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摘要[目的]研究新装修教室内甲醛、臭氧的浓度及在开放条件下有关植物对污染性气体的净化能力。[方法]以陕西某高校为例，在其新装修的教学八楼、教学九楼内共选取12个样点教室，采用便携式智能气体检测仪器对其甲醛与臭氧浓度进行监测。于每天07：00～08：00和21：00～22：00分别监测1 h，连续监测30 d，得到监测点的平均水平即为该点甲醛和臭氧的浓度水平。[结果]两栋教学楼内甲醛浓度均远低于国家标准值；臭氧浓度均与国家标准浓度相差不大，在标准值上下浮动。其中早晨甲醛水平高于夜晚，而臭氧则为夜晚水平高于早晨。在教学八楼的3间样点教室内摆放绿萝、常春藤及吊兰，另外3间样点教室中不摆放植物，一个月后对比测定结果，显示摆放植物的3间教室甲醛浓度明显降低。[结论]新装修教室内甲醛、臭氧的浓度不会对教师和学生的身体产生危害。在相同的开放空间中，植物对室内甲醛的净化作用比较明显。
关键词室内装修；甲醛污染；臭氧污染；植物净化
中图分类号S181.3文献标识码
A文章编号0517-6611（2015）21-238-03
甲醛，无色气体，有特殊的刺激气味，对人眼、鼻等有刺激作用。室内装修材料及新的组合家具是造成甲醛污染的主要来源。装修材料及家具中的胶合板、大芯板、中纤板、刨花板（碎料板）的粘合剂遇热、潮解时甲醛就释放出来。游离甲醛会在室内温度超过20 ℃之后挥发到空气中，造成室内甲醛污染[1]。据统计，装修后1～6个月内，居室内甲醛超标率达80%，会议室和办公室内接近 100%；装修3年后，超标率都仍达50%以上[2]。
臭氧，过量吸入对人体的呼吸道具有强烈的刺激作用[3]，会引发咽喉肿痛、胸闷咳嗽、支气管炎和肺气肿等疾病；会使人的神经中毒、视力下降、记忆力衰退；还会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，更为严重的是臭氧可以破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，具有致畸效应[4]。室内臭氧主要有两个来源：一是随室外环境进入；二是室内存在的臭氧发生源，例如新更换的激光投影仪、空调等电子设备[5]。
现在控制室内甲醛污染的途径主要有4种，即物理方法、化学方法、生物方法（如微生物降解、生物酶净化）以及植物净化方法[6]。由于物理方法和化学方法效果不理想且局限性较大，因此利用绿色植物吸收室内装修产生的甲醛气体成为当今研究的热点。目前，国内专家、学者根据绿色植物对甲醛气体选择性吸收的特性，多从植物清除甲醛的能力、室内绿化与室内微环境及人体健康的关系方面开展了相关研究[7-10]。而就绿色植物而言，不同的污染气体与叶内细胞的作用却有所不同，导致植物对不同气体的吸收速度也不同[11]。植物吸收气体污染物的能力与其叶片的气孔数量和尺寸有关。一般来说，植物单位面积气孔越多，张启的程度越大，吸收气体能力越强[12]。
随着我国经济水平的不断进步，人们的生活水平也在不断提高，生活观念发生转变。时下，室内装修已成为时尚，人们对建筑居住环境、学习环境、办公环境的舒适性、美观性等要求越来越高，装修密度越来越大，但不可避免的由于使用含有污染物的劣质建筑装饰材料而导致室内空气污染的现象也随之而来，严重危害着现代人类的身体健康。所以，笔者以甲醛、臭氧为例，分析某高校新装修教室二者的浓度水平、变化规律，目的是为教室的使用安全性评估提供依据。同时，观察植物处理对教室内甲醛浓度的影响，旨在探讨利用植物净化室内空气的可行性。
1材料和方法
1.1监测仪器
采用便携式智能气体检测仪，该仪器采用气体传感器和微控制器技术，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好，可连续监测周围空气中指定气体浓度，适合用其进行室内污染性气体浓度的测定。
1.2監测标准采用《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）[13]。
1.3监测布点
所选陕西某高校的教学八楼、教学九楼装修完毕后分别于2014年秋季学期投入使用。该研究在每栋教学楼选取连续的3层作为取样层，每层选取两间相同大小的教室作为监测点，总共设立12间教室作为气体浓度测量的样点教室。
1.4监测方法
2014年6月1～31日、2014年9月24日至10月24日分别对教学九楼、教学八楼进行了为期一个月的气体数据采集活动，分别采集了室内甲醛、臭氧的气体浓度。气体浓度连续测量采集活动均于每天07：00～08：00和21：00～22：00时间段内进行。数据采集完成后，将相同时间内甲醛、臭氧的浓度值分别计算平均值，即为这一间教室气体的浓度水平，最后再将同一栋教学楼内所有样点教室的气体浓度值计算平均值，作为整栋教学楼的气体浓度水平。
2014年11月1日至2015年1月在教学八楼每层楼样点教室中选1间摆放绿萝、常春藤及吊兰3种具有净化甲醛能力的植物，另外1间不作处理。最后于2015年3月10日至4月10日再次对这6间样点教室的甲醛含量进行为期1个月的浓度测定，测定时间为每天07：00～08：00和21：00～22：00，数据处理方法同上。
2结果与分析
2.1未处理前甲醛和臭氧浓度分析
测定分析结果显示，教学八楼与教学九楼新装修教室内甲醛气体的浓度相似，在0.009～0.032 mg/m3范围内波动。室内甲醛气体浓度早晨稍高于晚间，且与国家标准值相比，其浓度远低于限制水平（表1～2）。
教学九楼新装修教室内臭氧气体浓度水平略高于教学八楼，两栋楼臭氧浓度在0.074～0.224 mg/m3范围内波动。早晨室内臭氧气体浓度要低于晚间浓度，同时，对比发现其浓度值接近国家标准，在国家限制水平上下有所浮动（表1～2）。
分析数据可知，由于教学八楼和九楼由同一家装修公司进行装修，采用装修材料和装修方法完全相同且两栋楼室内布局近乎一致。分析数据显示，教学八楼和教学九楼的室内甲醛含量在相同的测量时间段内高度相似。但室内臭氧浓度则与装修材料之间的关联性不大，而与室外环境和室内是否有臭氧发生源密切相关。教学八楼与九楼是相连的两栋教学楼，二者的室外环境可以看成是相同的，因此，两栋楼室内的臭氧浓度的不同应是由室内发生源的不同所致。进一步调查发现，由于教学八楼装修时间问题，在2014～2015年秋季学期中，教务处安排在教学八楼的课程数量较少。因此，在教学八楼教室内使用激光投影仪的次数也较少。而激光投影仪是一种很典型的室内臭氧发生源，这就导致了教学八楼内的臭氧含量测定值相对教学九楼偏低。 测定结果对比发现，两栋教学楼内的甲醛浓度均是早晨高于夜晚，而臭氧浓度则是夜晚高于早晨。初步分析，可能是由于晚间教室统一关闭门窗，装修建材散发出来的甲醛气体不能及时扩散出去，从而导致早上的测定值较高。但是经过一天的通风以后，室内甲醛气体得以扩散到室外，所以晚间获得的测定值会稍低。而臭氧浓度晚上较高则可能是由于白天教室内因教学活动会打开激光投影仪和空调等室内臭氧发生源的缘故。
2.2植物对室内甲醛浓度的影响
由图1可知，在相同的开放条件下，6间样点教室中的甲醛气体浓度均有所下降，但经植物处理后的3间样点教室中甲醛浓度下降幅度明显大于另外3间未经植物处理的对照样点教室，且近乎为未摆放植物的样点教室甲醛浓度下降幅度的两倍，其中下降幅度见表3。推断原因有二：第一，由于二次测量与一次测量之间间隔了近两个月时间，在此期间教室中仍进行正常的教学活动，每天会正常的开窗通风，由于空气的对流和稀释作用，导致甲醛浓度必然会又有所下降。第二，与此同时，绿萝、常春藤及吊兰这些植物对甲醛气体具有吸收净化作用，也会使教室内甲醛气体的含量下降。而由于全部测量过程均在开放空间下进行，空气的流通时刻存在，且其他变量均控制为相同，所以，对比之下，由于植物自身净化能力导致的甲醛含量
下降效果是十分明显的。
而Kondo等的试验结果表明，植物的甲醛吸收量与甲醛浓度、光强及植物叶片水分蒸腾速度成正相关[14]。Song 等发现，植物数量和植物的位置（光照条件）都会影响净化甲醛的能力[15]。因此，在利用植物来净化新装修室内甲醛含量时，应注意植物摆放的相关参量。在该次试验中，所有净化性植物均摆放在教室窗台上，以保证得到充分的光照强度。
由令狐昱慰等[16]的试验可知，在多种对甲醛气体具有净化性作用的植物中，经甲醛气体胁迫处理后，绿萝和常春藤仅需1周时间就可恢复达到未胁迫前的生长状态，即绿萝和常春藤具有较强的耐受性。因此推断，在该次室内甲醛气体净化试验中，所选用的绿萝和常春藤可能对甲醛的吸收起到了重要作用。关于参试的这3种植物各自的影响效应的大小，还有待于进一步的研究。
3结论
（1）陕西某高校新装修的两栋教学楼室内甲醛平均水平分别为0.013、0.015 mg/m3；臭氧平均水平分别为0.106、0.140 mg/m3。其中甲醛浓度早晨略高于晚上，而臭氧则与之相反，为晚上略高于早晨。甲醛气体浓度远低于国家標准值，而臭氧气体浓度则在国家标准值上下有所轻微浮动，两种气体均不会对教师和学生的身体产生危害。
（2）教室内甲醛气体主要来自于装修时使用的装饰材料、胶合物以及新的桌椅等，而臭氧气体则主要来自于教学时所使用的激光投影仪和空调等电子设备。
（3）在相同的开放空间中，植物对室内甲醛的净化作用比较明显。由于空气流通净化甲醛需要较长时间，因此在装修后急需投入使用的空间中，例如学校教室、公司办公室等地方，则可以摆放部分对甲醛等污染气体有净化作用的植物来进行加速净化，如绿萝、常春藤等。
安徽农业科学2015年
参考文献
[1]
邱娟.室内甲醛污染现状及控制措施研究[J].中国高新技术企业，2014（10）：129-131.
[2] 王文超，周仕学，姜瑶瑶，等.室内甲醛污染治理技术的研究进展[J].环境科学与技术，2006（9）：106-109.
[3] 王继永.臭氧引发的化学反应对室内空气品质影响的研究[D].天津：天津大学，2007.
[4] 刘建国，刘洋，梁宝生，等.臭氧室内空气质量评价标准的研究制订[J].重庆环境科学，2002（6）：79-82
[5] 易忠芹，王宇，田小兵，等.室内环境臭氧污染与净化技术研究进展[J].科技导报，2014，32（33）：75-78.
[6] CHEN Q Y.Indoor formaldehyde pollution sources and control technology[J].Resources Inhabitant and Environment，2008（3）：59-61.
[7] 胡海红，戴修道，李莉，等.室内绿化净化功能[J].上海建设科技，1996（6）：37-38.
[8] 黄爱葵.几种盆栽观赏植物对室内空气净化能力的研究[D].南京：南京林业大学，2005.
[9] 余亚白，陈源，赖呈纯，等.室内空气净化植物的研究与利用现状及应用前景[J].福建农业学报，2006，21（4）：425-429.
[10] 徐迪，陈丽梅，年洪娟，等.高等植物中一碳化合物代谢研究进展[J].西北植物学报，2009，29（6）：1284-1289.
[11] 陈彦宇.常见室内植物对甲醛及二氧化碳的之吸收及反应[D].台北：国立台湾大学，2007.
[12] CORNEJO J J，MUNOZ F G，MA C Y，et al.Studies on thedecontamination of air by plants[J].Ecotoxicology Springer Netherland，1999，8（4）： 311-320.
[13] 国家技术监督局.GB/T18883-2002 室内空气质量标准[S].北京： 中国标准出版社，2002.
[14] KONDO T，HASEGAWA K，UCHIDA R，et al.Absorption of formaldehyde by oleander （Nerium indicum）[J].Environmental Science & Technology，1995，29（11）： 2901-2903.
[15] SONG J E，KIM Y S，SOHN J Y.The impact of plants on thereduction of volatile organic compounds in a small space[J].Journal of Physiological Anthropology，2007，26： 599-603.
[16]令狐昱慰，黎斌，李思锋，等.3种观赏植物对室内甲醛污染的净化及生长生理响应[J].西北植物学报，2011，31（4）：776-782.
关键词室内装修；甲醛污染；臭氧污染；植物净化
中图分类号S181.3文献标识码
A文章编号0517-6611（2015）21-238-03
甲醛，无色气体，有特殊的刺激气味，对人眼、鼻等有刺激作用。室内装修材料及新的组合家具是造成甲醛污染的主要来源。装修材料及家具中的胶合板、大芯板、中纤板、刨花板（碎料板）的粘合剂遇热、潮解时甲醛就释放出来。游离甲醛会在室内温度超过20 ℃之后挥发到空气中，造成室内甲醛污染[1]。据统计，装修后1～6个月内，居室内甲醛超标率达80%，会议室和办公室内接近 100%；装修3年后，超标率都仍达50%以上[2]。
臭氧，过量吸入对人体的呼吸道具有强烈的刺激作用[3]，会引发咽喉肿痛、胸闷咳嗽、支气管炎和肺气肿等疾病；会使人的神经中毒、视力下降、记忆力衰退；还会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，更为严重的是臭氧可以破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，具有致畸效应[4]。室内臭氧主要有两个来源：一是随室外环境进入；二是室内存在的臭氧发生源，例如新更换的激光投影仪、空调等电子设备[5]。
现在控制室内甲醛污染的途径主要有4种，即物理方法、化学方法、生物方法（如微生物降解、生物酶净化）以及植物净化方法[6]。由于物理方法和化学方法效果不理想且局限性较大，因此利用绿色植物吸收室内装修产生的甲醛气体成为当今研究的热点。目前，国内专家、学者根据绿色植物对甲醛气体选择性吸收的特性，多从植物清除甲醛的能力、室内绿化与室内微环境及人体健康的关系方面开展了相关研究[7-10]。而就绿色植物而言，不同的污染气体与叶内细胞的作用却有所不同，导致植物对不同气体的吸收速度也不同[11]。植物吸收气体污染物的能力与其叶片的气孔数量和尺寸有关。一般来说，植物单位面积气孔越多，张启的程度越大，吸收气体能力越强[12]。
随着我国经济水平的不断进步，人们的生活水平也在不断提高，生活观念发生转变。时下，室内装修已成为时尚，人们对建筑居住环境、学习环境、办公环境的舒适性、美观性等要求越来越高，装修密度越来越大，但不可避免的由于使用含有污染物的劣质建筑装饰材料而导致室内空气污染的现象也随之而来，严重危害着现代人类的身体健康。所以，笔者以甲醛、臭氧为例，分析某高校新装修教室二者的浓度水平、变化规律，目的是为教室的使用安全性评估提供依据。同时，观察植物处理对教室内甲醛浓度的影响，旨在探讨利用植物净化室内空气的可行性。
1材料和方法
1.1监测仪器
采用便携式智能气体检测仪，该仪器采用气体传感器和微控制器技术，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好，可连续监测周围空气中指定气体浓度，适合用其进行室内污染性气体浓度的测定。
1.2監测标准采用《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）[13]。
1.3监测布点
所选陕西某高校的教学八楼、教学九楼装修完毕后分别于2014年秋季学期投入使用。该研究在每栋教学楼选取连续的3层作为取样层，每层选取两间相同大小的教室作为监测点，总共设立12间教室作为气体浓度测量的样点教室。
1.4监测方法
2014年6月1～31日、2014年9月24日至10月24日分别对教学九楼、教学八楼进行了为期一个月的气体数据采集活动，分别采集了室内甲醛、臭氧的气体浓度。气体浓度连续测量采集活动均于每天07：00～08：00和21：00～22：00时间段内进行。数据采集完成后，将相同时间内甲醛、臭氧的浓度值分别计算平均值，即为这一间教室气体的浓度水平，最后再将同一栋教学楼内所有样点教室的气体浓度值计算平均值，作为整栋教学楼的气体浓度水平。
2014年11月1日至2015年1月在教学八楼每层楼样点教室中选1间摆放绿萝、常春藤及吊兰3种具有净化甲醛能力的植物，另外1间不作处理。最后于2015年3月10日至4月10日再次对这6间样点教室的甲醛含量进行为期1个月的浓度测定，测定时间为每天07：00～08：00和21：00～22：00，数据处理方法同上。
2结果与分析
2.1未处理前甲醛和臭氧浓度分析
测定分析结果显示，教学八楼与教学九楼新装修教室内甲醛气体的浓度相似，在0.009～0.032 mg/m3范围内波动。室内甲醛气体浓度早晨稍高于晚间，且与国家标准值相比，其浓度远低于限制水平（表1～2）。
教学九楼新装修教室内臭氧气体浓度水平略高于教学八楼，两栋楼臭氧浓度在0.074～0.224 mg/m3范围内波动。早晨室内臭氧气体浓度要低于晚间浓度，同时，对比发现其浓度值接近国家标准，在国家限制水平上下有所浮动（表1～2）。
分析数据可知，由于教学八楼和九楼由同一家装修公司进行装修，采用装修材料和装修方法完全相同且两栋楼室内布局近乎一致。分析数据显示，教学八楼和教学九楼的室内甲醛含量在相同的测量时间段内高度相似。但室内臭氧浓度则与装修材料之间的关联性不大，而与室外环境和室内是否有臭氧发生源密切相关。教学八楼与九楼是相连的两栋教学楼，二者的室外环境可以看成是相同的，因此，两栋楼室内的臭氧浓度的不同应是由室内发生源的不同所致。进一步调查发现，由于教学八楼装修时间问题，在2014～2015年秋季学期中，教务处安排在教学八楼的课程数量较少。因此，在教学八楼教室内使用激光投影仪的次数也较少。而激光投影仪是一种很典型的室内臭氧发生源，这就导致了教学八楼内的臭氧含量测定值相对教学九楼偏低。 测定结果对比发现，两栋教学楼内的甲醛浓度均是早晨高于夜晚，而臭氧浓度则是夜晚高于早晨。初步分析，可能是由于晚间教室统一关闭门窗，装修建材散发出来的甲醛气体不能及时扩散出去，从而导致早上的测定值较高。但是经过一天的通风以后，室内甲醛气体得以扩散到室外，所以晚间获得的测定值会稍低。而臭氧浓度晚上较高则可能是由于白天教室内因教学活动会打开激光投影仪和空调等室内臭氧发生源的缘故。
2.2植物对室内甲醛浓度的影响
由图1可知，在相同的开放条件下，6间样点教室中的甲醛气体浓度均有所下降，但经植物处理后的3间样点教室中甲醛浓度下降幅度明显大于另外3间未经植物处理的对照样点教室，且近乎为未摆放植物的样点教室甲醛浓度下降幅度的两倍，其中下降幅度见表3。推断原因有二：第一，由于二次测量与一次测量之间间隔了近两个月时间，在此期间教室中仍进行正常的教学活动，每天会正常的开窗通风，由于空气的对流和稀释作用，导致甲醛浓度必然会又有所下降。第二，与此同时，绿萝、常春藤及吊兰这些植物对甲醛气体具有吸收净化作用，也会使教室内甲醛气体的含量下降。而由于全部测量过程均在开放空间下进行，空气的流通时刻存在，且其他变量均控制为相同，所以，对比之下，由于植物自身净化能力导致的甲醛含量
下降效果是十分明显的。
而Kondo等的试验结果表明，植物的甲醛吸收量与甲醛浓度、光强及植物叶片水分蒸腾速度成正相关[14]。Song 等发现，植物数量和植物的位置（光照条件）都会影响净化甲醛的能力[15]。因此，在利用植物来净化新装修室内甲醛含量时，应注意植物摆放的相关参量。在该次试验中，所有净化性植物均摆放在教室窗台上，以保证得到充分的光照强度。
由令狐昱慰等[16]的试验可知，在多种对甲醛气体具有净化性作用的植物中，经甲醛气体胁迫处理后，绿萝和常春藤仅需1周时间就可恢复达到未胁迫前的生长状态，即绿萝和常春藤具有较强的耐受性。因此推断，在该次室内甲醛气体净化试验中，所选用的绿萝和常春藤可能对甲醛的吸收起到了重要作用。关于参试的这3种植物各自的影响效应的大小，还有待于进一步的研究。
3结论
（1）陕西某高校新装修的两栋教学楼室内甲醛平均水平分别为0.013、0.015 mg/m3；臭氧平均水平分别为0.106、0.140 mg/m3。其中甲醛浓度早晨略高于晚上，而臭氧则与之相反，为晚上略高于早晨。甲醛气体浓度远低于国家標准值，而臭氧气体浓度则在国家标准值上下有所轻微浮动，两种气体均不会对教师和学生的身体产生危害。
（2）教室内甲醛气体主要来自于装修时使用的装饰材料、胶合物以及新的桌椅等，而臭氧气体则主要来自于教学时所使用的激光投影仪和空调等电子设备。
（3）在相同的开放空间中，植物对室内甲醛的净化作用比较明显。由于空气流通净化甲醛需要较长时间，因此在装修后急需投入使用的空间中，例如学校教室、公司办公室等地方，则可以摆放部分对甲醛等污染气体有净化作用的植物来进行加速净化，如绿萝、常春藤等。
安徽农业科学2015年
参考文献
[1]
邱娟.室内甲醛污染现状及控制措施研究[J].中国高新技术企业，2014（10）：129-131.
[2] 王文超，周仕学，姜瑶瑶，等.室内甲醛污染治理技术的研究进展[J].环境科学与技术，2006（9）：106-109.
[3] 王继永.臭氧引发的化学反应对室内空气品质影响的研究[D].天津：天津大学，2007.
[4] 刘建国，刘洋，梁宝生，等.臭氧室内空气质量评价标准的研究制订[J].重庆环境科学，2002（6）：79-82
[5] 易忠芹，王宇，田小兵，等.室内环境臭氧污染与净化技术研究进展[J].科技导报，2014，32（33）：75-78.
[6] CHEN Q Y.Indoor formaldehyde pollution sources and control technology[J].Resources Inhabitant and Environment，2008（3）：59-61.
[7] 胡海红，戴修道，李莉，等.室内绿化净化功能[J].上海建设科技，1996（6）：37-38.
[8] 黄爱葵.几种盆栽观赏植物对室内空气净化能力的研究[D].南京：南京林业大学，2005.
[9] 余亚白，陈源，赖呈纯，等.室内空气净化植物的研究与利用现状及应用前景[J].福建农业学报，2006，21（4）：425-429.
[10] 徐迪，陈丽梅，年洪娟，等.高等植物中一碳化合物代谢研究进展[J].西北植物学报，2009，29（6）：1284-1289.
[11] 陈彦宇.常见室内植物对甲醛及二氧化碳的之吸收及反应[D].台北：国立台湾大学，2007.
[12] CORNEJO J J，MUNOZ F G，MA C Y，et al.Studies on thedecontamination of air by plants[J].Ecotoxicology Springer Netherland，1999，8（4）： 311-320.
[13] 国家技术监督局.GB/T18883-2002 室内空气质量标准[S].北京： 中国标准出版社，2002.
[14] KONDO T，HASEGAWA K，UCHIDA R，et al.Absorption of formaldehyde by oleander （Nerium indicum）[J].Environmental Science & Technology，1995，29（11）： 2901-2903.
[15] SONG J E，KIM Y S，SOHN J Y.The impact of plants on thereduction of volatile organic compounds in a small space[J].Journal of Physiological Anthropology，2007，26： 599-603.
[16]令狐昱慰，黎斌，李思锋，等.3种观赏植物对室内甲醛污染的净化及生长生理响应[J].西北植物学报，2011，31（4）：776-782.