绿萝等6种室内观赏植物对氨气净化作用分析

崔洪珊, 贾 伟

(1. 淮南联合大学 化工系, 安徽 淮南 232038; 2. 安徽理工大学 地球与环境学院, 安徽 淮南 232001)

绿萝等6种室内观赏植物对氨气净化作用分析

崔洪珊1, 贾 伟2

(1. 淮南联合大学 化工系, 安徽 淮南 232038; 2. 安徽理工大学 地球与环境学院, 安徽 淮南 232001)

选取绿萝(Epipremnum aureum)、金边虎皮兰(Sansevieria trifasciata Lanrentii)、常春藤(Hedera nepalensis var. Sinensis)、豹纹竹芋(Maranta leuconeura)、金边吊兰(Phnom Penh Chlorophytum)、芦荟(Aloe vera var. Chinensis)六种植物, 采用熏蒸方式, 研究它们在 6 h 熏蒸时间内, 对氨气的净化效果. 实验结果表明, 6 种植物对氨气均有净化作用, 但不同植物净化效果有显著性差异. 吸附氨气能力较强的为绿萝、常春藤; 中等的为豹纹竹芋、金边虎皮兰; 较弱的为金边吊兰、芦荟.

室内空气; 植物净化; 氨气

近年来室内空气质量和人体健康的关系越来越受到重视, 人们采取了一系列措施来降低室内空气污染. 氨气是导致室内空气污染的重要因素之一, 被列为我国公共场所卫生标准中的必测指标. 它是一种碱性物质, 可以使人身体组织脂肪皂化、蛋白变性, 并对细胞膜有强烈的破坏作用, 对人体的粘膜组织、皮肤组织产生强烈的刺激, 从而造成人体抵抗力下降[1]. 净化氨气的技术主要有纳米TiO2光催化剂净化技术, 但是由于运行成本较高且可能造成二次污染, 未被大面积推广使用. 此外, 采用通风的方法去除氨气也有一定的局限性. 利用植物净化空气中的氨气既简便又可以美化环境, 是最简单也最环保的方法. 笔者于2014年9月～2014年11月在中国科技大学化学与材料学院中心实验室采用密闭容器内熏法, 检测6种常见植物对氨气的吸纳效率, 比较6种植物吸纳氨气的能力, 为利用植物去除室内氨气提供依据[2～4].

据报道, 植物净化氨气可能存在3种机制: 首先是植物的绿色光合作用. 当植物放置于有污染物的房间内, 有害气体经过叶片或茎上的气孔进入植物体内, 植物细胞对气体进行识别吸收后就会形成碱性的氨根离子, 同时释放出特异蛋白质, 同化或分解有毒物质, 以达到解毒目的. 其次, 植物的叶片上有一层薄薄的层膜, 这个层膜叫做蜡质层. 这层蜡质的物质由于富含醇、醛、酮、长链烃和酯等有机物, 对氨气具有吸附作用从而净化空气. 再次盆栽植物的土壤以及土壤当中的微生物会分解和吸附一定的氨气. 本研究从植物吸附氨气实验入手, 通过记录不同时间下密闭容器内氨气量的变化, 确定绿色植物吸附氨气量的多少[5～9].

1 材料与方法

1.1 熏蒸设备

熏蒸设备为自动化气体数据采集操作系统. 其硬件部分有: 1)无纸记录仪; 2)传感器模块及传感器电极; 3)传感器集成五通; 4)电渗析膜堆; 5)低压料液贮存罐; 6)常压料液贮存罐; 7)真空泵; 8)稳流/稳压电源; 9) 稳压电源; 10)散热风机; 11)料液泵; 12)铝合金支架; 13) 不锈钢面板; 14)数据采集电脑. 软件采取的是数据采集软件. 首先在自动化气体数据采集装置的密闭容器中通入足量的氨气, 然后将植物放进去, 通过观察装置上的显示屏中所显示的氨气浓度的变化来记录植物吸附了氨气多少.

1.2 植物材料

实验材料是6种日常生活中常见的观赏植物(详见表1), 都选购于花卉市场. 将它们置于实验室温室环境中培育, 进行正常的施肥浇水管理并在实验前一天移入实验室内.

1.3 实验方法

根据中华人民共和国国家室内空气标准, 室内氨气的浓度最高不得超过0.2mg/m3. 本次实验将在一个氨气浓度很高的环境下, 考察植物吸纳氨气的能力. 实验在正常的室内环境下进行(温度: 22℃ , 相对湿度: 70%), 采用烟熏法对植物进行处理. 首先将浓度为70%的氨水放入自动化气体数据采集装置中, 因为氨水是强挥发性的物质, 所以在1～2h内可以完全挥发, 使得整个密闭容器达到最大饱和浓度, 然后对待测植物进行处理. 为了避免实验植物中的土壤对氨气具有吸附作用, 我们把花盆、花盆中土壤部分用塑料袋包住, 并用透明胶封住塑料袋口, 由此将植物叶片和盆土分开. 将只露出叶片部分的绿萝、金边虎皮兰、常春藤、豹纹竹芋、金边吊兰、芦荟六种植物分别放入密闭容器中, 从早晨9点到下午14点每隔1h采集一下自动化气体数据采集装置数字显示电脑所显示的密闭容器中氨气的浓度数据, 减少的氨气浓度即可认为是被植物所吸附的.

2 结果

2.1 实验植物对氨气吸附净化能力

六种被检测的植物对氨气均有一定的净化作用, 植物对氨气净化效果以单位时间内单位叶面积植物吸纳氨气的量来表示, 单位为mg·h-1·m-2. 3h单位叶面积植物吸纳氨气量依次为: 绿萝＞常春藤＞豹纹竹芋＞金边虎皮兰＞金边吊兰＞芦荟; 6 h单位叶面积植物吸纳氨气量依次为: 绿萝＞常春藤＞豹纹竹芋＞金边虎皮兰＞金边吊兰＞芦荟. 具体净化情况见表2.

表2 实验植物对氨气吸附净化能力

2.2 每小时植物吸附氨气变化量

随着时间的推移, 6种植物吸纳的氨气量逐渐减少, 每种植物减少的吸纳氨气量不同. 有的植物开始吸纳较快, 在中间和结尾处吸纳较慢(如: 绿萝), 有的植物开始吸纳虽然不快, 但到后面吸纳量减少不多,整个吸收过程比较平缓(如: 芦荟). 具体净化情况见图1.

2.3 5～6小时植物吸附氨气变化量(饱和状态)

在5h～6h这个时间区间内, 6种植物吸附氨气的量越来越少, 基本处于吸附饱和状态(见图2).

图1 每小时植物吸附氨气变化量

图2 5～6小时植物吸附氨气变化量(5～6小时趋于饱和)

3 结论和讨论

首先, 本次实验所有检测的植物的叶片均具有净化氨气的功能, 但一些大家熟知的热门植物的净化作用并没有想象中的效果好, 与一些报道不尽相同(如芦荟、吊兰). 这可能是由于报道只是利用人们想当然的思维模式去理解, 而并非有真正的科学实验基础. 通过对所选的6种观赏植物吸收氨气能力的大小进行比较, 发现6种植物净化氨气的能力在3h和6h的时候均相一致, 其吸附氨气能力较强的为绿萝、常春藤; 中等的为: 豹纹竹芋、金边虎皮兰; 较弱的为金边吊兰、芦荟. 这一结果证实了实验的有效性和一定时间内植物吸附氨气的稳定性.

其次, 受到条件的影响本次对植物吸附氨气的实验研究, 连续实验的时间较短, 因而对于6种植物的长期吸收效果, 不能进行准确的判断. 6种植物对于氨气是否具有持久净化效果, 即是否具有吸收代谢的功能仍然需要进一步的探究. 只有能进行吸收代谢功能的植物对于氨气的吸附才具有实质性的意义[10].

再次, 随着时间的推移, 特别是5h～6h这个时间区间内, 6种植物吸附氨气的量越来越少, 这表明,植物表面对于氨气的吸附存在饱和值, 每一种植物吸附氨气的饱和值都是不同的, 其净化过程呈现出: 开始吸附——效果明显——达到饱和三个步骤. 对于植物来说, 达到饱和之后, 在何种条件下能够再次使其具有吸附功能, 有待于进一步探讨.

[1] 于 洋. 几种观叶植物对室内氨气污染的净化研究[D]. 哈尔滨: 东北林业大学硕士学位论文, 2007: 1～65

[2] 曾 骥. 净化室内空气植物的研究概况[J]. 中国新技术新产品, 2014(14): 164～165

[3] 刘 凤, 高 泽, 刘松奇, 等. 室内植物净化空气的研究进展[J]. 安徽农业科学, 2015, 43(10): 254～255, 289

[4] 黄爱葵. 几种盆栽观赏植物对室内空气净化能力的研究[D]. 南京: 南京农业大学硕士学位论文, 2005

[5] 赵彦博. 辽宁滨海公路净化空气绿化植物计量研究[J]. 西北林学院学报, 2014, 29(1): 197～200

[6] Ohura T, Amagai T, Shen X Y, et al．Comparative study on indoor air quality in Japan and China:Characteristics of residential indoor and outdoor VOCs[J]．Atmospheric Environment, 2009, 43(40): 6352～6359.

[7] 安 雪, 李 霞, 潘会堂, 等. 16种室内观赏植物对甲醛净化效果及生理生化变化[J]. 生态环境学报, 2010, 19(2): 379～384

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[9] 赖玉珊. 4种植物吸收甲醛能力分析[J]. 西南林业大学学报, 2013, 33(14): 50～54

[10] 杨 海. 室内空气净化现状及主要问题[J]. 北方环境, 2013, 29(3): 164～170

Analysis of A Purification Effect of Ammonia on Epipremnum Aureum and Other Indoor Ornamental Plants

CUI Hong-shan1, JIA Wei2
(1. Department of Chemical Engineering , Huainan Union University, Huainan 232038, China; 2. School of Earth and Environment, Anhui University Of Science & Technology, Huainan 232001, China)

The research selected six kinds of plants such as Epipremnum aureum, Sansevieria trifasciata Lanrentii, Hedera nepalensis var. Sinensis, Maranta leuconeura, Phnom Penh Chlorophytum and Aloe vera var. Chinensis, and used fumigation to study the purifying effect to Ammonia of above plant within 6 h fumigation time. The results show that 6 kinds of plants all have purifying effect to Ammonia, but there are significant differences between different plants. The Epipremnum aureum and Hedera nepalensis var. Sinensis has strong adsorption ability to Ammonia, medium for Maranta leuconeura and Sansevieria trifasciata Lanrentii, and weaker for Phnom Penh Chlorophytum and Aloe vera var. Chinensis.

indoor air; purification plant; Ammonia

X173; X511

: A

: 1672-5298(2015)04-0060-03

2015-09-27

安徽省教育厅2013年省级自然科学研究项目: 四种观赏植物在氨气胁迫下的净化效果及应用分析(KJ2013Z291)

崔洪珊(1978− ), 女, 安徽淮南人, 硕士, 淮南联合大学化工系讲师. 主要研究方向: 环境化学