多肉植物火祭空气环境效应初探

戈琳++李雅娜

【摘 要】 科技的不断发展和各类装饰材料的出现，室内空气环境效应每况愈下。甲醛是广为人知的室内空气中最主要的污染物之一， 甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸性物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。室内空气中的甲醛主要来源于各种胶粘剂中.TVOC是指室内空气中挥发性有机化合物总的质量浓度，TVOC主要来源 于各种涂料、黏合剂及各种人造材料等，TVOC 同样是室内空气质量的重要污染因素. 挥发性有机物在阳光作用下与大气中的氮氧物、硫化物发生化学反应， 生成毒性更大的二次污染物光化学烟雾。此外，能破坏臭氧层， 从而对人类的健康构成威胁。近几年，多肉植物由于具有形态可爱、栽培简易、适应室内环境条件等特点，被广泛用于室内植物造景，在重视其景观价值的同时，也应充分考虑其室内环境生态效应，本研究以多肉植物火祭（Crassula capitella Campfire）为试验材料，在密闭空间中通过对比实验测定30小时，随时间增长对室内主要污染物甲醛吸收效率增加，6小时内吸收甲醛的平均净化率为4.02%，24小时后吸收甲醛的平均净化率为12.63%；火祭（Crassula capitella Campfire）对TVOC的吸收6小时内的吸收效率为3.9%-5.4%，24小时后对TVOC的 吸收效率为5.7%-7%，两天吸收效率变化不大，从本研究的测定了解火祭吸收甲醛的能力高于吸收TVOC的能力。本实验目前只进行了为期两天的观测，若能持续观测将获得更为完整的数据，从而进一步分析多肉植物火祭对甲醛及TVOC的吸收效率。根据国家标准，室内空气中甲醛的容许浓度为0.0835mg/m3，假设一个20平方米的房间，层高为3m。初始浓度为3.5mg/m3，在30小时后降低到0.08mg/m3，边长为4.5cm和6cm，需要火祭8264盆，8264盆火祭平面面积约为22.31m2，从理论上来讲形成垂直植物绿墙才会达到效果。火祭绿墙除吸收甲醛和相应吸收TVOC的作用，还具有降低温度，降噪除尘，调节室内湿度的作用。作为背景墙、艺术隔断、植物壁画等也有很好的观赏性。

【关键词】 多肉植物 空气净化 环境效益

科技的不断发展和各类装饰材料的出现，室内空气环境效应每况愈下。甲醛是广为人知的室内空气中最主要的污染物之一，甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸性物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。室内空气中的甲醛主要来源于各种胶粘剂中[1].TVOC是指室内空气中挥发性有机化合物总的质量浓度，TVOC主要来源于各种涂料、黏合剂及各种人造材料等，TVOC同样是室内空气质量的重要污染因素。挥发性有机物在阳光作用下与大气中的氮氧物、硫化物发生化学反应，生成毒性更大的二次污染物光化学烟雾[2]。此外，能破坏臭氧层，从而对人类的健康构成威胁。

国外科学家对于植物净化甲醛和TVOC的研究较早，主要集中在观叶植物上。吊兰是科学家最喜欢研究的一种，最早在1984年美国国家航空航天局科学家威廉·沃维尔的密闭舱试验中就有研究结果表明，在密闭环境下，每cm2吊兰在6小时内能吸收甲醛2.28μg。慕尼黑博士Giese等以吊兰为主要研究对象，在甲醛初始浓度为8.6mg/m3，吊兰在24h内可以吸收89%的甲醛气体[3]。

德国科学家schmitz等以金绿萝为主要研究对象，研究结果显示，在有光照的情况下，植物对甲醛的吸收效率大约是无光照条件下的6倍。Oyabu等科学家发现，甲醛浓度的升高会导致植物对甲醛的净化效率提高，即植物对甲醛的吸收效果与甲醛的浓度成正比。研究发现，在1m3的密闭室内，有光照条件下，吊兰在24小时内可以吸收90%的甲醛等有害气体[4]。中国室内环境监测工作委员会对其他观叶植物进行了测试，结果发现，常春藤可以有效清除甲醛。2013年高海等测定五种常见观赏植物吸收甲醛的能力，发现常春藤吸收甲醛效果比吊兰好。

近几年，多肉植物由于具有形态可爱、栽培简易、适应室内环境条件等特点，被广泛用于室内植物造景，在重视其景观价值的同时，也应充分考虑其室内环境生态效应，本研究以多肉植物火祭为试验材料，研究其对室内主要污染物甲醛及TVOC 的吸收作用，初步探寻多肉植物的室内环境效益。

1 净化甲醛及TVOC效果的研究

1.1 材料与方法

火祭（Crassula capitella Campfire），别名秋火莲，为景天科、青锁龙属多年生草本植物。茎匍伏或直立。植株丛生，肉质叶交互对生，正常生长情况下排列紧密，整株呈四棱状。性喜阳光充足且较为干燥的生长环境。叶片在阳光充足环境下呈浅绿色至鲜红色。所用植物材料每盆植株规格大致相同，株高4.5厘米/叶面积约为47.25平方厘米（如图1），株龄相同，生长良好。统一购买36盆，于上海商学院农场在相同环境条件下养护一段时间进行实验。

1.2 实验地点及环境条件

研究实验于2016年1月在上海商学院农场实验基地进行。测量时实验玻璃箱初始环境温度21.3℃，湿度31%，测定初始甲醛含量0.02mg/m3，TVOC含量0.33mg/m3。

1.3 实验仪器

便携式甲醛测定仪（BGFM-09＼贝谷科技股分有限公司），TVOC检测仪（BGAM-02/贝谷科技股分有限公司）。

1.4 实验装置

用厚度为8mm的普通玻璃做成：长45cm，宽45cm，高45cm正方体箱子，四周密闭，只有顶部留有一个直径为15 cm的圆孔（此孔用于定时放置测量仪器），箱体四周密闭，试验时将园孔密封。本实验采用1个空白对照箱，三组火祭实验重复箱。

1.5 实验方法

（1）本次试验污染源选用指甲油。用滴管取4份同样容量的指甲油于试纸上，1，2，3，4号箱子同时放入污染源，2，3，4号箱子随机各放入12株火祭，见图2。4个玻璃箱同时密封，每箱翻开测定后立即密闭处理，保证读取数值的稳定性和一致性。

（2）早上九点开始测定，每隔90分钟，采用同一仪器、相同方法，逐一测定各个玻璃箱内的甲醛和TVOC的数值，当天共记录甲醛、TVOC 6小时，每个数值取三组重复试验的平均值。

（3）放置于温室（夜温约为6℃）条件下，24小时后，用同样的间隔时间和测量方法读取1，2，3，4号箱子的甲醛、TVOC数值。全天共监测5次，每个数值取三组重复试验的平均值。

2 实验结果

实验结果，如图3、图4、图5和图6所示。

3 讨论与分析

本模拟实验所选植物是市面上常见的多肉植物，肉质肥厚，叶片数目较多，没有露出土壤部分。排除土壤对甲醛吸附性影响，其他因素影响一致，每一盆火祭叶面积近相同，通过30小时观测，可以观测多肉植物火祭具有吸收甲醛和总挥发性有机物效应，但是吸收的量较少。

（1）图3数据可以看出多肉植物火祭在刚刚放入6小时内对甲醛的吸收量较小，吸收率为3%至7.6%之间，随时间增长有吸收效率提高的趋势。图4显示，24小时后多肉植物火祭对甲醛的吸收率可达10%左右，随时间增长，吸收效率增加。植物在不同时间段净化量不同，植物在前6小时净化量较小，后24小时虽然继续净化但幅度较大。造成这种现象的原因可能是甲醛初始浓度过高，对植物形成某种胁迫而放慢代谢速率，随着时间的延长，当环境中的甲醛降低到一定浓度时，植物感到胁迫降低后代谢速程度增加[5]。

（2）图5显示，多肉植物火祭对TVOC的吸收6小时内的吸收效率为3.9%-5.4%，24小时后多肉植物火祭对TVOC的吸收效率为5.7%-7%，两天吸收效率变化不大。

（3）多肉植物火祭6小时内吸收甲醛的平均净化率为4.02%，24小时后吸收甲醛的平均净化率为12.63%；6小时吸收TVOC的平均净化率为3.53%，24小时后吸收TVOC的平均净化率为6.63%。火祭吸收甲醛的能力高于吸收TVOC的能力。

4 结语

本实验目前只进行了为期两天的观测，若能持续观测将获得更为完整的数据，从而进一步分析多肉植物火祭对甲醛及TVOC的吸收效率。根据国家标准，室内空气中甲醛的容许浓度为0.0835mg/m3，假设一个20平方米的房间，层高为3m。初始浓度为3.5mg/m3，在30小时后降低到0.08mg/m3，边长为4.5cm和6cm，需要火祭8264盆，8264盆火祭平面面积约为22.31 m2，从理论上来讲形成垂直植物绿墙才会达到效果。火祭绿墙除吸收甲醛和相应吸收TVOC的作用，还具有降低温度，降噪除尘，调节室内湿度的作用。作为背景墙、艺术隔断、植物壁画等也有很好的观赏性。用于垂直绿化的多肉植物火祭具有生命力旺盛、环境适应能力强；耐修剪。

参考文献：

[1]吴晓艳，王金良.嘉兴市住宅建筑室内TVOC的实测与分析[J].洁净与空调技术，2009（03）：17.

[2]姜宏民.控制室内环境污染 促进绿色建材发展[J].辽宁建材，2006（05）27.

[3]张玲.对室内污染物TVOC的简要分析[J].安徽建筑，2007（06）：20.

[4]周晓晶，梁双燕，金幼菊，王骏，赵惠恩.13种常用室内观赏植物对甲醛净化效果研究[J].中国农业学报，2006（12）：5.

[5]宋岚.7种观叶植物净化室内甲醛效果的研究[D].辽宁师范大学，2010.