净化室内空气植物的研究概况

曾 骥

（ 厦门市思明区园林绿化管理中心，福建 厦门 361000）

人的三分之二以上时间是在室内渡过的，室内空气污染是继煤烟型污染、光化学污染之后进入第三污染期的标志，室内空气污染是室内外多种污染源共同作用的结果，包括装饰材料释放有害气体、吸烟烟雾、厨房油烟、汽车尾气、工业废气等。有人在室内空气中测得500多种有机物，其中致癌或突变物有20多种，如甲醛、苯、甲苯、三氯乙烯、臭氧、氡气、PAH、NO2–PAH、酚等。

与室外大气相比, 室内有害因素不仅种类复杂而且有些浓度（强度）甚高，可较室外高出2-3倍甚至上百倍，空调器的迅速普及使其危害变本加厉，室内空气污染修复是构建健康建筑的热点和难点。

植物光合作用释放氧气, 吸收二氧化碳，而且很多植物还具有修复空气中物理、化学、生物的多种有害的因素污染的神奇功效，随着人们环保意识的提高，越来越多的人把绿色植物引入室内。近年来，环保功能的室内植物种类和净化功能的方向、研究日益增多，本文介绍植物在净化室内空气污染研究概况，为选择室内绿化植物提供借鉴。

一、室内植物固碳释氧能力研究

植物可以净化室内空气，其中最典型、最重要的是通过光合作用吸收和同化CO2，同时释放氧气。室内植物从野外引进室内栽培，最大的障碍就是光照不足。生境改变, 植物会在一定程度上改变自身光合特性, 以适应环境保持生长。

通过测试室内植物的光合速率, 计算固碳放氧的能力可以看出：一方面为室内绿化的生态效益提供了科学数据, 另一方面也可以作为室内绿化植物选择的参照，这方面有比较细致的研究。刘娜对比8种植物固碳释氧作用,在室内光照强度945～13733 lx环境中,朱蕉（Cordyline terminalis）的日固碳量最大，天鹅绒竹芋（Calathea zebrine）最低，光照强度2112～27856 lx,五彩竹芋（Calathea picturata）最高 ,铁线蕨（Adiantum capillus-veneris）最低。董丽丽对比7种室内观赏植物鸭脚木（Brassaia actinophylla）、凤梨（Guzmania lingulata）、 绿 巨 人（Spathiphyllum floribundum）、君子兰（Clivia miniata）龟背竹（Monstera deliciosa）、合果芋（Syngonium podophyllum）和广东万年青（Aglaonema modestum）的固碳释氧量，在相当于全光照60%的光环境中，鸭脚木日固碳释氧量最高，凤梨最低，在相当于全光照20%的光环境中，绿巨人的日固碳释氧量最高，君子兰最低，在相当于全光照8%的光环境中，龟背竹较高，君子兰最低。

建筑物内一般光照不足，须摆放光补偿点较低的阴生植物，而在完全黑暗的场所如卧室，一般植物（C3植物）由于呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳而降低空气质量。景天酸代谢（CAM）植物夜间气孔开启，固定大量二氧化碳形成苹果酸，日间在光下脱羧成二氧化碳供光合作用，CAM植物几无光呼吸，对氧气消耗很少，而且日间一般气孔关闭，呼吸作用产生的二氧化碳直接应用于光合作用，生成的氧气至晚间才释放。它们具有在夜间顺应了人们呼吸需求的微妙作用，是卧室绿化装饰的首选植物。

已经发现的CAM植物有30多个科，100多属，1万多种，主要分布于龙舌兰科、凤梨科、仙人掌科、景天科、大戟科、百合科、兰科等中，常见的有青锁龙属（Crassula）、落地生根属（Bryophyllun）、伽蓝菜属（Kalanchoe）、景天属（Sedum）、凤梨属（Ananas）、仙人掌属（Opuntia）、石莲花属（Echeveria）等。

具体研究报道有，岳莉然报道球兰（Hoya carnosa）、蟹爪（Zygocactus truncactus）、假昙花（Rhipsalidopsis gaertueri）、金边虎尾兰（S. trifasciatacv.laurentii）、叶仙人掌（Pereskia aculeate）、花蔓草（Aptenia cordifolia）、长寿花（Kalanchoe blossfeldiana‘Sensation’）、 玉 吊 钟（K. fedtshenkoi‘Rosy dawn’）和豆瓣绿（Peperomia scandens‘Cariegata’） 九种多肉植物在室内环境中的固碳能力，球兰、蟹爪、假昙花和虎尾兰在不同环境中夜间都有CO2净吸收，夜间固碳量，在直射光区球兰＞虎尾兰＞假昙花＞蟹爪；玉吊钟在光照强度低的阴暗区夜间几乎无CO2净吸收，叶仙人掌、花蔓草、长寿花和豆瓣绿则在不同环境中都表现为白天有CO2净吸收，如直射光区叶仙人掌＞花蔓草＞长寿花，且CO2净吸收速率随光照强度的增加而增加，而日落后以暗呼吸为主。另有报道和其他植物相比仙人掌绯花 玉（ Gymnocalycium baldianum） 和巨人柱（ Carnegiea gigantea ） 、火祭（Crassula capitella ‘Campfire’） 在夜间吸收的二氧化碳最多。

二、室内植物修复化学气体污染研究

室内有害化学气体为当前室内空气污染治理研究的热点，植物与有害气体关系有敏感、忍受和消除（吸收）三种。虽然植物吸收空气污染能力与植物抗性间并无明显的相关性，在筛选有修复功能植物时，植物本身对有害气体表现抗性是先决条件。目前对甲醛、苯、甲苯等气体的净化研究较多。

Wolverton等最早发现对甲醛、苯、二氧化碳吸收净化效果最好的10种植物是夏威夷椰子（ Chamaedorea seifritzii） 、万年青（Rohdea japonica ）、常 春 藤（ Hedera helix） 、 非 洲 菊（ Gerbera jamesonii ） 、 菊 花（Dendranthema morifolium） 、富贵竹（Dracaena sanderiana‘Virecens’） 、 千年木（C. fruticosa ）、镶边香龙血树（ D.fragrans‘Massangeana’） 、金边虎尾兰、银边朱蕉（ C. terminalis）。黄爱葵报道对苯、甲醛吸收效果最好的是爱玉合果玉（ Syngonium podophyllum ‘Gold Allusion’），其次是黄金葛、金边虎尾兰，中斑吊兰（ C. comosum‘Vittatum’）吸收效果最差。胡红波测定50种植物的吸收作用，甲醛质量浓度均有下降，24 h 单位叶面积植物净化甲醛量最大的为皱叶薄荷（Mentha haplocalyx ），其次是迷迭香（Rosmarinus officinalis）、金枝玉叶（Portulacaria）、大丽花（Dahlia pinnata Cav）和扶桑（Hibiscus rosa-sinensis ）等，净化率最大的为黄金葛绿萝（Epipremnum aureum），其次是皂荚（Gleditsia sinensis）、螺纹铁（Dracaenaderemensis compacta）、扶桑和大丽花等。

解娇等报道的15 种植物均可以有效吸收甲醛，单位面积吸收量前3 位的为虎皮兰（S. trifasciata）、绿萝、樱花吊兰（Atenia cordifolia）, 各种观赏植物对甲醛的耐受性均存在差异。

近年来，室内植物吸收甲醛与其他生理指标的相关性也有一些研究，林丽仙等发现虎尾兰、吊兰（ Chlorophytum）、 袖 珍 椰 子（ C.elegans）、 白 鹤 芋（Spathiphyllum kochi）、常春藤，植物体内甲醛含量8:00左右最高,随后下降至12:00左右最低,随后逐渐上升，体内甲醛含量随着净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度的提高而降低,随着它们下降而上升。

随着气孔限制值的下降而降低,提高而上升，与水分利用效率的关系不明显。郑小青等在密闭环境中研究对虎尾兰吸收甲醛能力的影响因素，作用大小排序为：光照时间＞虎尾兰数量＞甲醛初始含量，最佳组合条件为光照时间9h/d、虎尾兰6株、初始甲醛含量1.03mg.

早先就有室内空气中测得500多种有机物的报道，除甲醛、苯等气体之外的净化研究，孙基哲介绍藤萝（Wisteria villosa） 能够有效地清除一氧化碳，白掌（ Spathiphyllum spp.） 和垂叶榕（ F. benjamina） 对二氧化氮的清除效果良好，白边铁树（ D. deremensis-Longii ） 、白掌、非洲菊吸除三氯乙烯，白掌还是去除二氧化硫、丙酮。

也有报导龙舌兰可吸收三氯乙烯，阴生植物小棕榈吸收Pb、鸭趾草及常春藤吸收一氧化碳，Takashi 等报道橡皮树对氨的净化效果最好，同时建立了相关函数用来说明植物对氨的净化特性。其他报道有几种植物在无菌条件下能有效降解多种多氯联苯（PCBs），通过同位素标记的实验表明，植物中的酶可以直接降解三氯乙烯（TCE），先生成三氯乙醇，最后生成CO2和Cl2。

三、植物修复生物性空气污染的研究

芳香植物在净化室内空气上的开发应用，室内一般人群密度高，病原微生物无法象在室外空气中充分稀释。绿色植物可以修复生物性污染，一方面植物吸附空气灰尘，从而减少了细菌，另一方面，许多植物（芳香植物）分泌的挥发性物质具有杀菌作用，称“植物杀菌素”，如丁香酚、桉油、肉桂油、柠檬油、松香等。

芳香植物的精油为代谢次生物质，一般由几十种成分组成，如萜烯、倍半萜烯、芳香族、脂肪族和脂环族等。此外芳香植物对人体还具有调节情绪、祛病健身、预防疾病上的特殊作用。

四、室内植物植物滞尘能力研究

灰尘是人类健康的大敌，灰尘带着许多细菌病毒到处飞扬，传播疾病,工业粉尘、纤尘能使工人患上各种难以治愈的职业病，过多的灰尘还会造成环境污染，诱发人类的呼吸道疾病等。

贾彦等利用生物显微镜分析植物叶表的微观结构，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，即人们熟悉的可吸入颗粒物，是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。

几年来室内空气质量受大气污染日益严重，植物的滞尘能力研究几乎都是露地植物，室内植物滞尘能力研究笔者仅见周杰良报道7种供试植物单位叶面积滞尘量大小依次是小天 使（Philodendron cv Xanadu）＞燕子 掌（C. argentea）＞绿 萝（S. aurens var. wilcoxii）＞发 财 树 ＞吊 兰（C.comosum）＞小叶榕（F. microcarpa var.pusillifolia）＞虎尾兰，随着时间的推移,植物的滞尘量有个缓慢的上升，叶片三维计盒维数是量化植物叶片粗糙度是一种可行的途径，一般而言分形维数越大，叶面越粗糙，单位滞尘量越大。分形维数大小依次虎尾兰＞小天使＞燕子掌＞绿萝＞发财树＞吊兰＞小叶榕。

结语

由于建筑物装修、装饰新材料的不断开发、应用，室内办公、文化用品日益增多，化学性污染物的发现与危害也层出不穷，近年来汽车尾气和雾霾也日益严重地污染室内空气，它们给健康建筑的构建提出了新难题。室内植物的净化功能研究起步较晚，主要局限于芦荟、吊兰、虎尾兰、绿萝等少数几个品种对甲醛、苯的吸收，由于新潮植物层出不穷，必须在较广泛的室内植物种类研究发现吸收更多害物质的功能，以达到绿色建筑的要求，对植物净化室内空气的细胞、生理机制还很少有深入的研究, 尤其对有害气体的吸收同化的过程和原理，制约了净化室内空气植物的发现和应用。要在室内有限的空间内发挥植物的净化效能，应充分利用植物兼具多种修复功能（广谱吸收），如不少植物固碳释氧的功能较强的植物也能有效吸收有害化学气体，如橡皮树、虎尾兰、绿萝等，月季、虎尾兰能吸收多种有害化学气体，前者是芳香植物，后者为CAM植物，这些净化空气污染的“多面手”提高了功能植物的环保效用。室内空气净化植物的筛选能丰富室内植物的内涵，为科学构建健康建筑提供“绿色菜单”，变革室内植物产品结构，活跃室内植物租、售市场，为确实改善人居环境作出重要贡献。

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