绿色植物对室内空气污染的净化作用（二） 对室五加科(Araliaceae)

3 影响绿色植物空气净化效果的绿色因素

3.1 植物种类

植物净化空气的能力各异，学者们一直致力于植物品种的植物作用筛选，但由于植物净化空气的对室机理非常复杂，植物的内空生长状况与生理影响较大，不同实验方法、气污实验条件亦会导致实验结果的净化差异。、绿色对净化室内空气的植物作用植物种类及研究已做了列表归纳，发现在所试植物中，对室五加科(Araliaceae)，内空如常春藤、气污鹅掌柴，净化去除甲醛、绿色苯、植物作用甲苯、对室辛烷、三氯乙烯等效果最好，菊科(Asteraceae)、唇形科(Lamiaceae)和秋海棠(Begoniaceae)去除甲醛效果也不错。

3.2 空气污染物分子大小

一些学者提议，扩散是室内空气污染物植物修复的限速步骤。证实每一种苯系物气体（苯、甲苯、乙苯和二甲苯）的迁移与扩散系数密切相关。相关报告还指出，扩散系数与化合物的物理和化学性质直接相关，如分子量或分子的体积。分子量最小的苯，被金钱树吸收的速率比甲苯、乙苯和二甲苯更快。金钱树在污染的空气中放置7天，单位叶面积吸收苯的量约(0.68±0.02) mmol/m2，而甲苯、乙苯和二甲苯的量约为(0.55±0.04)、(0.46±0.01)、(0.28±0.01) mmol/m2[16]。因此，金钱树具有去除所有苯系物的潜力，并且每一种苯系物的物理化学性质都可能影响其吸收。然而，植物吸收室内挥发性有机复合物(VOCs)可能取决于许多因素。例如有报道表明长寿花会选择性吸收苯和甲苯混合物中的苯，而不吸收甲苯，可见植物对空气污染物的吸收具表观选择性。

3.3 气孔与角质层

一般认为植物的气孔与角质层可能是室内空气污染物清除的主要途径。Treesubsuntorn 和Thiravetyan 发 现 54% 的 苯 被 富 贵 竹 (Dracaenasanderiana)气孔吸收 ，而 46%被角质层蜡质吸收。Sriprapat 和 Thiravetyan实验证实空气中 80%的苯、76%的甲苯、75%的乙苯和 73%的二甲苯是通过气孔通路除去，剩余的 20%、23%、25%和 26%是通过角质层除去的。因而植物气孔的类型、角质层的物化特性
可能会影响空气污染物的吸收效率。当植物受到空气污染物影响时，气孔密度、气孔长径、气孔开放程度等会发生改变。这可能是植物适应自然环境的结果。而短期实验时，植物清除空气污染物的能力与气孔密度并不相关，与角质层的厚度也没有显著相关，但与角质、蜡质的成分有关。

在所试的12种植物中，甲苯和乙苯吸收最强的虎尾兰和大叶虎尾兰，富含棕榈酸，不含α-亚麻酸；而甲苯吸收相对弱的富贵竹、变叶木(Codiaeum variegatum)和芦荟等角质层则富含α-亚麻酸。角质层的组成成分可能影响了植物的辛醇/水分配系数(Kow)，当Kow<10时，亲水性强；Kow>10时疏水性强。甲醛气体的log Kow=0.35，其渗透作用可能较弱。甲苯的log Kow=2.69，乙苯的log Kow=3.15，这说明乙苯可能比甲苯更容易被植物角质层的蜡质吸附。角质层的组成成分与空气污染物的理化特性值得深入研究，这将有助于进一步揭示植物的吸附机理。

3.4 植物叶面积

研究结果表明，在二甲苯初始浓度为84.8 mg/m（3 32℃，101.325 KPa大气压）时，当金钱树的叶面积从0.013 m2增加到0.026、0.039 m2时，2个密闭容器中的二甲苯水平分别于72 h和24 h减少到0 mg/m3。可见，为了加速室内空气污染物的清除效率，可适当增加植物叶面积。然而 ，当二甲苯的初始浓度降为21.2 mg/m3时，24 h后，叶面积为0.026、0.039 m2的金钱树对二甲苯的去除效率是一样的。据此可计算出改善室内空气环境需要的叶面积与植物数量。

3.5 光照条件与光合作用类型

光照强度会对植株净化甲醛的能力产生一定影响。研究了24 h内（8 h光照，16 h黑暗）黄金葛和垂叶榕对室内甲醛的净化，发现白天甲醛净化速率为0.24~1.88 mg/h，夜间净化速率为0.06~1.29 mg/h。可见光照有利于植物对甲醛的净化。这可能是由于白天植物进行光合作用，代谢能力增强，从而提高了植物
对甲醛的净化能力。研究结果表明，在光照度4000~12000 lx范围内，光照强度对吊兰盆栽体系白天甲醛净化速率无显著影响，而盆栽夹竹桃随光照强度的增加对白天甲醛的净化能力显著增加。Sriprapat 和 Thiravetyan在光与暗的情况下，通过充分浇水和水分胁迫2种条件，比较金钱树对苯系物的去除速率，结果表明光照24 h条件下，充分浇灌植株的苯系物吸收率显著高于黑暗条件下的植株。此外，显微分析表明，在光照条件下气孔打开，在黑暗条件下气孔关闭，从而影响了苯系物去除率。

研究了15种植物及其组合对二甲苯的清除效率。他们将所试植物中清除二甲苯能力最强的植物光合作用类型进行了分类，发现金钱树为兼性CAM 植物，大叶虎尾兰为 CAM 植物，细斑粗肋草(Aglaonema commutatum)为 C3植物。实验结果表明，金钱树+大叶虎尾兰+细斑粗肋草植物组合无论在光照条件下还是黑暗条件下，二甲苯的清除效率相比金钱树或大叶虎尾兰单种植物组合要高得多。这可能是因为 C3植物气孔白天开放而 CAM 植物气孔夜间开放。因此，在不同条件下，最好选择多种植物组合，以最大限度地清除室内空气污染物。

4 室内空气污染物对绿色植物生长与生理生化的影响

4.1 室内空气污染物对植物生长的影响

对香石竹(Dianthus caryophyllus)、瑞典常青藤(Pelctranthus oertendahlii)和孔雀竹(Calatheamakoyana)等16种常见室内观赏植物对甲醛的净化效率进行研究，发现在甲醛浓度3.31~4.03 mg/m3的范围内，香石竹净化甲醛的效率为1.504 mg/(h∙m2)，居16种植物之首，瑞典常青藤的清除效率为1.034 mg/(h∙m2)，位居第二，而孔雀竹芋的清除效率为0.2158 mg/(h∙m2)， 居16种植物之末，仅为香石竹的14.3%。但从甲醛污染后的植物表型看，香石竹叶片上出现褐色斑块、叶片变色、萎蔫等现象；而瑞典常青藤与孔雀竹芋经熏气后表型正常，无明显受害迹象。说明植物对甲醛的净化能力与自身对甲醛的抵抗能力无明显正相关关系。都在各自的研究中证实了上述结论，净化甲醛能力高并不代表对甲醛的抵抗能力好，反之，净化甲醛能力不高也不代表对甲醛的抵抗能力弱。此外，污染物的浓度对植物生长有显著影响。当二甲苯浓度为84.8 mg/m3时，金钱树生长并未受显著影响；若二甲苯浓度继续升高，金钱树就会表现出一些损害症状，包括叶片变黄、枯萎、凋落等。金钱树的二甲苯半致死浓度LC5014.7×103 mg/m3。因此，在室内空气净化过程中，空气污染物对植物本身的影响也不容忽视。

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