花卉可净化室内甲醛

华南农业大学园艺学院· 刘自力　　曾贞

花卉可净化室内甲醛

华南农业大学园艺学院· 刘自力曾贞

室内是人们接触最为频繁的场所，所以室内空气质量的好坏与人们的健康息息相关。继“煤烟型污染”和“光化学烟雾型污染”后，现代人正步入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。在众多有机污染物中，甲醛以其来源广泛、危害性大、持续时间长等特点，已成为我国普遍存在且较为严重的室内污染物之一。甲醛随家具与装饰材料进入室内，对人居环境造成了严重污染。它能引发鼻窦癌和鼻腔癌，诱发白血病，是潜在的强致突变物、公认的变态反应原，并且早已经被国际癌症研究机构（IARC）列为第1类致癌物质。

一、观赏植物对甲醛的净化效果

美国航天局（NASA）的Wolverton等科学家，于20世纪80年代初系统地开展了相关植物吸收净化室内空气的研究，测试了多种绿色植物对几十种化学物质的吸收能力，研究结果表明：在24小时的照明条件下，芦荟（Aloe vera var. chinensis）可去除1立方米空气中90%的甲醛，常春藤（Dedera nepalensis var. sinensis）可去除90%的苯，龙舌兰（Agave americana）可吸收70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯，垂挂兰（Sedum sarmentosum）能吸收86%的甲醛。他们对中斑吊兰（Chlorophytum comosum‘Vittatum’）、合果芋（Sygonium poaoph-yllum） 和绿萝 （Scindapsus aureus）3种绿叶植物对甲醛的吸收净化能力的试验结果发现：在6小时内，单位面积吸收甲醛最多的是中斑吊兰，最少的是绿萝。其后通过对30多种室内植物对甲醛的净化研究，选择出对甲醛净化效果最好的一些植物，包括夏威夷椰子（Pritchardia gaudichaudii）、万年青（Rohdea japonica）、镶边香龙血树（Dracaena fragrans ‘Massangeana’）、常 春 藤 、白 鹤 芋（Spathiphyllum floribunda‘Clevelandii’）、非洲菊（Gerbra jamesonii）、千年木（Dracaena marginata）、菊花（Dendranthema morifolium）、富贵竹（Dracaena sanderiana）、金边虎尾兰（Sansevieria trifasciata var. laurentii）以及银边朱蕉 （Cordyline fruticosa）。Godish等以吊兰（Chlorophytum comosum）为研究对象，探讨了土壤对甲醛净化性能的影响，研究结果表明：吊兰对甲醛的净化除了叶片的吸收作用外，土壤对甲醛的吸收也具有重要作用。Giese以吊兰为对象，采用同位素14C跟踪实验，研究发现吊兰对甲醛净化效率与时间没有线性关系。Oyabu等研究了绿萝-土壤盆栽系统对甲醛的净化效果，结果发现：在甲醛浓度为每立方米5毫克时，绿萝对甲醛的净化能力与甲醛分子量呈指数关系；且在此浓度下，植物在不同类型土壤的净化能力是相同的。Kondo等研究发现，植物净化甲醛的效果与光照强度、气体浓度和蒸腾速率呈正相关。

国内对观赏植物吸收甲醛的研究起步较晚。胡海红等对上海地区常见的7种耐阴绿色观叶植物银苞芋（Spathiphyllum floribundum）、大叶喜林芋（Philodendron erubescens）、鹅掌柴（Schefflera octophylla）、吊兰、蔓生椒草（Peperomia precomens）、复叶波士顿肾蕨（Nephrolepis exaltata‘Marsalii’）和心叶喜林芋（Philodendron scandens）进行了甲醛的熏气试验，发现这7种植物都能够在一定程度上降低甲醛的浓度，其中以蔓生椒草的效果最好，其次为心叶喜林芋；并且发现这7种植物分别受到不同程度的伤害，其中以复叶波士顿蕨最为明显。白雁斌等在装修1年的没有通风的实验室内，对吊兰进行吸收甲醛能力的测定发现，室内空气中的甲醛平均浓度在放入吊兰前为每立方米0.151毫克，3周后则降低至每立方米0.076 毫克。崔媛等研究表明，虎尾兰和吊兰可吸收室内80%以上的有害气体，在24小时有光照的条件下，可消除1立方米空气中90%的甲醛，适宜室内种植的降解甲醛的植物还有绿萝、秋海棠（Begonia grandis）和银苞芋。李庆君也对6种观赏植物吸收甲醛的能力进行测定比较，由高到低依次为海芋（Alocasia macrorrhiza） ＞绿萝＞虎尾兰＞绿宝石（Philodendron erubescens ‘Green Emerald’）＞佛肚竹（Bambusa ventricosa） ＞肉桂（Cinnamomum cassia），且2年生的虎尾兰吸收甲醛的能力强于5年生的虎尾兰。中国室内装饰协会室内环境监测中心于2005年，首次发布常见室内植物净化室内环境的研究测试结果：常春藤、马拉巴栗（Pachira aquatica）、孔雀竹芋（Calathea makoyana）、绿萝、白鹤芋等10种植物，对苯、甲醛、氨气等室内污染物有明显的净化效果。

二、观赏植物对甲醛的净化机理

根据目前的研究表明，观赏植物对甲醛进行净化的机理，有吸附、吸收代谢和根际微生物降解3种。

（一）观赏植物对甲醛的吸附

植物对甲醛的吸附，包括植物的叶和茎对甲醛的吸附以及土壤对甲醛的吸附。植物叶片表面上的蜡质膜含有醇、醛、酮、酯等有机化合物，有利于对环境中的碳氢化合物进行吸附和聚集。叶片对甲醛的吸附效率与叶面和茎的形态、粗糙度、叶的着生角度、表面分泌物、土壤的类型和土壤的湿度相关。植物体表面对甲醛的吸附存在着饱和点，当植物对甲醛的吸附达到饱和点时就不再吸附甲醛，失去净化功能。这在一定程度上解释了Wolverton等对吊兰、绿萝和合果芋3种植物，在初期6小时内去除的甲醛比随后18小时还多的试验现象。

（二）观赏植物对甲醛的吸收

甲醛通过植物叶片上的气孔或皮孔被吸收，或者通过叶片角质层渗透到植物内部，然后溶于水，进而扩散到叶片组织，经过植物代谢被同化为其它组织成分，或者分解释放出CO2。黄爱葵等研究认为，甲醛通过叶片被吸收与植物叶片的气孔数量和尺寸有关。Schmitz等以绿萝和垂叶榕（Ficus benjamina）为研究对象发现，甲醛去除力与植物叶片的气孔导度存在正相关。

甲醛在高等植物体内的代谢和转化主要有同化过程和分解过程2类。甲醛的同化过程主要有叶酸介导的反应途径、甲基化循环途径以及S-甲基甲硫氨酸循环途径3个途径，甲醛的分解过程主要是不依赖叶酸的反应途径。

Giese等利用放射性14C跟踪甲醛在吊兰中的代谢过程时发现，放射性14C活性主要出现在有机酸和糖中。Schmitz等在对绿萝和垂叶榕进行吸收14C标记的甲醛气体试验时发现，除了在植物叶中有14C的踪迹，还在植物茎和根中发现14C，由此推测14C标记的甲醛气体在进入植物体内经一系列反应后，通过卡尔文循环进入了植物代谢。Achkor等对源于拟南芥甲醛脱氢酶的基因进行遗传操作，过量表达此酶的拟南芥对外源甲醛的摄取效率提高了25%，表明植物对于甲醛的摄取和脱毒与甲醛脱氢酶的表达量相关。

（三）观赏植物根系微生物对甲醛的降解

除了上述2种方式之外，植物的根系微生物在降解甲醛方面也发挥着重要的作用。甲醛在较低浓度下即可杀死多数微生物，其液体和蒸汽常被用做灭菌药剂。但近年来有研究发现，某些微生物不仅对甲醛有耐受性，还可以将甲醛等含C1化合物作为碳源氧化分解，在降解化学污染物方面起着重要作用。

微生物对甲醛降解净化总体上可归纳为2种途径：甲醛异化途径和甲醛同化途径。甲醛的微生物异化作用主要通过线性辅因子氧化途径实现。甲醛与谷胱苷肽、真菌硫醇、四氢叶酸、四氢甲基蝶呤等辅因子形成加合物，再被甲醛脱氢酶及甲酸脱氢酶催化分解。Peter等在C1化合物环或含有1个C1的底物里，通过对微生物菌种诱导，发现了依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸或者谷胱甘肽的甲醛脱氢酶，从而证实在微生物代谢过程中能够产生甲醛脱氢酶。Kondo在抗甲醛真菌试验中，也证实了甲醛脱氢酶活性。微生物对甲醛的同化作用在甲基营养菌中共有3个途径： 核酮糖单磷酸途径、丝氨酸途径和核酮糖二磷酸途径。核酮糖单磷酸途径在低浓度甲醛时仍能发挥作用，能够高效捕捉游离甲醛，而且核酮糖单磷酸途径代谢的所有反应均是放能的，它同化甲醛的效率比丝氨酸途径或核酮糖二磷酸途径都高得多。

常春藤