论植物吸收室内有害气体的重要性和研究进展

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【摘　要】室内空气污染成为危害人们身体健康的隐形杀手。本文综述了室内气体的危害、来源及利用植物吸收有害气体的重要性与前景，国内外观赏植物净化室内有害气体生态效果的研究进展等。

【关键词】植物；吸收；室内有害气体；重要性

随着城市化进程的加快，城市人口不断增长，人们生活的空间越来越拥挤，不但要面对室外空气污染的威胁，还要面对室内环境污染的影响，目前室内环境的污染也越来越成为人们关心的问题，室内环境污染主要物质的种类、环境、质量受到多方面的影响和污染，大致可分为三大类。物理性污染：包括噪声、光辐射、电磁辐射、放射性污染等，主要来源于室外以及室内的电器设备；化学性污染：建筑装饰材料及家具制品中释放的具有挥发性的化合物达几十种，其中以甲醛、苯、氡、氨等四大室内有害气体的危害尤为严重；生物性污染：主要有螨虫、白蚁及其它细菌等，主要来自地毯、毛毯、木制品及结构主体等。　室内有害气体等化学性污染是目前危害最严重，也是最难控防的，室内有害气体成为了危害人们身体健康的隐形杀手。

1.　室内有害气体的污染及原因分析

由装修不当造成的甲醛、氨气、氡气、苯、放射性物质等是目前室内环境污染物的主要来源，也与人们的生活密切相关。

1.1　甲醛是一种有机化合物，无色易溶、具有强烈刺激性气味。该物质主要来源于室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等板材以及用人造板、劣制木材胶水制作的木制家具。其它各类装饰材料，如某些化纤地毯、油漆、墙纸、塑料泡沫、涂料及一些有机材料也含有一定量的甲醛，其释放周期为3～l5年。

甲醛对眼、粘膜和呼吸道有刺激作用，易引起肺炎、肺水肿、女性经期紊乱、新生儿畸形，严重的可导致鼻癌。

1.2　氡气是一种由花岗岩、水泥、矿渣、砌块、石膏类建材中析出的放射性物质。主要来源于以天然石材为主的无机材料（花岗石、大理石、石膏、水泥、砂等）和矿渣及工业废渣综合利用后的产品（煤矸石砖、粉煤灰制品）。

氡气很容易随着人的呼吸进入肺部，伤害人体呼吸器官，严重的可导致肺癌；天然石材中的射线会损坏人体造血功能，导致白血病的发生。

1.3　苯是一种无色透明、具有特殊芳香气味的液体，密度比水小，不溶于水，常作有机溶剂。苯系物存在于油漆、胶、涂料及腻子中，其释放周期为2～3周。

苯的含量超过一定浓度时，可在短时间内使人头痛、胸闷、恶心、呕吐，严重的可使人中毒死亡，同时苯亦可引起白细胞减少，破坏人的免疫系统，严重者可导致白血病和心血管疾病。

1.4　氨是一种无色、具强烈刺激、挥发性的碱性气体，比空气轻，溶解度高。主要在我国北方地区，许多建筑商用氨作为防冻剂加入水泥中进行冬季施工。随着环境湿度、温度的变化，从墙体中释放出来，造成室内空气中氨浓度升高，另外，家具及木饰面涂饰时所用的添加剂和增白剂，也易挥发出氨气。氨的释放周期为7～l0天。

氨对人体的上呼吸道、皮肤组织、感官系统有强烈的刺激和腐蚀作用，减弱了人体对疾病的抵抗力。轻者可引起头晕、头痛、流泪，重者可通过三叉神经末梢引起心脏停搏和呼吸停止。

2.　利用植物吸收室内有害气体的重要性与前景

近年来，国家和有关政府主管部门对家庭装修十分重视，先后了《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2001）、《住宅装饰装修工程施工规范》（GB50327-2001）、《室内装饰装修材料有害物质限量十个国家强制性标准》、《住宅室内装饰装修管理办法》、《商品住宅装修一次到位实施导则》等技术立法和行政规章。但是，我国家装市场和行业管理依然存在许多问题。全国每年上万亿元的建筑装饰工程产值，其中60%是家庭装修，而这些家装70%长期被不能达到质量标准的“装修游击队”所控制；1400万从业人员，其中90%为农民工；30多万家企业，95%是家装公司，其中大多是“游击队”。家装市场和行业管理的模式，使我们的室内居住环境面临着各种有害气体的威胁。

2.1　据统计人们在室内度过的时间平均达到66%，儿童更是有80%以上的时间生活在室内，室内有害气体成为危害人们生体健康的重要原因。

（1）中国儿童卫生保健疾病防治指导中心主任戴耀华在“首届中国室内环境污染与儿童身体健康研讨会”上披露，目前中国每年因装修污染引起上呼吸道感染而致死亡的儿童约有210万，其中100多万5岁以下儿童的死因与室内空气有关。与此同时，国家儿童健康机构在对白血病孩子的病史研究中发现：近90%的孩子家中近期都曾经装修过，而且不少孩子家里还是豪华装修。

（2）2007年，中国室内环境监测委员会曾警示：警惕甲醛超标引发儿童白血病。甲醛已经被世界卫生组织确定为一类致癌物，并且认为甲醛与白血病发生之间存在着因果关系。从室内环境监测中心调查看，目前甲醛是我国新装修家庭中的主要污染物，儿童是室内环境污染的高危人群，2007年我国的流行病学统计，我国白血病的自然发病率为3/10万人，每年约新增4万名白血病患者，其中50%是儿童，而且以2至7岁的儿童居多。家庭装修导致室内环境污染，被认为是导致城市白血病患儿增多的主要原因。北京儿童医院曾统计，就诊的城市白血病患儿中，有九成以上的患儿家庭在半年内装修过。深圳儿童医院与有关部门曾对新增加的白血病患儿进行了家庭居住环境调查，发现90%的小患者家中在半年之内曾经装修过。2007年中国室内环境委员会统计，五年来的六千户家庭室内环境检测结果，发现新婚和母婴房间检测家庭超标七成以上，有儿童健康问题的家庭90%室内环境超标。北京妇产医院妇幼保健院的统计数据表示，新生儿出生缺陷率持续上升，除家族遗传、病毒感染外，还和室内装修、长期接触带有辐射的设备等污染因素有很大关系。最新统计表明，0至14岁儿童成为白血病高发人群，而环境污染尤其是室内环境污染是重要诱因。

（3）2007年4月27日，世界卫生组织发表的一份声明中指出：每年“还有数以千计的受害者因吸入装修材料的化学物质苯而患上白血病”。这是迄今为止世卫组织首次认为装修材料污染与白血病有关并有数量的文件。

2.2　目前市场针对室内有害气体治理有许多方法，如有各种各样的除味剂、杀毒剂，但这些产品都是采用化学的办法进行处理，其实就是找一种强氧化剂把空气中的有机物氧化掉，是否会产生二次污染，目前提供的资料还不能排除，同时化学措施可以在较短时间内清除甲醛等有害气体，但大多是采取遮盖方法，只能短期控制污染，无法抵制长期释放的有害气体。还有很多人的解决方法是开窗通风和放菠萝、柚子皮、椰子皮等一些土方法，但由于甲醛等有毒气体密度比空气大，多沉于地面附近，开窗通风也难流到室外，而且甲醛的挥发期漫长，简单的通风并不能有效去除。“装修后凉三个月就没事”这样的观点同样存在欺骗性。三个月只是表层有害气体得到暂时性挥发，但装修材料深层的挥发还在源源不断缓慢释放，事实上，甲醛的释放周期达3～15年。

（1）活性炭吸附法去除室内污染是目前市场应用较为广泛、吸收物质种类较多的一种方法。利用先进的造孔技术将活性炭，使其具备与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构，专用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有对人体有害的气体及空气中的浮游细菌。有效清除室内环境污染成功应用于装修污染治理。活性碳吸附有害气体是一种物理吸附方式，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）被微孔吸附，起净化作用。但由于活性碳吸附了有毒物质，达到饱和度后，将不再吸附，要定期更换或清洗，这造成有害物质的二次污染，同时对于废弃的活性碳，不能随意丢弃，否则会造成环境污染问题，必须由专门的回收公司回收焚烧或再生处理，随着活性炭的应用范围日趋广泛，活性炭的回收处理开始得到了人们的重视。如果用过的活性炭无法回收，除了每吨废水的处理费用将会增加0.83～0.90元外，还会对环境造成二次污染。

（2）寻求经济而有效的室内空气净化措施，利用园林植物、环保型植物对空气的净化作用，持续吸收室内装修带来的污染气体，成为当今研究的热点之一。

（3）对于室内有害气体的吸收，完全的环保概念应该是采用植物吸收分解的方法。植物通过气孔和角质层吸收大气中的多种化学物质，还可以通过湿润的植物表面吸收可溶性污染物如SO2、Cl2：和HF等，经由植物维管系统进行运输和分布，有害气体进入植物体内后，植物可以利用其自身的生理过程将污染物由一种形态转化为另一种形态，即植物的转化。同时，绿色植物能够进行光合作用，释放氧气，使室内空气清新，绿色植物兼具美化环境和控制室内空气污染的双重功能，对于改善目前城市中人们的生活环境质量有着不可替代的作用，研究利用室内盆栽植物来吸收净化室内空气具有重要的现实意义与市场前景。

3.　植物吸收有害气体的研究进展

3.1　人们日常用来点缀家庭环境的绿色植物不但能净化空气，调节室内气候，还可以吸收空气中的有害气体。不同的植物对不同的有害气体的吸收能力、吸收机理、净化方式都不一样，如“茶花”、“仙客来”、“紫罗兰”、“晚香玉”、“牵牛花”、“石竹”、“唐菖蒲”等通过叶片可以吸收有害气体；“吊兰”、“芦荟”、“虎尾兰”能够吸收甲醛等有害物质，消除并防止室内空气污染；“茉莉”、“丁香”、“金银花”、“牵牛花”等花卉分泌出来的杀菌素能够杀死空气中的细菌、抑制结核、痢疾病原体和伤寒病菌的生长，使家庭室内空气清洁卫生，预防疾病传染。

3.2　不同的植物对不同类型的有害气体的吸收能力存在差异，美国航天局（NASA）的Wolverton等于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，他们用了几年的时间，测试了几十种不同绿色植物对几十种化学物质的吸收能力。研究表明在24小时照明条件下，芦荟可去除lm3空气中所含的90％的甲醛、常青藤能吸收90％的苯、龙舌兰可吸收70％的苯、50％的甲醛和24％的三氯乙烯、垂钓兰能吸收96％的一氧化碳、86％的甲醛。

3.3　在众多室内有害气体中，甲醛由于释放时间长，危害严重，已成为我国室内空气首要污染物，利用植物吸收甲醛的研究表明，许多室内观赏植物具有很强的吸收甲醛能力。

3.4　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　h有光照的条件下，可消除1m3空气中90％的甲醛。

（1）适宜室内种植的降解甲醛的植物还有绿萝、秋海棠、银苞芋。李庆君对6种观赏植物吸收甲醛能力测定结果显示，净化能力由高到低依次为海芋>绿萝>虎尾兰>绿宝石>佛肚竹>肉桂，且2年生的虎尾兰吸收甲醛的能力强于5年生的虎尾兰。

（2）在室内摆放有吸附作用的植物，如仙人掌、铁树、，芦荟、吊兰、常春藤、虎尾兰等可减少甲醛污染［5］。熊缨等采用熏蒸法在密封箱内进行植物降醛能力研究，结果表明：橡皮树、虎皮兰、吊兰、黄金葛和芦荟均对室内甲醛有很好的净化作用，净化能力大小依次为：虎皮兰>黄金葛>吊兰>橡皮树>芦荟。

（3）选取金边吊兰和常青藤两种植物对4种浓度的甲苯进行降解，并采用气相色谱法检测甲苯的含量。结果表明：两种植物对4种浓度的甲苯都具有一定的降解能力，降解能力随甲苯浓度增加而降低；在降解时间相同的条件下，两种植物对低浓度（20Mg/m3）甲苯的降解率比高浓度（160Mg/m3）甲苯的降解率大，16h后金边吊兰和常青藤对20Mg/m3甲苯的降解率分别达到45.6%和49.3%，对160Mg/m3甲苯的降解率只有28.4%和21.6%。

3.5　植物吸收有害气体的机理也不尽相同。植物通过气孔和角质层吸收大气中的多种化学物质，经由植物维管系统进行运输和分布。通过湿润的植物表面吸收可溶性污染物如SO2：、Cl2：和HF等；而对于挥发或半挥发性有机污染物的吸收与污染物本身的理化性质有关。有害物质进入植物体内后，植物可以利用其自身的生理过程将污染物由一种形态转化为另一种形态，即植物的转化。通常，植物不能将所有污染物彻底氧化降解，而是经过一定的转化后隔离在植物细胞的液泡中或与不溶性细胞结构如木质素相结合，也有人认为一旦有机污染物进入植物体首先进行的就是木质化的过程。因此，植物转化是植物保护自身不受污染物影响的重要生理反应过程。植物转化需要有植物体内多种酶类的参与，其中包括乙酰化酶、巯基转移酶、甲基化酶、葡糖醛酸转移酶和磷酸化酶等。