6種室內觀葉植物甲醛吸收能力研究

楊紅瑞

(山西潞安礦業(集團)有限責任公司，山西 長治 046299)

甲醛是典型的揮發性有機物，存在于多種裝潢材料中，具有污染來源廣、持續釋放時間長和強致毒致癌等特點。我國《室內空氣質量標準》(GB/T18883-2002)規定，室內空氣中甲醛濃度應低于0.1 mgm-3，但實際上國內大多數新裝修后場所內的甲醛濃度均遠高于國家標準[1]。因此，如何簡單、經濟、有效地降低室內甲醛含量是一個亟待解決的問題。

目前，常見的室內甲醛控制技術有等離子技術、光催化氧化技術、光化學氧化技術、植物凈化技術和吸附技術等[2]。其中植物凈化技術不僅能凈化室內空氣，還能美化室內環境，是一種符合公眾需求以及經濟有效的綠色凈化修復技術[3]。20世紀80年代，學者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空氣的研究。之后，越來越多的學者開始植物凈化室內空氣的研究[5,6]。在國內，胡海紅等[7]較早開展了植物凈化室內空氣方面的探索性研究，之后，觀賞植物凈化室內空氣污染的研究陸續開展[8-10]。前人對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境，適合衛生間、廚房等室內比較潮濕的地方，在居民家庭中被廣泛應用。但是，蕨類植物甲醛凈化能力研究較少，對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，以期為科學評價植物凈化甲醛能力以及選擇合適的室內觀賞植物凈化室內污染提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 植物材料

從花卉市場購買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、長勢相同、大小相似的盆栽作為試驗材料。

表1 植物材料

1.2 試驗裝置

參考Wolverton密封艙法[4]，自行設計長×寬×高為40 cm×40 cm×60 cm的透明玻璃箱做密封熏氣箱，每個密封箱的頂部玻璃可以打開，且在頂部靠側面的位置留有一個直徑1.4 cm的取樣圓孔，方便儀器探頭的進入及甲醛的滴入。測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 試驗設計

實驗室室溫保持在25 ℃(±2 ℃)，相對濕度為46%(±5%)。具體試驗步驟如下：

(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個不放植物的甲醛熏氣空箱做甲醛濃度校正，共計25個玻璃箱。

(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)經過預實驗，約2 h后密閉箱中的甲醛揮發穩定。

(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甲醛吸收的影響。

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

1.4 指標測定

1.4.1 甲醛吸收量的測定 用SnkonXK-A3甲醛檢測儀(徐州興科環境公司)測定甲醛含量，以0 h密封箱中的甲醛濃度作為初始濃度，24 h密封箱內的甲醛濃度作為終止濃度，并用未放植物的空白箱內甲醛濃度進行校正。甲醛的吸收效果以單位時間內單位面積的甲醛吸收量表示。植物葉面積用YMJ-B葉面積測量儀(山東恒美電子科技)測定。

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

2 結果與分析

2.1 整株植物單位時間內單位葉面積對甲醛的吸收量

天南星科植物和蕨類植物對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)。其中紅掌單位時間單位葉面積吸收量最大，達到了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，天南星科植物對甲醛吸收能力比蕨類植物大。

表2 整株植物對甲醛的吸收量

2.2 甲醛脅迫對室內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 甲醛脅迫對室內觀賞植物葉綠素含量的影響 植物受到不良環境的脅迫后，可引起葉片細胞中葉綠素降解，進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 甲醛脅迫對室內觀賞植物POD活性的影響 POD作為一種重要的細胞保護酶，其含量增加是植物對不良環境的適應。從圖2可知，甲醛熏氣處理24 h后，兩類植物葉片細胞中的POD活性均增加，以紅掌POD活性降低量最大，降低量達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POD活性與甲醛吸收量呈顯著正相關關系(r=0.911)。總體而言，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 甲醛脅迫室內觀賞植物MDA含量的影響 MDA是植物對不良環境脅迫反映強弱的重要指標，其含量的增加會降低細胞內保護酶的活性，本試驗中可以用來反映植物對甲醛脅迫耐受能力的強弱。從圖3可知，不同植物葉片細胞中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甲醛脅迫環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。總體而言，蕨類植物對甲醛脅迫環境的耐受能力要強于天南星科植物。

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 結論與討論

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

受甲醛脅迫后，會造成植物葉片細胞葉綠素降解，以天南星科植物中的葉綠素降解量大于蕨類植物；同時，葉片中的POD活性會增加，且其增加量與植物對甲醛的吸收能力呈正相關，這可能是因為植物吸收甲醛越多，對細胞的傷害越大，進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，說明他們在甲醛脅迫下，耐受能力有限，長時間受甲醛脅迫時，會嚴重影響其植株的生長。實際應用中應綜合考慮場所內甲醛的脅迫強度及環境中光照、濕度等影響，在經濟效益與降甲醛速度中找到平衡，以選擇合適的觀賞植物。