甲醛胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化

鲁敏，卢佳欢，张凌方，罗晓楠，闫红梅

（1.山东建筑大学 学报编辑部，山东 济南250101；2.山东建筑大学 艺术学院，山东 济南250101）

0 引言

现代人有超过80%的时间在室内环境下，室内空气状况与人类自身的安危紧密相关，然而“居室不再是安乐屋，办公室可能是污染源”，室内空气污染的治理与修复至关重要［1-2］。在众多室内污染物中，甲醛对人体有很大的毒害效应，成为威胁人类身体健康乃至生命安全的“三大隐形杀手”之一。甲醛在人们的居住环境中被不断检出，如今，很多发达国家已把室内空气中甲醛的浓度作为室内环境常规监测的内容之一，并规定了严格的室内空气质量标准，而在国内甲醛也位居有毒化学品优先控制名单的第二位［3-4］。

甲醛的主要来源为室内家具用品、装修物品及建筑材料等化工产品。同时，一些粘合剂、化妆品、印刷油墨、纸张、消毒剂、清洁剂、防腐剂、杀虫剂等用品中也含有甲醛，对室内环境造成危害［5］。甲醛也称蚁醛，常态下为无色、有强烈刺激性气味的挥发性可燃气体，易溶于水、醇和醚，有强致癌性，对人体的伤害极大［6］。室内植物对空气中甲醛污染的修复治理能力，与其抗性强弱有重要关系。叶绿素在植物光合作用中起着至关重要的作用，植物体内叶绿素含量的变化是评价其光合作用强弱的重要指标［7］。在甲醛胁迫下，植物光合作用的速率降低，植物叶片叶绿素含量下降速率与甲醛浓度及胁迫时间成正比［8-9］。

实验选取8种室内植物，研究其在3种甲醛浓度梯度胁迫下叶绿素的含量变化，对8种室内植物在甲醛污染胁迫下的抗性能力进行综合评价，为治理室内甲醛污染的植物选择提供科学的依据，具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取 幸 福 树 （Rɑdermɑcherɑsinicɑ）、红 掌（Authuriumɑndrɑeɑnum）、绿萝（Scindɑpsusɑureum）、白鹤 芋 （Spɑthiphyllum floribundum）、全 绿 吊 兰（Chlorophytum comosum）、金边吊兰（Chlorophytum cɑpensevar.mɑrginɑtum）、长 寿 花 （Kɑlɑnchoe blossfeldiɑnɑ）、金 边 虎 尾 兰 （Sɑnsevieriɑtrifɑsciɑtɑvar.lɑurentii）8种室内植物为研究对象。实验植物植株大小基本一致、生长状态良好，分别装在材质、规格大小相同的花盆中，培养基质相同。实验前用聚乙烯薄膜包裹供试植物的花盆和盆土，并保持植物叶片干净、干燥，以排除外界因素对实验结果的影响。

1.2 实验设计

参考Wolverton研究中使用的密封舱装置［10-11］。实验采用模拟舱密闭熏气法处理植物，将厚度约8 mm的普通玻璃制作成尺寸为0.8 m ×0.8 m×0.8 m的玻璃箱，箱子内部配置小型风扇（220 V、80W）一部，将室内温度控制在25℃，并有适宜的光照和湿度。实验的甲醛浓度分别为国家规定标准的10、20和30倍，即1、2和3mg／m33个甲醛浓度梯度，将8种供试的室内植物随机分组，采集受试植物的叶片测定其中的叶绿素含量，要求选择的叶片位置大体相同，且生长良好，实验进行3次重复。

（1）对照组：在3个密闭箱内分别放入1盆同种植物，不做熏气处理，任植物正常生长。

（2）处理组：在3个密闭箱中分别放入1盆同种植物，将相同浓度的甲醛依次注入到3个熏气箱内。

除熏气外，上述两组实验的其他条件均相同。熏气24 h后，取出密闭箱中的植物，采集植物叶片，要求生长良好且无病虫害，准备3组，用去离子水将叶片冲洗干净并晾干，测定其叶绿素含量。

1.3 指标测定方法

（1）上清液的制备

将实验的植物叶片剪碎，并称取0.5 g放于20 mL大比色管中，向其加入10 mL己醇丙酮混合提取液，将管口密封，3次重复，放置在避阴处36 h，取上清液即为样品提取液。

（2）样品测定

取5 mL上清液于比色皿中，用紫外分光光度计在A663、A645波长下进行比色测定，记录吸光光度值，叶绿素含量由式（1）～（4）计算为

式中：C为叶片中总叶绿素的含量；Ca为叶绿素a的质量浓度，Cb为叶绿素b的质量浓度，C（a+b）为叶片中总叶绿素的质量浓度，mg／L；V为提取液总体积，L；m为样品质量，mg。

1.4 统计分析方法

将植物种类和甲醛浓度作为影响植物体内叶绿素含量变化的2个因素，通过SPSS和Excel等软件，对8种植物在3个浓度梯度的甲醛污染胁迫下的叶绿素含量变化率进行方差分析和多重比较，综合评定8种植物对甲醛的抗性［12-13］。

2 结果与分析

3种不同浓度甲醛污染胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化，结果见表1。

表1 不同浓度甲醛污染下8种室内植物叶绿素含量变化表

由表1可知，在不同浓度梯度的甲醛污染胁迫下，8种室内植物体内的叶绿素含量均降低。以植物种类和甲醛浓度作为影响因子，用SPSS软件对8种室内植物的叶绿素含量变化率进行双因素方差分析，见表2。

表2 8种室内植物叶绿素含量变化率的方差分析表

从表2可知，8种室内植物的叶绿素含量变化受植物种类、甲醛浓度以及二者交互作用的影响差异皆达极显著水平。其中，甲醛浓度的F值40.751小于植物种类的F值64.479，证明在甲醛浓度和植物种类这两大因素中，前者对8种植物叶绿素含量变化的影响更大。

2.1 1mg／m3甲醛胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化

1mg／m3浓度甲醛胁迫下8种植物叶绿素含量变化率的单因素方差分析结果，见表3。

表3 1mg／m3甲醛胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化率方差分析结果表

从表3可以看出，在1mg／m3甲醛胁迫下，植物种类的F值大于F0.05且小于F0.01，表明植物种类对8种供试植物的叶绿素含量变化影响达到显著水平。通过应用SPSS软件中的多重比较分析方法，分析8种植物的叶绿素含量变化率，结果见表4。

从表4可以看出，当甲醛浓度为1mg／m3时，红掌（X2）与长寿花（X7）和金边虎尾兰（X8）之间及幸福树（X1）与长寿花（X7）之间的叶绿素含量变化差异皆达极显著水平；红掌（X2）与绿萝（X3）、金边吊兰（X6）、全绿吊兰（X5）三者之间及幸福树（X1）与金边虎尾兰（X8）之间叶绿素含量变化差异均显 著；其它植物之间差异均不显著。

表4 1mg／m3甲醛胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化率多重比较结果表

1mg／m3浓度的甲醛污染胁迫24 h后，8种室内植物的叶绿素含量均降低。叶绿素含量变化率最小的植物是长寿花（X7），为6.54%，对甲醛污染胁迫的抗性能力最强；金边虎尾兰（X8）次之，为8.21%；红掌（X2）的叶绿素含量变化率最大，为13.78%，对甲醛污染胁迫的抗性能力最弱，其次是幸福树（X1），为 13.24%。

根据8种室内植物在1mg／m3甲醛胁迫下的叶绿素含量变化情况，综合评价植物对甲醛污染胁迫的抗性能力为：红掌（X2）和幸福树（X1）最弱，白鹤芋（X4）、绿萝（X3）、金边吊兰（X6）、全绿吊兰（X5）次之，金边虎尾兰（X8）、长寿花（X7）最强。

2.2 2mg／m3甲醛胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化

2mg／m3浓度甲醛胁迫下8种植物叶绿素含量变化率的单因素方差分析结果，见表5。

表5 2mg／m3甲醛胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化率方差分析结果表

由表5可知，在2mg／m3甲醛胁迫下，植物种类的F值13.734大于3.54，表明8种植物的叶绿素含量变化受植物种类的影响差异达到极显著水平。通过应用SPSS软件中的多重比较分析方法，将8种植物的叶绿素含量变化率进行分析，结果见表6。

表6 2mg／m3甲醛胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化率多重比较结果表

由表6可知，当甲醛浓度为2mg／m3时，幸福树（X1）与其他植物之间及红掌（X2）与其他植物之间叶绿素含量变化差异皆极显著；其它植物之间皆无显著差异。

2mg／m3甲醛胁迫24 h后，8种室内植物的叶绿素含量均降低，且不同植物的叶绿素含量变化率不同。金边虎尾兰（X8）叶绿素含量变化率最小，仅为9.29%，对甲醛污染胁迫的抗性能力最强；其次是长寿花（X7），为9.65%；幸福树（X1）的叶绿素含量变化率最大，为28.30%，对甲醛污染胁迫的抗性能力最弱。

根据8种室内植物在2mg／m3甲醛胁迫下的叶绿素含量变化情况，综合评价植物对甲醛污染胁迫的抗性能力由弱到强的排序依次为：幸福树（X1）、红掌（X2）、绿萝（X3）、全绿吊兰（X5）、白鹤芋（X4）、金边吊兰（X6）、长寿花（X7）、金边虎尾兰（X8）。

2.3 3mg／m3甲醛胁下8种室内植物叶绿素含量变化

3mg／m3浓度甲醛胁迫下8种植物叶绿素含量变化率的单因素方差分析结果，见表7。

表7 3mg／m3甲醛胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化率方差分析结果表

从表7可以看出，在3mg／m3甲醛胁迫下，8种植物的叶绿素含量变化受植物种类的影响程度达到极显著的水平。通过SPSS软件中的多重比较分析方法，通过应用SPSS软件中的多重比较分析方法，将8种植物的叶绿素含量变化率进行分析，见表8。

表8 3mg／m3甲醛胁迫下8种室内植物叶绿素含量变化率多重比较结果表

从表8可以看出，当甲醛浓度为3mg／m3时，除幸福树（X1）与红掌（X2）之间差异不显著外，二者与其他植物之间叶绿素含量变化差异均达极显著水平；其余植物之间皆无显著差异。

3mg／m3甲醛胁迫下，8种室内植物的叶绿素含量均降低。金边虎尾兰（X8）的叶绿素含量变化率最小，为13.26%，对甲醛污染胁迫的抗性能力最强；全绿吊兰（X5）次之，为 14.10%；幸福树（X1）的叶绿素含量变化率最大，为33.62%，对甲醛污染胁迫的抗性能力最弱。

根据8种室内植物在3mg／m3甲醛胁迫下的叶绿素含量变化情况，综合评价植物对甲醛污染的抗性能力由弱到强的排序依次为：幸福树（X1）、红掌（X2）、绿萝（X3）、白鹤芋（X4）、金边吊兰（X6）、长寿花（X7）、全绿吊兰（X5）、金边虎尾兰（X8）。

3 结论

通过上述研究得出：

（1）8种室内植物叶绿素含量变化受植物种类和甲醛浓度的不同，以及两因子之间的协同作用的影响皆极显著；将二者的F值进行比较发现，植物体内的叶绿素含量受甲醛浓度的影响更为显著。

（2）8种室内植物在3种浓度梯度的甲醛污染下，其叶绿素含量均有不同程度的降低。在浓度1mg／m3甲醛胁迫下，长寿花（X7）叶绿素含量变化率最小，金边虎尾兰变化率次小，红掌（X2）变化率最大；在2mg／m3甲醛胁迫下，金边虎尾兰（X8）叶绿素含量变化率最小，长寿花（X7）变化率次小，幸福树（X1）叶绿素含量变化率最大；在3mg／m3甲醛胁迫下，金边虎尾兰（X8）叶绿素含量变化率最小，全绿吊兰（X5）变化率次小，幸福树（X1）叶绿素含量变化率最大。

（3）综合1、2和3mg／m3浓度甲醛污染胁迫下8种室内植物叶绿素含量的变化得出结论：8种室内植物中对甲醛污染胁迫抗性能力最强的是金边虎尾兰（X8），幸福树（X1）抗性最弱，红掌（X2）抗性次弱。

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