办公场所5种典型绿化植物的负氧离子及空气质量差异变化

徐文俊 翁永发 廖荣俊 祝劲军

摘    要：随着室内空气质量问题日趋严重，人们对办公环境的健康性、环保性等要求也越来越高。本研究通过对室内绿化植物释放负离子的研究，筛选出办公室内环境绿化适宜的优良释氧保健植物，以期改善室内空气质量。研究结果表明：（1）从日均值、月均值来看，释放负离子浓度由高到低的顺序为墨兰>金边吊兰>碰碰香>绿萝>鹅掌柴。（2）在测定时间内，办公室内放置绿化植物的负离子浓度普遍高于对照，日变化特征为上午8：00处于最高水平，其后逐渐下降，至12：00—14：00时段内为较低值，随后又小幅上升， 仅金边吊兰释放负离子呈梯度逐渐下降趋势;月变化特征为摆放金边吊兰和墨兰的室内负离子浓度全年均高于对照且差异较显著，而摆放绿萝、鹅掌柴和碰碰香的室内负离子浓度与对照相比差异并不显著。（3） 办公室内5种绿化植物释放空气负离子浓度的日均总体水平处于1 349～2 019个·cm-3，月均总体水平处于1 196～2 012个·cm-3，空气负离子浓度等级均达到A级水平，即空气质量为最清洁程度。

关键词：办公场所;绿化植物;负氧离子;空气质量

中图分类号：X173         文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.01.031

Differences of Negative Oxygen Ion and Air Quality of Five Typical Greening Plants in Office Space

XU Wenjun，WENG Yongfa，LIAO Rongjun，ZHU Jinjun

（Forestry Technology Popularization Station of Quzhou， Quzhou， Zhejiang 324002，China）

Abstract： As the indoor air quality is becoming more serious， people have higher requirements on the office environment， such as health and environmental protection. This study focused on improving the indoor air quality by the research of negative ions in indoor ornamental plants. The results showed that according to the day mean value and monthly mean value， the release of negative ion concentration from high to low in order were Cymbidium sinense> Phnom Penh Chlorophytum> Plectranthus hadiensis > Epipremnum aureum > Schefflera octophylla. During the period of determination， the negative ion concentration of office placed green plants was generally higher than that of the control， diurnal variation at 8：00 in the highest level， and gradually decreased thereafter， at 12： 00—14：00 to a low value， then rose slightly， only negative ion released by Phnom Penh Chlorophytum was gradually decreased; monthly variation was that indoor negative ion concentration of Phnom Penh Chlorophytum and Cymbidium sinense were higher throughout the year than that of control and had remarkable difference， while the negative ion concentration of Epipremnum aureum， Schefflera octophylla and Plectranthus hadiensis was not significant. In the office the average daily value of air negative ion concentration released by 5 species of ornamental plants were 1 349～2 019 cm-3， the overall level  1 196 to 2 012 cm-3， air negative ion concentration levels have reached a level， that is， the air quality was the most clean degree.

Key words： office space;greening plants;aero-anions;air quality

办公场所是以相对固定人群为主的室内工作环境。当前社会，上班族几乎一天的三分之一都是在室内度过的，对优良办公环境的要求也越来越高，而绿化植物在改善办公环境方面有着重要的作用，尤其是植物释放的负氧离子具有明显的医疗保健作用，被誉为“空气维生素和生长素”，是评价环境空气质量的重要指标[1-2]。近几年关于室内植物的研究主要集中在人体健康影响、净化空气、植物种类及应用现状和室内植物景观设计与应用等相关方面[3-6]，而对室内植物释放负氧离子功能的时间动态变化及数量化研究较少。为此，本研究在相同空间内对不同时间、不同条件组合下办公场所5种典型绿化植物释放空气负离子浓度进行实地监测，以期为室内优良绿化保健植物选择、办公场所生态绿化等提供参考。

1 材料和方法

1.1 研究地概况

本研究于2014年9月—2015年8月在浙江省衢州市林业科学研究所实验基地中进行。衢州市林业科学研究所实验基地位于浙江省衢州市南部，原巨化农场内，地理位置为东经118°56′20.72″、北纬28°52′2.15″，距衢州市城区20 km，距最接近的自然村500 m，现有育苗基地6.93 hm2，已经完成水、电、路建设，建立办公、实验房面积600 m2，建成大棚3 168 m2、自动阴棚5 280 m2，繁育各类容器苗10万多株。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 本研究地点设于衢州市林业科学研究所实验基地内的一间办公室内，面积有28 m2，室内摆放有一张办公桌，沿房间四周摆放5个木制花架用于放置绿化植物。因室内光照少且不均匀，以常见和便于管理为原则，选取耐阴盆栽植物作为试验监测用，除放置不同植物外，室内环境条件一致。每次监测时在室内放置12盆植物。试验设置1个对照，对照的办公室内不放置植物。

1.2.2 试验材料 选取天南星科等5个科中的绿萝（Epipremnum aureum）等5种植物，检测在自然环境下各植物释放负离子的情况。用来测试的植物均在实验基地培育1年以上，植物自身蓬型、高度和种植穴盆大小等参数基本相似。待测植物名录见表1。

1.2.3 监测方法 选取从办公室门口至窗台呈菱形分布的4个监测点进行监测，鉴于人们办公时以坐着为主，仪器监测高度定为距离地表1.2 m。在同一测点检测相互垂直的4个方向，每个方向待显示数值稳定后取5个峰值读数，最后取均值。取4个监测点的平均值为某一种被监测植物的最终数值。研究于2014年9月—2015月8月（每月1 d）进行，每月随机选取无雨晴朗微风或阴天的日子，在白天日常上班的时段（8：00—16：00）进行，每隔2 h监测1次。并同步测定温度、相对湿度指标。

1.2.4 监测仪器 采用美国OMEGA-HH314A手持式温湿度测量仪测定温度、相对湿度指标，美国Epex便携式大气负（氧）离子监测仪测定空气负离子浓度。

1.2.5 统计分析 利用Microsoft Excel 和SPSS13.0统计分析软件进行绘图表和统计分析。

1.3 评价方法

目前，国内外对空气负离子的评价指标还没有统一标准，人们一般采用日本学者安倍等（1980）的空气质量指数评价法提出的负氧离子系数及国内学者石强等（2004）在安倍空气离子评议模型的基础上提出的森林空气离子评价指数[7-11]。本研究以空气负离子浓度为基本观测指数，采用单极系数（q）和空气质量评价指数（CI）作为空气质量的评价指标[10]。

计算公式为：

q = n+/n-，CI = n- /（1 000×q）

式中n+为空气正离子数;n-为空气负离子数;q为单极系数;CI为空气质量评价指数。单极系数q越小，表示负离子浓度比正离子浓度高得越多，对人体健康越有益[12]。按照空气质量评价指数可以将空气质量划分为5个等级（表2）。

2 结果与分析

2.1 办公室内绿化植物释放负离子浓度日变化特征

根据所测数据，绘制了办公场所内绿化植物释放空气负离子浓度日变化图。由图1可以看出，在测定时间内对照的负离子浓度变化较为稳定，最低值出现在10：00时段。试验中每种室内绿化植物的负离子浓度普遍高于对照，仅鹅掌柴12：00时段和碰碰香14：00时段的负离子浓度低于对照。试验的5种盆栽绿化植物释放负离子浓度随时间的变化呈现出明显的特征：一天中释放负离子浓度在上午8：00处于最高水平，其后逐渐下降，至12：00—14：00时段内为较低值，随后又小幅上升， 只有金边吊兰释放负离子浓度呈梯度逐渐下降趋势。但由于仅对日常上班时段（8：00—16：00）内的监测，因此不能完全断定上午8：00就是室内植物释放空气负离子浓度最高的时段。以各时段植物释放负离子浓度值的高低来分析，墨兰和金边吊兰的浓度值较高，因其叶片呈针状，具有尖端放电功能，在大气电场的作用下，使空气发生电离，增加空气负离子的浓度[13-14]。蒋春等人[2]研究提出南京地区释放空气负离子浓度高的树种有水杉、罗汉松、马尾松等树，这也进一步说明针状叶片具有尖端放电功能从而增加空气负离子浓度。

2.2 办公室内绿化植物释放负离子浓度月变化特征

衢州市林业科学研究所实验基地办公室内各监测绿化植物释放空气负离子浓度的月变化情况（2014.09—2015.08）如图2所示。5种被监测绿化植物释放空气负离子浓度在不同月份有着明显的变化，且月间变化规律各有不同。以每月的均值来看，摆放金边吊兰和墨兰的室内负离子浓度全年均高于对照，而摆放绿萝、鹅掌柴和碰碰香的室内负离子浓度与对照相比，呈相互交叉的变化趋势，这与金边吊兰和墨兰的叶片呈针状而绿萝、鹅掌柴和碰碰香的叶片为卵圆形有显著的关系，说明叶片形状对室内负离子浓度高低产生明显影响。从一年的时间来看，放置金边吊兰的室内负离子最高值出现在10—11月，最低值为6—7月;放置墨兰和碰碰香的室内负离子最高值均出现在7月，其它各月份间的负离子浓度变化幅度不大，相对比较稳定;放置鹅掌柴和绿萝的室内负离子浓度变化幅度大，随月份的变化呈现出明显的规律性：波谷和波峰交替出现的双峰曲线。其中鹅掌柴的负离子波峰在2月、4月，波谷在11月、7月;而绿萝的负离子波峰在2月、8月，波谷在4月。

2.3 空气质量等级评价

2.3.1 空气负离子浓度总体水平 由表3、表4可知，放置绿化植物的办公室内空气负离子浓度日均总体水平处于1 349～2 019个·cm-3，月均总体水平处于1 196～2 012个·cm-3。经医学研究证明，空气负离子浓度达到700个·cm-3以上时，有益于人体健康，具有保健功能; 浓度达到10 000个·cm-3以上时，可以防治疾病[7]。可见办公室内的空气负离子浓度均超过了700个·cm-3，已达到维护人体健康基本需求水平，非常有益于办公时的身心健康。空气负离子浓度是评价空气质量的一个重要指标[15]。办公室一天和一月内空气负离子浓度等级均达到A级水平，即空气质量为最清洁程度。

2.3.2 空气质量等级总体评价 表3结果显示，办公室内CI的最低值出现在12：00时刻，其值为1.25; CI的最高值出现在10：00时刻，其值为1.97。绿色植物在光合作用下形成的光电效应，会使空气电离而产生负离子[16]。一天当中，12：00时刻的气温相对最高、湿度相对最低，绿色植物因高温、低湿引起一定程度的光合作用速率下降的光合“午休”现象，从而导致室内空气负离子浓度相应地降低。而10：00时刻的光照较为充足、相对温度和湿度都较为适中。

表4结果显示，办公室内CI的最低值出现在2014年11月，其值仅为1.05，这与实验基地周边村民焚烧秸秆、天气干燥和植物光合作用弱等影响因素有关，导致空气负离子浓度和空气质量的下降。CI的最高值出现在2015年4月份，其值为2.08。

3 结论与讨论

对衢州市林业科学研究所实验基地办公室内5种典型绿化植物空气负离子及空气质量的研究结果表明：（1）从日均值、月均值来看，释放负离子浓度由高到低的顺序为墨兰>金边吊兰>碰碰香>绿萝>鹅掌柴。（2） 在测定时间内，办公室内放置绿化植物的负离子浓度普遍高于对照，日变化特征为上午8：00处于最高水平，其后逐渐下降，12：00—14：00时段内为较低值，随后又小幅上升， 仅金边吊兰释放负离子呈梯度逐渐下降趋势;月变化特征为摆放金边吊兰和墨兰的室内负离子浓度全年均高于对照且差异较显著，而摆放绿萝、鹅掌柴和碰碰香的室内负离子浓度与对照相比差异并不显著。（3）办公室内5种绿化植物释放空气负离子浓度的日均总体水平处于1 349～2 019个·cm-3，月均总体水平处于1 196～2 012个·cm-3，均超过了700个·cm-3，已达到维护人体健康基本需求水平，非常有益于办公时的身心健康。办公室一天和一月内空气负离子浓度等级均达到A级水平，即空气质量为最清洁程度。

本研究中墨兰和金边吊兰在释放负离子浓度方面高于绿萝、鹅掌柴和碰碰香，这与吴楚材等[17]在森林游憩区空气负离子水平的研究中提出红豆杉等纯林中负离子浓度高于鹅掌楸等植物、吴际友等[18]对8 种园林树种周围空气负离子水平进行的研究显示罗汉松高于乐昌含笑以及陶宝先等[19]对南京地区4种林分进行研究测得负离子浓度马尾松高于麻栎的研究结果相符，这可能是因为植物的叶等组织分化成针状结构，这种曲率较小的针状结构，会发生“尖端放电”作用而诱导产生负离子[14]。由此可知，本试验中墨兰和金边吊兰是办公室内增加负氧离子、改善空气质量的理想植物。工作、生活中，也应该选择能释放较多负氧离子的绿化植物用于装饰、点缀室内环境。

在放置室内绿化植物时，实际办公环境中往往不单单只放置上述单种植物，而是多种植物混合摆放。不同植物给人生理带来的抑菌、活性、释氧、降噪和滞尘功能又有所不同，如某种植物能够抑杀细菌但不能吸收废气，而另一种植物能够降噪但不能释氧。因此配置具有多种功能集一体的多功能植物群落就更实用，并值得推广运用。本次研究仅对白天8：00—16：00时段内绿化植物释放负离子浓度进行了监测，远远难于满足每天有60%～90%的时间生活在室内的大部分人群的身体健康[20-21]，对绿化植物白天与晚上释放负离子的差异化对比研究具有重要的现实意义。以后的研究将在以上几个方面进一步深入。

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