室内观叶植物净化空气的研究进展*

刘梦云，张莉莉，熊 勉，章丽茜，张春晓*

（杭州电子科技大学材料与环境工程学院，浙江杭州310018）

室内空气质量至关重要，尤其封闭住宅，换气率低，加上装修，甲醛和溶剂等污染较重，危害人类健康。居室空气污染物种类多且复杂，按其存在状态分为悬浮颗粒物和气态污染物两类。前者指的是空气中悬浮着的固体粒子和液体粒子，主要指无机和有机颗粒物、微生物及生物溶胶等；后者指的是以分子状态存在的污染物，包括无机化合物、有机化合物和放射性物质等。有研究表明，一半以上的人体疾病与室内污染物有关，如室内装修材料、清洁剂、厨具等散发出甲醛、NH3和CO等化学性污染物，降低人的呼吸系统的免疫功能，严重者甚至感染免疫系统。

美国宇航局为开发生活环境系统专门对室内空气污染展开研究：通过对多种生物功能的研究，发现室内观叶植物的净化能力最强[1，2]。专家也认为利用绿色植物治理居室空气污染物的显著特点是可连续、速度慢、时间长和低浓度。这刚好适合居室空气污染物积累性、多样性、长期性和浓度低的特征。因此，采用植物净化，应引起有关方面足够的重视，顺应国家节能环保的趋势。

1 植物净化空气的机理

1.1 对物理性污染物的净化

绿色植物对烟尘、颗粒物起到阻挡、过滤和吸附作用，达到净化室内空气中物理性污染物的效果[3，4]。该过程是通过降低风速，将空气中悬浮的烟尘、颗粒物等降落在叶片表面或地板上；又或者借助叶片表面分泌的油脂及汁液，将飘尘附着在叶面上。

1.2 对化学性污染物的净化

绿色植物借助叶片表面和气孔净化化学性空气污染物。该过程主要是植物通过吸收、降解、转化和同化等将污染物吸附和吸收。据研究发现[5]：观叶植物的叶面气孔可强烈吸收空气中的甲醛，植物的呼吸率越高，对甲醛的吸收率也越高。

1.3 对生物性污染物的净化

绿色植物一方面通过减尘作用，减少悬浮颗粒物上附着的细菌含量，另外植物自身具有杀菌能力，可杀死原生动物、肺结核、霍乱等的病原菌。据报道[6]，珍珠梅挥发出的杀菌素对金黄色葡萄球菌、绿脓感菌的杀菌率达100%。

2 室内观叶植物净化室内空气的研究现状

国内外研究人员对植物的净化能力进行试验，筛选出吸收能力较强的植物，如吸收甲醛、苯、氨等能力较强的有吊兰、虎尾兰、芦荟、常春藤、绿萝、白掌、黑美人等。固碳释氧的能力较强的植物有绿萝、合果芋、橡皮树、泡叶冷水花、短叶虎尾兰,龙舌兰、褐毛掌、伽蓝菜、景天等。吸收空气中的飘浮微粒及烟尘能力较好的植物有兰花、桂花、腊梅、红背桂等。

2.1 室内植物吸收甲醛、苯等有害气体的研究现状

改善室内空气环境现行的方法中，最好的方式是利用植物的净化能力将空气中的气态污染物分解成无害物质。例如室内观叶植物通过叶面气孔可强烈吸收空气中的甲醛。周杰良[7]选取吊兰、黄金葛等7种室内观叶植物，经研究发现：选取植物对苯、甲醛均有较好的去除效果，其中黄金葛的去除能力最好,对甲醛和苯的去除率分别可达67.7%和72%。赖玉珊[8]等对红豆杉、美人蕉等植物吸收甲醛的能力研究发现，所选植物对甲醛都有较高的吸收率，红豆杉对甲醛的去除效果最好，美人蕉和八角金盘次之，茉莉最差。美国航天局wolvertionB.c对密闭空间内绿萝、中斑吊兰、合果芋3种植物净化里面的空气,试验结果显示:中斑吊兰、合果芋和绿萝在6h内对甲醛的吸收率分别达2.27、0.50和0.46μg· cm-1。黄爱葵[9]对4种室内盆栽植物吸附甲醛和苯的能力进行研究,结果表明合果芋最好，黄金葛和金边虎尾兰次之，最差为吊兰。高浓度的苯对合果芋损伤最小,吊兰虽对甲醛的吸附能力较强但受害严重,可作为对室内环境进行监测的一种植物。

2.2 植物固碳释氧能力的研究现状

CO2是植物光合作用的主要原料。植物进行光合作用需要吸收CO2，同时释放O2。目前我国对室内植物固碳释氧的能力研究较少。郭阿军[10]、岳莉然[11]实验观察发现，橡皮树的日固碳释氧量最高，日释氧量可达5.26g·（m2·d）-1和日固碳量7.23g·（m2·d）-1；而短叶虎尾兰的日固碳释氧量最低，日释氧量仅为0.34g·（m2·d）-1和日固碳量为0.47g·（m2· d）-1。赵萱[12]等选取青岛市区地被植物，采用Li-6400光合测定仪测定相关的光合生理生态因子，计算出其固碳释氧量，结果表明火辣、黄花鸢尾、鸢尾的固碳值均超过12g·m-2，而大叶黄杨的固碳值只有4.73g·m-2。S.H.Raza等[13]以百合、景天、仙人掌和落地生根等多肉植物为观察对象，发现它们在医院的环境中具有不同的吸收CO2的能力。温度较高时，百合对CO2的去除率能达80%。王丽勉[14]等人通过测定光合速率的大小，来表征绿色植物固碳释氧能力的强弱，研究发现：木芙蓉和醉鱼草等植物的固碳值达到12g·m-2。郭阿君[15]等人研究发现不同的光照条件能影响植物的固碳释氧能力，光强范围达到全光照60%的条件时，橡皮树的释氧量和固碳量最高，分别为5.26和7.23g·m-2，蜘蛛抱蛋和绿萝次之，泡叶冷水花能力最差。

2.3 植物滞尘能力

植物能够净化大气中粉尘颗粒物，由于自身的叶片表面特性对空气中的降尘、飘尘和地面扬尘等起到吸附或者附着的效果，并且借助雨水的冲洗，植物的滞尘能力重新恢复。李寒娥[16]等展开台湾草、白蝴蝶和桃花心木3种草本植物的滞尘能力研究，发现台湾草的滞尘量最高能达197.9kg·hm-2，其滞尘量取决于叶片表面特性、本身的湿润度以及总叶面积。兰花、腊梅、桂花和红背桂等室内观赏植物，因其叶片表面的纤毛能够截留并吸附空气中的颗粒悬浮物，产生滞尘作用。杨士军[17]等选择白玉兰、杜鹃和紫藤等为研究对象，发现植物种类、叶片面积、叶表面粗糙度等因素能影响这些植物的滞尘能力，并且证实了能够产生滞尘效果的叶片取决于其自身高度和空间疏密度，其中乔本植物榆树的滞尘量最高，可达1235μg·cm-2。李常平[18]利用生物显微镜分析叶表的微观结构，发现叶表的沟状组织、突起，结构等特征增加了叶表面粗糙度，并增大其与悬浮粉尘的有效接触面积，使得植物的滞尘能力得到提高。通过研究进一步发现植物吸附滞留的粉尘粒径范围大部分分布在0～10μm。

3 植物净化与其他技术的配合使用

单纯采用室内植物吸附甲醛达到的净化效果并不尽如人意，因为植物本身对甲醛的去除率比较低，但有研究表明：植物净化与其他技术协同使用，会产生更好的净化效果。Wolverton最早将活性炭与和绿萝配合使用，来吸附有机污染物。威廉·沃维尔证实绿色植物能够吸附苯、甲醛能室内污染气体，主要是因为盆栽植物基质中所蕴含的微生物,同时盆栽植物土壤中的水分,也能对甲醛等有害物质起到一定的吸附作用。周建敏[19]等将光敏化的TiO2溶胶涂覆在发财树的叶片上，发现10h后对甲醛的去除率可达100%，加快了植物对甲醛的吸附净化过程。梁松君等[20]研究发现,盆栽植物的根茎与土壤也能够吸附空气中的有害气体，去除率可达30%～ 40%。另外，还有一些常见的改进盆栽基质的方法如将硅藻土、草炭、锯木屑等多孔材料或活性炭、硅胶和分子筛等吸附剂作为盆栽基质，它们与植物配合使用可起到对有害气体的高效吸收效果。

4 展望

绿色植物对人类保护环境是不可缺少的,但绿色植物在净化室内空气等方面还存在着不足。目前为止，虽然科研人员开展了关于植物吸附气体的大量研究，但在植物净化室内空气的机制，如何增强植物对有害气体的抗性，联合修复技术的开发研究等方面尚需继续深入研究。倘若能解决上述难题，高效率地开发利用植物净化室内空气污染物的能力，便可优选出具有净化力强、有益人体健康和实用美观等特点的室内绿化植物，不但可以为我们营造出干净舒适的环境，并且具有良好的经济、社会效益和广阔的市场前景。

［1］朱天乐.室内空气污染控制［M］.北京:化学工业出版社，2003.

［2］MizukiM,Tsuda T.Relationship between atopic factorsand physical symptoms induced by gaseous formaldehyde exposure during an anatomy dissection course［J］.Arerugi,2001,50（1）:21-28.

［3］ 吴忠标,赵伟荣.室内空气污染及净化技术［M］.北京:化学工业出版社，2004.

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［5］SIMONICH STHITESR A.Importance of vagatation in removing polycyclic aromatic hydrocarbons from the atmosphere［J］.Nature, 1994,370:49-51.

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［7］ 周杰良.7种室内盆栽观叶植物生态功能的比较研究［D］.中南林业科技大学,2009.

［8］ 赖玉珊,王庆玲,刘用凯,薛秋华.4种植物吸收甲醛能力分析［J］.西南林业大学学报,2013,33（1）:13-17.

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［10］ 郭阿军.10种室内观叶植物固碳释氧、蒸腾、抑菌特性的研究［D］.黑龙江:东北林业大学，2004.

［11］ 岳莉然.九种多肉植物在室内环境中固碳和蒸腾特性的研究［D］.黑龙江:东北林业大学，2004.

［12］ 赵萱，李海梅.11种地被植物固碳释氧与降温增湿效益研究［J］.江西农业学报,2009,21（1）:44-47.

［13］Raza S.H.,ShylajaG..Differentabilitiesofcertain succulentplants in removingCO2from the indoorenvironmentofahospital［J］.Environment International,1995,21（4）:465-469.

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［16］ 李寒娥，王志云，谭家得，等.佛山市主要城市园林植物滞尘效益分析［J］.生态科学,2006,25（5）:395-399.

［17］ 杨士军,罗峙停,李科煌.不同植物滞尘能力的初步研究［J］.上海环境科学,2005,24（1）:43-46.

［18］ 贾彦，吴超，董春芳，等.7种绿化植物滞尘的微观测定［J］.中南大学学报,2005,43（11）:447-4553.

［19］ 粱松君，谢华庆.植物净化房屋也需因人而异［N］.北京青年报，2006.

［20］赵玉峰.浅议绿色植物对室内污染物的净化作用［J］.2009.