環保酵素對室內空氣污染物和湖水生化成分含量的影響

饒毅萍，田秀芳，黃燕虹，李偉岑

（汕頭職業技術學院，廣東 汕頭 515041）

環保酵素，是對混合了糖和水的廚余（鮮垃圾）經厭氧發酵后產生的棕色液體的通俗稱法。在中國，環保酵素越來越多地被普通大眾所接受，逐漸走進家庭、辦公室、工廠和田間地頭。眾多的科技工作者也通過試驗證實了環保酵素在凈化水體[1-2]、土壤改良修復[3-10]、促進植物生長[11-12]、農藥降解、防控植物蟲害[13-14]、醫藥應用[15]等方面都有一定的應用效果。而環保酵素對空氣的凈化及污水的處理也有報道，但僅停留在感官感受及表象推定上，少有試驗證實。筆者通過環保酵素噴灑試驗，以驗證環保酵素對室內空氣污染物及湖水富營養化各項生化指標的處理效果。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

在廣東省汕頭職業技術學院生物標本室進行室內空氣污染物測定試驗，室內空間約8.0 m × 5.5 m × 3.4 m。該室裝修完工1 a，里面存放有大量的動物剝制標本和動植物浸制標本、模型等。

1.2 試驗材料

供試湖水采集自廣東省汕頭市金砂公園浸春湖。供試環保酵素是根據樂素昆·普潘翁博士（Dr.Rosukon Poompanvong）研發的配方和制作方法，自制單一環保酵素和混合環保酵素；其中，單一環保酵素用紅糖、蘋果和水按質量比 1∶3∶10的比例在塑料瓶中密閉發酵3個月制成，混合環保酵素用紅糖、蘋果、梨、橙和水按質量比 1∶3∶3∶3∶10 的比例在塑料瓶中密閉發酵3個月制成。發酵完畢，用4層紗布濾去酵素渣，留取環保酵素液備用。

1.3 測定方法

1.3.1 室內空氣污染物的測定 檢測前，先密閉生物標本室24 h。24 h后，用3臺DES-5室內空氣質量檢測儀（無錫德耳斯室內環境監測治理有限公司出產；檢測執行標準GB/T 18883—2002）在室內布3個點，測定室內污染物甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC（總揮發性有機物）的起始含量。初始測定完畢后，對整室噴灑20%的混合環保酵素200 mL。于噴灑后1、2、4、8、12、24 h，分別測定上述空氣污染物含量（注：測定全過程，均保持室內密閉狀態），記錄數據，進行分析。

1.3.2 湖水藻類葉綠素a、氨氮、總磷含量的測定藻類葉綠素a含量采用分光光度法參照HJ 897—2017進行測定；氨氮含量采用納氏試劑分光光度法參照HJ 535—2009進行測定；總磷含量采用鉬酸銨分光光度法參照GB 11893—89進行測定。先測定原湖水藻類葉綠素a、氨氮、總磷的起始含量，再用單一環保酵素和混合環保酵素對湖水分別進行處理。于不同燒杯中分別配制成2%單一環保酵素湖水（2%D）、5%單一環保酵素湖水（5%D）、10%單一環保酵素湖水（10%D）和2%混合環保酵素湖水（2%H）、5%混合環保酵素湖水（5%H）、10%混合環保酵素湖水（10%H），各設置3組平行處理。將原湖水和各處理湖水置于光照、通風的地方靜置48 h。48 h后，再次測定原湖水和各處理湖水的藻類葉綠素a、氨氮、總磷的含量，記錄數據，進行分析。

1.4 數據分析

試驗結果用平均值±標準差的形式表示。采用Microsoft Excel 2007對試驗數據進行單因素方差分析，采用t-檢驗（P＜0.01）進行不同處理間的顯著性差異比較。

2 結果與分析

2.1 環保酵素對室內空氣污染物的影響

試驗當天，室內氣溫（33±1） ℃、濕度（74 ±1）%。采用20%混合環保酵素200 mL噴灑全室，噴灑前后室內空氣污染物的含量變化情況見表1。如表1所示，噴灑200 mL的20%混合環保酵素前后，室內甲醛質量濃度無明顯變化，維持在0.27 mg/m3左右，始終處于一個超標狀態。苯濃度在噴灑環保酵素后呈下降趨勢，噴灑2 h后從初始質量濃度（0.30±0.03）mg/m3（超標）降至（0.08 ± 0.02）mg/m3（達標），4 h后未再檢測出苯，可見環保酵素對降低室內空氣中的苯含量有極顯著的作用（P＜0.01）。甲苯濃度在噴灑環保酵素后呈下降趨勢，噴灑1 h后從初始的臨界標準（0.20±0.05）mg/m3降至（0.15±0.05）mg/m3（達標），2 h后再未檢測到，可見環保酵素對降低室內空氣中的甲苯含量也有極顯著的作用（P＜0.01）。二甲苯濃度在噴灑環保酵素后呈下降趨勢，噴灑2 h后從初始質量濃度（0.30±0.05）mg/m3（超標）降至（0.15±0.05）mg/m3（達標），8 h后未再檢測到，可見環保酵素對降低室內空氣中的二甲苯含量有極顯著的作用（P＜0.01）。總揮發性有機物（TVOC）濃度在噴灑環保酵素后呈現出先降低后上升的趨勢，噴灑4 h后從初始質量濃度（1.28±0.02）mg/m3（超標）降至（0.50±0.05）mg/m3（達標），8—12 h未檢測到，但24 h后TVOC質量濃度又達（0.72±0.03）mg/m3，超出限量標準，可見環保酵素對降低空氣中的TVOC濃度有一定的作用，但是其作用時間有限，24 h后空氣中的TVOC濃度又會上升。未在試驗地點檢測到氨。

2.2 環保酵素對湖水生化成分含量的影響

2.2.1 藻類葉綠素a 藻類葉綠素a含量是水體富營養化的一個衡量指標。由表2可知，不加環保酵素的原湖水，自然放置48 h后，藻類葉綠素a含量從0.259 μg/L上升到0.346 μg/L，上升了33.6%。而加入2%、5%、10%單一環保酵素或混合環保酵素的湖水，48 h后，其藻類葉綠素a含量均降低到原湖水水平以下，且與48 h后原湖水的藻類葉綠素a水平差異極顯著（P＜0.01）；無論是單一環保酵素，還是混合環保酵素，均以10%濃度的處理效果最好，與原湖水初始值相比，10%的單一環保酵素處理48 h后藻類葉綠素a含量降低了59.1%，10%的混合環保酵素處理48 h后藻類葉綠素a含量降低了35.9%，效果極顯著（P＜0.01）。相較而言，單一環保酵素的處理效果更佳。

2.2.2 氨 氮 氨氮含量是水體富營養化的又一個衡量指標。由表2可知，湖水中加入2%、5%、10%的單一環保酵素，48 h后，氨氮含量均降低到原湖水水平以下，且與48 h后原湖水的氨氮含量差異極顯著 （P＜0.01）；同時，低濃度單一環保酵素處理的效果更好，以2%的單一環保酵素降低湖水氨氮含量的效果最顯著，比原湖水初始值降低了45.7%；而加入2%、5%、10%的混合環保酵素處理48 h后，湖水的氨氮含量雖然高于原湖水初始值，但比原湖水靜置48 h后降低了10.4%～34.1%。

表1 室內空氣污染物含量的測定結果

表2 不同環保酵素處理的湖水生化成分含量變化

2.2.3 總 磷 總磷濃度也是水體富營養化的一個衡量指標。由表2可知，不加環保酵素的原湖水，自然放置48 h后，總磷含量從1.446 mg/mL上升到5.261 mg/mL；加入2%、5%、10%的單一環保酵素或混合環保酵素的湖水，48 h后其總磷含量均低于原湖水初始值，且與48 h后原湖水的氨氮含量差異極顯著（P＜0.01）；無論是單一環保酵素，還是混合環保酵素，均以2%的處理效果最好，與原湖水初始值相比，2%的單一環保酵素處理48 h后總磷含量降低了86.2%，2%的混合環保酵素處理48 h后總磷含量降低了78.8%，效果極顯著（P＜0.01）。相較而言，單一環保酵素的處理效果更好。

3 結論與討論

室內噴灑20%混合環保酵素200 mL，結果顯示，24 h內，甲醛濃度大致保持在初始值狀態，無明顯變化，沒有明顯的處理效果；苯、甲苯、二甲苯濃度均極顯著降低，消除至無，效果明顯；而總揮發性有機物（TVOC）濃度在一定時間內極顯著降低，消除至無，但一定時間后，其濃度又有所回升。

在湖水中添加2%、5%、10%的單一環保酵素或混合環保酵素，結果顯示，環保酵素能極顯著降低湖水的藻類葉綠素a含量、氨氮含量和總磷含量；10%的環保酵素對藻類葉綠素a的處理效果最好，2%的環保酵素對氨氮和總磷的處理效果最好。建議：在水體日常管理或排入外來富氮富磷物質時，使用2%的環保酵素進行處理；在水體藻類含量較高時，可用10%的環保酵素進行處理，從而避免水體的富營養化。環保酵素的發酵原材料不同，對水體的處理效果存在一定的差異。試驗結果表明，僅用蘋果制作的單一環保酵素對水體的處理效果要優于用蘋果、梨、橙制作的混合環保酵素。

環保酵素效用被不斷挖掘，在國內推廣應用的熱度不斷升溫。有些效用經過試驗被證實，有些效用卻被否定。在空氣凈化方面，環保酵素被報道能去除甲醛、降低PM2.5含量，增加空氣中的含氧量等。余金良等[16]在室內室外噴灑環保酵素，發現在室內噴灑環保酵素可略微提高濕度、降低溫度，但對于室內的PM2.5、PM10濃度無顯著影響，且在短期內反而減低了負氧離子的含量；而在室外，由于受到氣流、光照等諸多自然因素的影響，改善空氣質量的效果更加不明顯。筆者的試驗研究也表明，環保酵素并非象報道所說的能降低室內甲醛濃度甚至去除，但環保酵素對苯、甲苯、二甲苯、TVOC等有極顯著的處理效果，其作用機理需要進一步研究。

采用環保酵素處理污水廢水，是日常生活中應用較廣的一項措施，其效果通過看、嗅等感官感受就能明顯展現出來。通過測定水體富營養化的3項常用衡量指標（藻類葉綠素a含量、氨氮含量、總磷含量），發現環保酵素能極顯著降低水體這3項指標的含量。環保酵素是廚余垃圾的發酵液，有研究表明環保酵素含有多種微生物（細菌、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等）和多種有機酸（草酸、蘋果酸、乳酸和乙酸等）[17]，pH值介于2.8～4.0，存在生物表面活性劑[18]。這些物質是環保酵素可以分解降解、水解酸解水體多種生化成分的主要因素。具體作用機理值得進一步深入研究。

環保酵素制作原料簡單、來源廣泛、成本低廉、制作簡易，人人都可以自行制作。但家庭自制的環保酵素，在發酵材料、發酵用具、發酵條件、發酵工藝和后期處理等方面都較為隨意，菌群結構不清楚，具體成分不明確，也未進行毒理分析，是否在某些方面有實際效用也未完全得到科學研究證實，因此，在進一步深入研究、規范操作之前，其使用范圍應當適當控制，特別是在食用、藥用領域應慎用。