室内芳香植物对甲醛污染的净化修复机制研究

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甲醛作为室内污染的头号“杀手”,严重危害身体健康。采用绿色经济的方法提升室内空气质量是“健康中国”目标的重要内容。室内芳香植物可以释放一些有益身心健康的生物源挥发性有机物,具有杀菌保健功效,尤其是对室内甲醛具有吸收作用。同时植物具有较高观赏性和环境友好性,可以兼顾生态效益和经济效益,是净化修复室内甲醛污染的有效途径。目前,国内外相关研究多集中在室内观叶植物对甲醛的净化能力和抗性能力上,对芳香植物的净化修复机制还需进一步探索。研究室内芳香植物的净化修复机制旨在为日后筛选可以有效净化修复室内甲醛污染的芳香植物提供理论支撑。本研究选择栀子(Gardenia jasminoides)、茉莉(Jasminum sambac)、米兰(Aglaia odorata)3种常见的室内芳香植物为研究对象,采用随机区组的试验设计,分别设置1.00 mg·m-3、2.00 mg·m-3、3.00 mg·m-3三个不同的甲醛浓度,通过密闭熏气法模拟甲醛环境,探讨不同甲醛浓度对植物净化率和单位叶面积净化量以及生理生化指标的影响;运用平均隶属函数法综合分析3种植物的净化能力和抗性能力,筛选适应性强的植物。同时对筛选出的植物进行相关性和主成分分析,阐释室内芳香植物净化修复甲醛的机制。研究结果表明:1.室内芳香植物对甲醛的净化能力(1)植物对甲醛污染具有净化作用,植物种类、甲醛浓度以及二者之间的交互作用与甲醛净化率和净化量均呈极显著或显著差异,且甲醛浓度的影响更为显著。(2)甲醛浓度与植物净化率呈负相关,且降幅增加;与单位叶面积净化量呈正相关,且增幅减小。(3)通过平均隶属函数法综合分析3种室内芳香植物的净化能力大小得出茉莉的净化能力最强。2.室内芳香植物对甲醛的抗性能力(1)甲醛污染胁迫下3种植物的受伤害程度随胁迫程度的加重不断加重。米兰受伤害程度为Ⅰ级,受伤最轻,其抗性最强。(2)植物各指标的变化同时受到植物种类、甲醛浓度的影响。相同甲醛浓度下,不同植物各指标含量(活性)以及变化率有差异;不同甲醛浓度下,同种植物各指标含量(活性)以及变化率也存在差异。超氧阴离子自由基(Superoxide Anion,O2.-)产生速率,丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、脯氨酸(Proline,Pro)含量,过氧化物化酶(Peroxidase,POD)、抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate Peroxidase,APX)活性变化受甲醛浓度影响更为显著;叶绿素(Chlorophyl,Chl)、可溶性蛋白(Soluble Protein,SP)含量,超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性变化受植物种类影响更为显著。(3)植物种类与各指标之间均表现出显著或极显著差异。不同浓度下指标的变化情况不同,各植物间的差异显著性也不尽相同。3种植物Chl含量与对照组相比减少,并随甲醛胁迫浓度的升高逐渐减小,其变化率呈现增加的趋势;O2.-产生速率与对照组相比加快,MDA、SP、Pro含量增加,POD、SOD、APX活性增加,并随甲醛胁迫浓度的升高逐渐升高,其变化率也呈现增加的趋势。(4)通过平均隶属函数法综合分析3种室内芳香植物的抗性能力强弱得出米兰的抗性能力最强。3.室内芳香植物净化修复机制植物受到甲醛污染胁迫后,对米兰各指标进行相关性分析得出:除Chl含量与净化量、MDA含量与净化量之间相关性不显著,其他各指标之间均呈现显著或极显著相关。通过主成分分析筛选出反应米兰净化修复甲醛污染的重要指标有净化量、净化率、Pro含量、SP含量、Chl含量、APX活性。并将主成分得分45.97作为评定具有相似污染的环境、选取相同指标的室内芳香植物净化修复能力的参考值。植物净化修复甲醛是体内一系列物质共同作用的结果。室内芳香植物受到甲醛污染胁迫后,植物体内的O2.-等活性氧产生速率加快,导致膜脂质过氧化,MDA含量增加,加重了膜脂质过氧化程度,从而导致植物光合及呼吸系统受损,Chl含量减少。此时,植物启动净化修复机制,POD、APX、SOD活性提高,SP、Pro含量增加,促进生物膜系统的修复及新陈代谢,维持细胞结构。
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