力有關。進一步方差分析結果表明（表2），4種處理12h內對揮發性有機物的吸收沒有顯著差異。

3 結論與建議

本次試驗得到以下結論：

（1）多肉植物、波士頓蕨、活性炭對空氣中的甲醛有一定的吸收能力，12h吸收能力大小依次為：波士頓蕨>多肉盆栽>活性炭。（2）多肉、波士頓蕨、活性炭對空氣中的揮發性有機物有一定的吸收能力，12h吸收能力大小依次為：波士頓蕨>多肉盆栽>空白對照>活性炭。其中植物相較于活性炭對TVOV的吸收能力更為持久，有一定的降解、同化能力。（3）各處理組對于空氣中存在的pm2.5均沒有太大的吸收效率。（4）在溫濕度方面，植物效果比活性炭好，有一定的增濕功能，而活性炭在這方面效果并不明顯。

本次試驗雖然盡量模擬了居室環境，但玻璃箱試驗環境和現實居室環境存在一定差異，比如居室環境的污染源濃度和釋放方式與本次試驗均有一定差別。本次試驗污染源釋放方式為初期定量釋放，隨著時間的推移污染源濃度逐漸下降，這與居室環境中污染源濃度持續釋放存在一定的差異。在濃度方面，本試驗采用單一濃度梯度，即3次重復試驗均采用相同污染源濃度。而每個居室污染源濃度均有差異，因此不同植物在不同污染源濃度下的生態效益與吸收效率是今后需要深入研究的問題。在試驗的設計方面，本試驗采用的是多次重復對比試驗，且單次流程時間間隔為12h，建議后期加大試驗重復次數，延長試驗間隔試驗結果會更加清晰明確。

參考文獻

[1]朱樂天，李國文，田賀忠.室內空氣污染控制[M].化學工業出版社，2003.

[2]張曜華.淺談室內空氣污染及治理措施[J].科技展望，2016，（01）：135.

[3]楊雪琴.我國室內環境污染的成因及對策探析[J].科技傳播，2014，（24）：221.

[4]胡秀峰，梅博，韋麗紅.室內空氣凈化技術應用效果研究進展[J].安全與環境學報，2015，15（06）：202-205.

[5]張春燕，黃艷寧，鄧旭.觀賞植物對室內環境污染的改善作用[J].中國農學通報，2008，24（06）：301-302.endprint