6种室内观叶植物甲醛吸收能力研究

杨红瑞

(山西潞安矿业(集团)有限责任公司，山西 长治 046299)

甲醛是典型的挥发性有机物，存在于多种装潢材料中，具有污染来源广、持续释放时间长和强致毒致癌等特点。我国《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)规定，室内空气中甲醛浓度应低于0.1 mgm-3，但实际上国内大多数新装修后场所内的甲醛浓度均远高于国家标准[1]。因此，如何简单、经济、有效地降低室内甲醛含量是一个亟待解决的问题。

目前，常见的室内甲醛控制技术有等离子技术、光催化氧化技术、光化学氧化技术、植物净化技术和吸附技术等[2]。其中植物净化技术不仅能净化室内空气，还能美化室内环境，是一种符合公众需求以及经济有效的绿色净化修复技术[3]。20世纪80年代，学者Wolverton[4]率先开展了植物吸收甲醛的研究，开启了植物净化室内空气的研究。之后，越来越多的学者开始植物净化室内空气的研究[5,6]。在国内，胡海红等[7]较早开展了植物净化室内空气方面的探索性研究，之后，观赏植物净化室内空气污染的研究陆续开展[8-10]。前人对观赏植物甲醛吸收能力的研究主要集中在百合科、天南星科，而蕨类植物喜欢潮湿的环境，适合卫生间、厨房等室内比较潮湿的地方，在居民家庭中被广泛应用。但是，蕨类植物甲醛净化能力研究较少，对比不同科植物甲醛净化能力的研究更少。鉴于此，本文选择了3种天南星科植物和3种蕨类植物，探讨不同种类植物的甲醛净化能力，以期为科学评价植物净化甲醛能力以及选择合适的室内观赏植物净化室内污染提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 植物材料

从花卉市场购买3种天南星科植物和3种蕨类植物(见表1)各4株，同种植物选择株型一致、长势相同、大小相似的盆栽作为试验材料。

表1 植物材料

1.2 试验装置

参考Wolverton密封舱法[4]，自行设计长×宽×高为40 cm×40 cm×60 cm的透明玻璃箱做密封熏气箱，每个密封箱的顶部玻璃可以打开，且在顶部靠侧面的位置留有一个直径1.4 cm的取样圆孔，方便仪器探头的进入及甲醛的滴入。测试前圆孔用透明胶带密封，密封箱的各连接处也用硅胶做密封处理。

1.3 试验设计

实验室室温保持在25 ℃(±2 ℃)，相对湿度为46%(±5%)。具体试验步骤如下：

(1)每种植物做甲醛熏气处理3株，不做熏气处理的1株，并留1个不放植物的甲醛熏气空箱做甲醛浓度校正，共计25个玻璃箱。

(2)在需要熏气处理的密封箱底部放入一片滤纸，用移液枪吸取40%的甲醛溶液1 mL，从取样孔中滴到滤纸上，并将玻璃箱密封好。

(3)经过预实验，约2 h后密闭箱中的甲醛挥发稳定。

(4)花盆中土壤量保持大致相同，事先用保鲜膜将花盆及土壤包缠密封，以减少根际土壤和土壤微生物对甲醛吸收的影响。

(5)将缠好保鲜膜的盆栽放入挥发稳定的熏气箱中并取出滤纸，迅速将玻璃箱再次密封，此时测得熏气箱中的甲醛浓度为2.57～2.85 mgm-3。

1.4 指标测定

1.4.1 甲醛吸收量的测定 用SnkonXK-A3甲醛检测仪(徐州兴科环境公司)测定甲醛含量，以0 h密封箱中的甲醛浓度作为初始浓度，24 h密封箱内的甲醛浓度作为终止浓度，并用未放植物的空白箱内甲醛浓度进行校正。甲醛的吸收效果以单位时间内单位面积的甲醛吸收量表示。植物叶面积用YMJ-B叶面积测量仪(山东恒美电子科技)测定。

1.4.2 植物生理指标测定 植物叶绿素含量用乙醇浸提比色法测定；叶片过氧化物酶(POD)采用木酚比色法测定；叶片丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸比色法测定[11]。以上生理指标均于甲醛熏蒸前后各测定1次，每个指标测定均重复3次取平均值。

2 结果与分析

2.1 整株植物单位时间内单位叶面积对甲醛的吸收量

天南星科植物和蕨类植物对甲醛均有一定的吸收能力，但不同品种净化能力的大小不同，吸收效果存在差异(表2)。其中红掌单位时间单位叶面积吸收量最大，达到了0.061 mgm-2h-1，显著高于其他植物种类；铁线蕨最小，为0.015 mgm-2h-1。单位时间单位叶面积甲醛吸收量从高到低依次为红掌>广东万年青>绿萝>肾蕨>鸟巢蕨>铁线蕨，总体而言，天南星科植物对甲醛吸收能力比蕨类植物大。

表2 整株植物对甲醛的吸收量

2.2 甲醛胁迫对室内观赏植物生理特性的影响

图1甲醛胁迫24h前后叶绿素含量的变化

(图中小写英文字母表示不同植物叶绿素降低量之间的5%差异显著性)

2.2.1 甲醛胁迫对室内观赏植物叶绿素含量的影响 植物受到不良环境的胁迫后，可引起叶片细胞中叶绿素降解，进而影响植物光合作用速率。从图1中可知，甲醛熏气处理24 h后，天南星科植物和蕨类植物叶片细胞中叶绿素含量均有不同程度下降。其中，以红掌叶绿素降解量最大，达到了0.95 mgg-1；其次为广东万年青，下降量为0.87 mgg-1。二者显著高于其他植物。甲醛胁迫24 h后，供试植物中叶绿素含量下降量从大到小依次为红掌>广东万年青>铁线蕨>绿萝>鸟巢蕨>肾蕨，总体而言，天南星科植物中叶绿素降解量比蕨类植物大。

2.2.2 甲醛胁迫对室内观赏植物POD活性的影响 POD作为一种重要的细胞保护酶，其含量增加是植物对不良环境的适应。从图2可知，甲醛熏气处理24 h后，两类植物叶片细胞中的POD活性均增加，以红掌POD活性降低量最大，降低量达178.12 gmin-1，显著大于其他植物POD活性降低量。分析可知，供试植物体内POD活性与甲醛吸收量呈显著正相关关系(r=0.911)。总体而言，天南星科植物中POD活性增加量比蕨类植物大(除鸟巢蕨外)。

图3甲醛胁迫24h前后POD活性的变化

(图中小写英文字母表示不同植物POD活性增加量之间的5%差异显著性)

2.2.3 甲醛胁迫室内观赏植物MDA含量的影响 MDA是植物对不良环境胁迫反映强弱的重要指标，其含量的增加会降低细胞内保护酶的活性，本试验中可以用来反映植物对甲醛胁迫耐受能力的强弱。从图3可知，不同植物叶片细胞中MDA含量增加量大小依次为红掌>广东万年青>绿萝>铁线蕨>肾蕨>鸟巢蕨，由此可推断出不同植物对甲醛胁迫环境耐受能力大小依次为鸟巢蕨>肾蕨>铁线蕨>绿萝>广东万年青>红掌。总体而言，蕨类植物对甲醛胁迫环境的耐受能力要强于天南星科植物。

图3甲醛胁迫24h前后MDA含量的变化

(图中小写英文字母表示不同植物MDA增加量之间的5%差异显著性)

3 结论与讨论

不同类型的植物对甲醛均有一定的吸收能力。研究结果表明，天南星科植物对甲醛吸收能力比蕨类植物强。解娇等[12]的研究中，也得到了绿萝对甲醛的吸收能力强于鸟巢蕨。供试植物中以天南星科中的红掌对甲醛的吸收能力最强，单位时间单位叶面积吸收量达0.061 mgm-2h-1。

受甲醛胁迫后，会造成植物叶片细胞叶绿素降解，以天南星科植物中的叶绿素降解量大于蕨类植物；同时，叶片中的POD活性会增加，且其增加量与植物对甲醛的吸收能力呈正相关，这可能是因为植物吸收甲醛越多，对细胞的伤害越大，进而激活越多过氧化物酶；蕨类植物受甲醛胁迫后MDA增加量不明显，说明蕨类植物对甲醛胁迫有一定的耐受能力；而天南星科植物遭受甲醛胁迫后MDA含量明显增加，说明他们在甲醛胁迫下，耐受能力有限，长时间受甲醛胁迫时，会严重影响其植株的生长。实际应用中应综合考虑场所内甲醛的胁迫强度及环境中光照、湿度等影响，在经济效益与降甲醛速度中找到平衡，以选择合适的观赏植物。