三种耐荫植物对室内甲醛的吸收能力比较

蔡 能，王晓明，乔中全，李永欣，曾慧杰，刘思思，李卫东

甲醛又名蚁醛、福尔马林，是一种无色水溶液或气体，有刺激性气味。居室装饰材料和家具中的胶合板、纤维板、刨花板等人造板材中含有大量以甲醛为主的脲醛树脂，各类油漆、涂料中都含有甲醛。室内空气污染已成为多种疾病的诱因，新装修的房间甲醛含量较高，是众多疾病的主要诱因。甲醛对皮肤黏膜具有刺激作用，皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死，吸入高浓度甲醛时可使呼吸道受到严重的刺激和出现水肿，诱发支气管哮喘。甲醛还具有致突变作用，高浓度吸入时，可引起鼻咽肿瘤。2004年，世界卫生组织确定甲醛为一类致癌物，认为甲醛与白血病间存着因果关系。随着对居住环境和室内空气质量的重视，人们开始寻找不同的途径改善空气质量。甲醛的去除方法主要有物理方法和化学方法，多采用通风、吸附剂和强氧化剂去除甲醛，但是这些方法都具有一定的局限性，而且使用强氧化剂很容易造成二次污染［1］。

用观赏植物吸收室内甲醛是既简单又环保的去除甲醛方法。目前, 许多专家、学者对植物吸收甲醛的能力进行了研究。譬如，周晓晶等对吊兰［2-4］、常春藤［5-6］、绿萝［7-8］、万年青［1,9］、驱蚊草［10］、芦荟［11］、虎皮兰［12-14］、空气凤梨［15］等草本植物的甲醛净化效果进行了研究。欧坚泉还对柳叶榕、变叶木等木本观赏植物进行了甲醛吸收能力研究［16］。这些研究采用的方法都是在密封容器内进行甲醛熏蒸，仅有李俊霖、植俊宁、战力和郭秀珠在房间进行了甲醛胁迫试验［15,17-19］。本试验选取人们常用的绿萝和常春藤以及近年来市场上流行的松萝 3 种耐荫植物，在室内模拟甲醛胁迫，比较其对甲醛的吸收率和吸收量及吸收速度，为评定植物净化甲醛的能力和利用植物去除室内甲醛提供依据。

1 材料与方法

1.1 植物材料

以绿萝（Epipremnum aureum）、常春藤（Hedera nepalensis var.sinensis (Tobl.) Rehd）、松萝（Tillandsia usneoides‘Mexican Thick’）3 种植物为供试材料。绿萝和常春藤购自长沙市红星花卉市场，松萝购自江苏省句容市翔铄农业发展有限公司。买回后养护 1～2 周，于 2016 年 9—10 月进行试验。

1.2 试验场所

试验在湖南省林业科学院实验中心进行。选择一间南向密封性较好的房间作为试验场所，测定房间体积，以自然光为照明，模拟自然室内环境。

1.3 试验方法

分别将 40 µL、80 µL 37%～40% 的甲醛溶液滴到滤纸上，置于房间中，让其自然挥发，使房间内甲醛浓度分别接近《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）（下简称标准）的 5 倍和 10 倍。

准确测定房间中甲醛的起始浓度。将盆栽植物的盆以及基质用塑料袋包住封口后再将其放入含有甲醛的房间内，每种植物每次摆放 1 盆，分别于 12、24、48、72 h 测定房间中甲醛浓度，计算每种植物的甲醛吸收量。测定植物的叶面积，计算植物单位叶面积甲醛吸收量。试验重复 3 次，计算平均值。

使用泰宜康室内空气污染物检测仪（ZNSK-202K4 型）进行甲醛采样和采用酚试剂法（GB/T 18204.26-2000）测定甲醛浓度。叶面积使用美国LI-COR 的 LI-3000C 便携式叶面积仪测定。

2 结果与分析

2.1 室内甲醛浓度的变化

表 1、图 1 和图 2 结果表明：3 种植物对甲醛的吸收能力有一定的差异。当初始甲醛浓度较低时，在 12 h 时甲醛浓度下降最快，其中绿萝组下降最快；之后甲醛浓度下降的速度减慢，到72 h 时，松萝组甲醛平均下降了 0.413 mg/m3，绿萝组甲醛平均下降了 0.40 mg/m3，常春藤组甲醛平均下降了 0.41 mg/m3。当初始甲醛浓度较高时，12 h 内甲醛浓度迅速下降，其中绿萝组下降最快；在 12～24 h 之间，甲醛浓度下降速度减慢；24 h 之后，甲醛浓度下降速度又加快；到 72 h时，松萝组甲醛平均下降了 0.80 mg/m3，绿萝组甲醛平均下降了 0.83 mg/m3，常春藤组甲醛平均下降了 0.787 mg/m3。

表1 吸附不同时间后室内甲醛浓度Tab.1 Formaldehyde concentrations of indoor after different adsorption period（mg/m3）

图1 甲醛初始低浓度时室内甲醛浓度变化Fig.1Formaldehyde concentration changes on low initial concentration

图2 甲醛初始高浓度时室内甲醛浓度变化Fig.2Formaldehyde concentration changes on high initial concentration

2.2 不同植物吸收甲醛的能力

由表 2 可见：当甲醛初始浓度大约为标准的 5 倍时，到 72 h 后各组房间内空气中甲醛浓度均已达标。到 72 h 时，绿萝的甲醛吸收率最高，为 89.59%；松萝的甲醛吸收率最低，为 86.81%。单位叶面积的甲醛吸收量则以松萝的最高，达到 71.98 mg/m2；绿萝的最低，为 28.63 mg/m2。当甲醛初始浓度大约为标准的 10 倍时，72 h 后各组房间内空气中甲醛浓度均还超标。到 72 h 时，甲醛吸收率最高的是绿萝，为 86.15%；单位叶面积的甲醛吸收量最高的是松萝，为 139.22 mg/m2。3 种植物的甲醛吸收率均随着甲醛起始浓度的增加而减小，但单位叶面积吸收甲醛量随着甲醛起始浓度的增加而增大，表现出松萝＞常春藤＞绿萝的规律。因此，判断植物吸收甲醛能力的关键因素是单位叶面积吸收量。

表2 到72 h时3种植物的甲醛吸收量、吸收率和单位叶面积甲醛吸收量Tab.2 Absorptive amount, reduced rate and absorbed amount per unit leaf area of formaldehyde of 3 kinds of plants after 72 hours

由图 3、图 4 可知：在 2 种甲醛初始浓度下，3 种植物的甲醛吸收速度均随着时间的增加而降低，且下降幅度均随着时间的延长而降低。当甲醛初始浓度大约为标准的 5 倍时，在 12 h 时，松萝的甲醛吸收速度最大，为 3.09 mg/（m2·h），远大于绿萝的（1.89 mg/（m2·h））和常春藤的（1.41 mg/（m2·h））；随后，3 种植物的甲醛吸收速度均下降，松萝的甲醛吸收速度下降最快，其次为绿萝的，常春藤的下降最慢；到 72 h 时，松萝的甲醛吸收速度（1.0 mg/（m2·h））仍大于常春藤的（0.56 mg/（m2·h））和绿萝的（0.40 mg/（m2·h））。当甲醛初始浓度大约为标准的10 倍时，在 12 h 时，松萝的甲醛吸收速度最大，为 3.38 mg/（m2·h），远大于绿萝的（2.55 mg/（m2·h））和常春藤的（2.15 mg/（m2·h））；随后，3 种植物的甲醛吸收速度均下降，绿萝的甲醛吸收速度下降最快，其次为松萝，常春藤下降最慢；到 72 h 时，松萝的甲醛吸收速度（1.93 mg/（m2·h））仍大于常春藤的（0.79 mg/（m2·h））和绿萝的（1.02 mg/（m2·h））。不同甲醛初始浓度相比较，在高浓度时松萝、常春藤、绿萝的甲醛吸收速度均大于其在低浓度时的甲醛吸收速度。

图3 低甲醛起始浓度时的吸收速度Fig.3 Absorption rate on low initial concentration

图4 高甲醛起始浓度时的吸收速度Fig.4 Absorption rate on high initial concentration

3 结论与讨论

松萝、常春藤、绿萝 3 种耐荫植物对室内甲醛均具有较好的吸收作用。当甲醛初始浓度较低时，松萝、常春藤、绿萝的甲醛吸收率均要大于其在甲醛初始浓度较高时的甲醛吸收率。当甲醛初始浓度较高时，松萝、常春藤、绿萝的单位叶面积甲醛吸收速度均要大于其在甲醛初始浓度较低时的单位叶面积甲醛吸收速度。

3 种植物的单位叶面积甲醛吸收速度随着时间的增加而降低，均在 12 h 时吸收速度最大，随后均随着时间的延长吸收速度下降，且下降幅度也均逐步变小。单位叶面积甲醛吸收速度大小顺序为松萝＞常春藤＞绿萝。

当室内甲醛初始浓度大约为标准的 5 倍时，72 h 后，单盆植株就能够将甲醛浓度净化至国家标准以下。平均甲醛吸收率的大小顺序为绿萝（89.59%）＞常春藤（87.87%）＞松萝（86.81%），单位叶面积吸收甲醛量的大小顺序为松萝（71.98 mg/m2）＞常春藤（40.15 mg/m2）＞绿萝（28.63 mg/m2）。

当室内甲醛初始浓度大约为标准的 10 倍时，72 h 后，单盆植株不能将甲醛浓度净化至国家标准以下。平均甲醛吸收率的大小顺序为绿萝（86.15%）＞松萝（84.22%）＞常春藤（81.38%），单位叶面积吸收甲醛量的大小顺序为松萝（139.22 mg/m2）＞常春藤（73.45 mg/m2）＞绿萝（56.87 mg/m2）。

令狐昱慰等的密封舱甲醛熏蒸试验研究结果表明，常春藤的单位叶面积甲醛吸收能力要高于绿萝［10］，但高海的研究结果是绿萝的单位叶面积吸收甲醛量要大于常春藤［16］。本研究结果与令狐昱慰的基本一致。造成试验结果不统一的原因可能是植物对有害气体的吸收能力除了与叶面形态、粗糙度、叶片的着生角度和表面分泌物等有关外［20］，还与供试植物当时的生理状态有关。

本研究中松萝具有很高的吸收能力，但此模拟环境下的单位叶面积吸收甲醛量要小于李俊霖的试验结果［15］。

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