1植物凈化空氣概述

　　1.1植物凈化空氣的效果

　　早在20世紀70年代,西方國家就已經(jīng)開始關(guān)注室內(nèi)空氣污染問題。人們將室內(nèi)環(huán)境造成的各種不適統(tǒng)一概括為病態(tài)建筑綜合癥(Sick Building Syndrome,SBS),其癥狀包括頭痛、眼鼻和喉部疼癢、干咳、皮膚干燥發(fā)癢、頭暈惡心、注意力難于集中和對氣味敏感等。在現(xiàn)代社會,城市居民80%~90%的時間是在室內(nèi)度過[1-2]。人居建筑物中的室內(nèi)空氣質(zhì)量對人類健康的影響遠較室外空氣重要。然而,由于建筑材料的阻隔作用,使得室內(nèi)空氣有別于室外。特別是隨著節(jié)能和溫度舒適要求的提高,建筑物密閉程度不斷增大,室內(nèi)與室外空氣交換量減少,使室內(nèi)外的環(huán)境差異更加明顯。

　　綠色植物凈化作用是利用植物對污染物的持續(xù)凈化作用,最終達到動態(tài)降低污染物的目的。有很多相關(guān)報道證明戶外植物具有吸附大氣中有害氣體的能力。植物可以將苯、甲苯等揮發(fā)物、蕙等半揮發(fā)性物質(zhì)吸收或降解,或?qū)⑺鼈兇x成水和二氧化碳[3-8]。

　　白雁斌和劉興榮[9]研究用吊蘭凈化室內(nèi)空氣中的甲醛,結(jié)果表明:對照組室內(nèi)甲醛濃度在各時刻無顯著變化(P>0.05),而室內(nèi)放入吊蘭2周后甲醛濃度降低(P<0.01),說明吊蘭可以吸收甲醛。通過光合作用,植物不斷地從外界環(huán)境中吸收所需的水分和礦物質(zhì),與大氣進行大量的氣體交換,以吸收二氧化碳同時放出氧氣,蒸騰出水分。大氣中的污染物沉降于植物表面,氣態(tài)物可在植物交換氣體時擴散入植物體內(nèi),在細胞表面溶解而被吸收。

　　1.2植物凈化空氣的機理

　　1.2.1釋氧固碳、降溫調(diào)濕。室內(nèi)觀賞植物通過光合作用,可以吸收二氧化碳,釋放氧氣;而人在呼吸過程中,可以吸入氧氣,呼出二氧化碳,從而使室內(nèi)空氣中的氧氣和二氧化碳達到動態(tài)平衡,使空氣保持新鮮。另外,植物葉片的吸熱和水分蒸發(fā),可使室內(nèi)氣溫降低。在干燥季節(jié),植物能提高室內(nèi)相對濕度;而在雨季,則又具有吸濕性,可明顯降低室內(nèi)相對濕度。資料表明:不同觀賞植物在不同室內(nèi)光環(huán)境下的氣候調(diào)節(jié)能力有所不同,多肉植物仙人掌、長壽花、豆瓣綠等植物在光照強度為1 052~1 360 lx的環(huán)境中能發(fā)揮最大的生態(tài)效益;綠蘿、合果芋、橡皮樹、泡葉冷水花、短葉虎尾蘭,龍舌蘭、褐毛掌、伽藍菜、景天、落地生根、栽培鳳梨、蜘蛛抱蛋等植物的固碳釋氧能力均較強;虎尾蘭與其他植物搭配能更好的改善環(huán)境[10]。

　　1.2.2滯塵。室內(nèi)觀賞植物能夠吸附空氣中的塵埃從而使空氣得到凈化,如蘭花、桂花、臘梅、花葉芋、紅背桂等植物是天然的除塵器,其纖毛能截留并吸滯空氣中的飄浮微粒及煙塵。有研究發(fā)現(xiàn)熱帶植物對空氣有良好的改善作用,能夠加速室內(nèi)微粒的沉降,增加室內(nèi)相對濕度,從而起到凈化空氣的作用[11]。

　　1.2.3吸收有害氣體。有些植物如夾竹桃、棕櫚、常青藤、鐵樹、菊花、金橘、石榴、半支蓮、月季花、山茶、石榴、米平、雛菊、臘梅、萬壽菊、紫薇、鴨趾草、吊蘭、蘆薈、龜背竹、君子蘭、常春藤、虎尾蘭、大葉黃楊等,能夠吸收室內(nèi)環(huán)境中的甲醛、鉛、甲苯和氨等有害氣體,降低有毒化學(xué)物質(zhì)濃度,分解室內(nèi)環(huán)境中令人不快的氣味如硫化氫、氨氣和甲硫醇分子,減輕室內(nèi)污染。在室內(nèi)種植這些植物,能夠分解有害物質(zhì)分子,改善室內(nèi)污染狀況,改善居住環(huán)境。

　　觀賞植物的微觀有機體是去除室內(nèi)污染物的主要結(jié)構(gòu),發(fā)揮著生物合成過濾器的作用[12]。植物凈化室內(nèi)空氣的過程較復(fù)雜,當植物放置于有污染物的房間內(nèi),有毒氣體經(jīng)葉片或莖上的氣孔、皮孔進入植物體內(nèi),植物細胞對氣體進行識別后,釋放出特異蛋白質(zhì),同化或分解有毒物質(zhì),以達到解毒目的。植物吸收含有甲醛的氣體后,為避免中毒,及時啟動體內(nèi)的應(yīng)急機制,將其分解,其過程為:甲醛自發(fā)地和谷胱甘肽反應(yīng)生成硫-羥基谷胱甘肽;然后硫-羥基谷胱甘肽被甲醛脫氫酶氧化成硫-甲酸基谷胱甘肽;最后硫-甲酸基谷胱甘肽被硫-甲酸基谷胱甘肽水解酶水解成谷胱甘肽和蟻酸[13]。苯類物質(zhì)被植物吸收后,通過芳香烴鍵斷裂形式被氧化,碳原子被合成細胞組織成分碎片,一部分碳以CO2形式散失,另一部分則被合成不可揮發(fā)的有機酸物質(zhì)[11]。氨進入植物后,細胞將其轉(zhuǎn)化為氨基酸,以滿足自身的需要[14]。

　　2目前利用植物進行空氣凈化存在的不足

　　2.1盆栽植物基質(zhì)對植物空氣凈化作用效果的影響

　　美國宇航局的科學(xué)家威廉·沃維爾[15]用了幾十年的時間,測試了幾十種不同的綠色植物對幾十種化合物的吸收能力,結(jié)果發(fā)現(xiàn)各種綠色植物都能夠或多或少地降低空氣中某些化學(xué)物質(zhì)的含量并將它們轉(zhuǎn)化為自己的養(yǎng)料。威廉·沃維爾公布的一份抗污染的綠色植物清單中顯示,在24 h照明條件下,蘆薈吸收了1 m3空氣中所含的90%的甲醛;90%的苯在常青藤中消失;龍舌蘭可吸收70%的苯、50%的甲醛和20%的三氯乙烯;吊蘭能吸收96%的一氧化碳和86%的甲醛。之后威廉·沃維爾又通過大量試驗證實綠色植物吸入化學(xué)物質(zhì)的能力大部分來自于盆栽植物基質(zhì)中的微生物,且與植物同時生長于土壤里的微生物在經(jīng)歷了代代繁殖后,其吸收化學(xué)物質(zhì)的能力還會加強。同時盆栽植物土壤中的水分,對甲醛類的有害物質(zhì)同樣具有良好吸收作用。北京中科環(huán)境應(yīng)用技術(shù)研究中心研究人員研究發(fā)現(xiàn),2盆花葉基本一致的同種植物,將其中一盆中的大部土壤取出,大部分根莖也去除,進行對比測試,則結(jié)果2者凈化空氣的效果相差達30%～40%[16]。趙玉峰[17]認為,綠色植物對室內(nèi)空氣中某些有害物質(zhì)所具有的凈化作用主要取決于土壤中的微生物和水分,而葉子也具有一定的凈化作用,但不是主體。因此,盆栽植物基質(zhì)中的土壤、水對污染物的吸收作用不可小視,要改變以往只有綠色植物本身才能凈化空氣的認識。

　　2.2植物凈化空氣作用范圍的局限性

　　多年來,對于植物凈化室內(nèi)空氣的作用多局限于植物對裝修污染物吸收與轉(zhuǎn)化。實際上,衛(wèi)生間中特有的氨、硫化氫、甲硫醇、乙胺等多種有害氣體也在不知不覺中影響著人體的健康,因此對衛(wèi)生間空氣凈化方法的探索也應(yīng)給予更多的關(guān)注。

　　3利用空氣鳳梨進行室內(nèi)空氣凈化的探究

　　3.1空氣鳳梨對空氣的凈化作用

　　空氣鳳梨是一種新型的凈化空氣植物,可有效的吸收空氣中的苯和甲醛。經(jīng)江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心監(jiān)測,空氣鳳梨對甲醛的降解率為97%,對苯的降解率為55%,對甲苯的降解率為59%?？諝怿P梨對甲醛的降解率在所監(jiān)測的所有植物中是最高的,所以空氣鳳梨作為新型空氣凈化植物,其凈化效果是顯而易見的,并且有科學(xué)依據(jù)。在空氣凈化過程中,可以選擇空氣鳳梨這種新型凈化植物進行凈化。

　　3.2空氣鳳梨與其他植物生活習(xí)性的差異

　　空氣鳳梨與一般植物的不同之處表現(xiàn)如下[18-19]:一是生長條件不同,一般植物是生長在泥土中,空氣鳳梨可以在毫無泥土或堆積物的空氣中生長;二是根系功能不同,空氣鳳梨只有少量的氣生根,其氣生根不吸收水分和養(yǎng)分,僅起附著和固定作用;三是葉片功能不同,空氣鳳梨葉片表面有銀灰色鱗片,可吸收生長發(fā)育所需的養(yǎng)分和水分,這就決定了空氣鳳梨相對一般植物而言更有利于吸收轉(zhuǎn)化空氣中的一些物質(zhì);四是生長方式不同,空氣鳳梨屬于逆生長植物(由葉片提供水分和養(yǎng)分給根部),靠吸收空氣中的水分和養(yǎng)分生長,因此與一般植物相比生長緩慢;五是養(yǎng)護管理方法不同,空氣鳳梨靠葉片吸收空氣中的水分生長,日常養(yǎng)護管理時只需根據(jù)不同的品種定期增加空氣濕度即可[20-22]?？諝怿P梨無需泥土,無需花盆,相對一般植物更加潔凈、輕便,適合置于室內(nèi)。因空氣鳳梨不需土培,清潔衛(wèi)生,且具有凈化空氣作用,逐漸受到人們歡迎,是凈化室內(nèi)空氣的優(yōu)選植物。人們可以利用其改善室內(nèi)環(huán)境。

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