華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院· 劉自力　　曾貞

花卉可凈化室內(nèi)甲醛

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院· 劉自力曾貞

室內(nèi)是人們接觸最為頻繁的場所，所以室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞與人們的健康息息相關(guān)。繼“煤煙型污染”和“光化學(xué)煙霧型污染”后，現(xiàn)代人正步入以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三污染時(shí)期。在眾多有機(jī)污染物中，甲醛以其來源廣泛、危害性大、持續(xù)時(shí)間長等特點(diǎn)，已成為我國普遍存在且較為嚴(yán)重的室內(nèi)污染物之一。甲醛隨家具與裝飾材料進(jìn)入室內(nèi)，對人居環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。它能引發(fā)鼻竇癌和鼻腔癌，誘發(fā)白血病，是潛在的強(qiáng)致突變物、公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)原，并且早已經(jīng)被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）列為第1類致癌物質(zhì)。

一、觀賞植物對甲醛的凈化效果

美國航天局（NASA）的Wolverton等科學(xué)家，于20世紀(jì)80年代初系統(tǒng)地開展了相關(guān)植物吸收凈化室內(nèi)空氣的研究，測試了多種綠色植物對幾十種化學(xué)物質(zhì)的吸收能力，研究結(jié)果表明：在24小時(shí)的照明條件下，蘆薈（Aloe vera var. chinensis）可去除1立方米空氣中90%的甲醛，常春藤（Dedera nepalensis var. sinensis）可去除90%的苯，龍舌蘭（Agave americana）可吸收70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯，垂掛蘭（Sedum sarmentosum）能吸收86%的甲醛。他們對中斑吊蘭（Chlorophytum comosum‘Vittatum’）、合果芋（Sygonium poaoph-yllum） 和綠蘿 （Scindapsus aureus）3種綠葉植物對甲醛的吸收凈化能力的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在6小時(shí)內(nèi)，單位面積吸收甲醛最多的是中斑吊蘭，最少的是綠蘿。其后通過對30多種室內(nèi)植物對甲醛的凈化研究，選擇出對甲醛凈化效果最好的一些植物，包括夏威夷椰子（Pritchardia gaudichaudii）、萬年青（Rohdea japonica）、鑲邊香龍血樹（Dracaena fragrans ‘Massangeana’）、常 春 藤 、白 鶴 芋（Spathiphyllum floribunda‘Clevelandii’）、非洲菊（Gerbra jamesonii）、千年木（Dracaena marginata）、菊花（Dendranthema morifolium）、富貴竹（Dracaena sanderiana）、金邊虎尾蘭（Sansevieria trifasciata var. laurentii）以及銀邊朱蕉 （Cordyline fruticosa）。Godish等以吊蘭（Chlorophytum comosum）為研究對象，探討了土壤對甲醛凈化性能的影響，研究結(jié)果表明：吊蘭對甲醛的凈化除了葉片的吸收作用外，土壤對甲醛的吸收也具有重要作用。Giese以吊蘭為對象，采用同位素14C跟蹤實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)吊蘭對甲醛凈化效率與時(shí)間沒有線性關(guān)系。Oyabu等研究了綠蘿-土壤盆栽系統(tǒng)對甲醛的凈化效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在甲醛濃度為每立方米5毫克時(shí)，綠蘿對甲醛的凈化能力與甲醛分子量呈指數(shù)關(guān)系；且在此濃度下，植物在不同類型土壤的凈化能力是相同的。Kondo等研究發(fā)現(xiàn)，植物凈化甲醛的效果與光照強(qiáng)度、氣體濃度和蒸騰速率呈正相關(guān)。

國內(nèi)對觀賞植物吸收甲醛的研究起步較晚。胡海紅等對上海地區(qū)常見的7種耐陰綠色觀葉植物銀苞芋（Spathiphyllum floribundum）、大葉喜林芋（Philodendron erubescens）、鵝掌柴（Schefflera octophylla）、吊蘭、蔓生椒草（Peperomia precomens）、復(fù)葉波士頓腎蕨（Nephrolepis exaltata‘Marsalii’）和心葉喜林芋（Philodendron scandens）進(jìn)行了甲醛的熏氣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這7種植物都能夠在一定程度上降低甲醛的濃度，其中以蔓生椒草的效果最好，其次為心葉喜林芋；并且發(fā)現(xiàn)這7種植物分別受到不同程度的傷害，其中以復(fù)葉波士頓蕨最為明顯。白雁斌等在裝修1年的沒有通風(fēng)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，對吊蘭進(jìn)行吸收甲醛能力的測定發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)空氣中的甲醛平均濃度在放入吊蘭前為每立方米0.151毫克，3周后則降低至每立方米0.076 毫克。崔媛等研究表明，虎尾蘭和吊蘭可吸收室內(nèi)80%以上的有害氣體，在24小時(shí)有光照的條件下，可消除1立方米空氣中90%的甲醛，適宜室內(nèi)種植的降解甲醛的植物還有綠蘿、秋海棠（Begonia grandis）和銀苞芋。李慶君也對6種觀賞植物吸收甲醛的能力進(jìn)行測定比較，由高到低依次為海芋（Alocasia macrorrhiza） ＞綠蘿＞虎尾蘭＞綠寶石（Philodendron erubescens ‘Green Emerald’）＞佛肚竹（Bambusa ventricosa） ＞肉桂（Cinnamomum cassia），且2年生的虎尾蘭吸收甲醛的能力強(qiáng)于5年生的虎尾蘭。中國室內(nèi)裝飾協(xié)會室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測中心于2005年，首次發(fā)布常見室內(nèi)植物凈化室內(nèi)環(huán)境的研究測試結(jié)果：常春藤、馬拉巴栗（Pachira aquatica）、孔雀竹芋（Calathea makoyana）、綠蘿、白鶴芋等10種植物，對苯、甲醛、氨氣等室內(nèi)污染物有明顯的凈化效果。

二、觀賞植物對甲醛的凈化機(jī)理

根據(jù)目前的研究表明，觀賞植物對甲醛進(jìn)行凈化的機(jī)理，有吸附、吸收代謝和根際微生物降解3種。

（一）觀賞植物對甲醛的吸附

植物對甲醛的吸附，包括植物的葉和莖對甲醛的吸附以及土壤對甲醛的吸附。植物葉片表面上的蠟質(zhì)膜含有醇、醛、酮、酯等有機(jī)化合物，有利于對環(huán)境中的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行吸附和聚集。葉片對甲醛的吸附效率與葉面和莖的形態(tài)、粗糙度、葉的著生角度、表面分泌物、土壤的類型和土壤的濕度相關(guān)。植物體表面對甲醛的吸附存在著飽和點(diǎn)，當(dāng)植物對甲醛的吸附達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)就不再吸附甲醛，失去凈化功能。這在一定程度上解釋了Wolverton等對吊蘭、綠蘿和合果芋3種植物，在初期6小時(shí)內(nèi)去除的甲醛比隨后18小時(shí)還多的試驗(yàn)現(xiàn)象。

（二）觀賞植物對甲醛的吸收

甲醛通過植物葉片上的氣孔或皮孔被吸收，或者通過葉片角質(zhì)層滲透到植物內(nèi)部，然后溶于水，進(jìn)而擴(kuò)散到葉片組織，經(jīng)過植物代謝被同化為其它組織成分，或者分解釋放出CO2。黃愛葵等研究認(rèn)為，甲醛通過葉片被吸收與植物葉片的氣孔數(shù)量和尺寸有關(guān)。Schmitz等以綠蘿和垂葉榕（Ficus benjamina）為研究對象發(fā)現(xiàn)，甲醛去除力與植物葉片的氣孔導(dǎo)度存在正相關(guān)。

甲醛在高等植物體內(nèi)的代謝和轉(zhuǎn)化主要有同化過程和分解過程2類。甲醛的同化過程主要有葉酸介導(dǎo)的反應(yīng)途徑、甲基化循環(huán)途徑以及S-甲基甲硫氨酸循環(huán)途徑3個(gè)途徑，甲醛的分解過程主要是不依賴葉酸的反應(yīng)途徑。

Giese等利用放射性14C跟蹤甲醛在吊蘭中的代謝過程時(shí)發(fā)現(xiàn)，放射性14C活性主要出現(xiàn)在有機(jī)酸和糖中。Schmitz等在對綠蘿和垂葉榕進(jìn)行吸收14C標(biāo)記的甲醛氣體試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，除了在植物葉中有14C的蹤跡，還在植物莖和根中發(fā)現(xiàn)14C，由此推測14C標(biāo)記的甲醛氣體在進(jìn)入植物體內(nèi)經(jīng)一系列反應(yīng)后，通過卡爾文循環(huán)進(jìn)入了植物代謝。Achkor等對源于擬南芥甲醛脫氫酶的基因進(jìn)行遺傳操作，過量表達(dá)此酶的擬南芥對外源甲醛的攝取效率提高了25%，表明植物對于甲醛的攝取和脫毒與甲醛脫氫酶的表達(dá)量相關(guān)。

（三）觀賞植物根系微生物對甲醛的降解

除了上述2種方式之外，植物的根系微生物在降解甲醛方面也發(fā)揮著重要的作用。甲醛在較低濃度下即可殺死多數(shù)微生物，其液體和蒸汽常被用做滅菌藥劑。但近年來有研究發(fā)現(xiàn)，某些微生物不僅對甲醛有耐受性，還可以將甲醛等含C1化合物作為碳源氧化分解，在降解化學(xué)污染物方面起著重要作用。

微生物對甲醛降解凈化總體上可歸納為2種途徑：甲醛異化途徑和甲醛同化途徑。甲醛的微生物異化作用主要通過線性輔因子氧化途徑實(shí)現(xiàn)。甲醛與谷胱苷肽、真菌硫醇、四氫葉酸、四氫甲基蝶呤等輔因子形成加合物，再被甲醛脫氫酶及甲酸脫氫酶催化分解。Peter等在C1化合物環(huán)或含有1個(gè)C1的底物里，通過對微生物菌種誘導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)了依賴煙酰胺腺嘌呤二核苷酸或者谷胱甘肽的甲醛脫氫酶，從而證實(shí)在微生物代謝過程中能夠產(chǎn)生甲醛脫氫酶。Kondo在抗甲醛真菌試驗(yàn)中，也證實(shí)了甲醛脫氫酶活性。微生物對甲醛的同化作用在甲基營養(yǎng)菌中共有3個(gè)途徑： 核酮糖單磷酸途徑、絲氨酸途徑和核酮糖二磷酸途徑。核酮糖單磷酸途徑在低濃度甲醛時(shí)仍能發(fā)揮作用，能夠高效捕捉游離甲醛，而且核酮糖單磷酸途徑代謝的所有反應(yīng)均是放能的，它同化甲醛的效率比絲氨酸途徑或核酮糖二磷酸途徑都高得多。

常春藤