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摘 要:面对室内空气甲醛污染的困境,植物净化甲醛技术作为生物技术之一,具有操作简单、自然、环保的特点,目前已成为室内甲醛净化和室内植物景观研究的热点和前沿科学之一。目前,普遍的研究认为植物对甲醛净化存在着吸附、代谢和降解3种机制。
关键词:甲醛;植物;吸附净化
一、植物对甲醛的吸附净化
植物对甲醛吸附净化的理论认为,植物对甲醛的吸附途径主要包括:植物叶、茎、以及植物的土壤对甲醛的吸附作用。其理论基础通过叶片表面的气孔,茎部的皮孔和土壤的孔隙,对空气中的甲醛进行吸附,吸附效率与植物叶面和茎的形态、粗糙度、叶的着生角度、表面分泌物、土壤的类型和土壤的湿度相关。这种理论认为植物体表面对甲醛的吸附存在着饱和点,其净化过程为:有效→显效→饱和→失效。当植物对甲醛的吸附达到饱和点时就不再吸附甲醛,失去净化功能。这种理论有效地解释了Wolverton等对吊兰、金绿萝、合果芋3种植物在初期6h内去除的甲醛比随后18h还多的试验现象,而这种理论无法解释光照条件下的植物对甲醛的净化效率远远大于无光时的现象。
二、植物对甲醛的代谢净化
植物对甲醛的代谢净化理论认为,植物通过叶片的细微舒张来吸收空气中的甲醛,利用甲醛易溶于水的特性,将甲醛扩散到植物组织中,为避免中毒,植物需要在体内靠自身的新陈代谢将甲醛进一步转化分解。甲醛在植物体内的代谢过程主要按以下3个步骤进行:甲醛自发和谷胱甘肽(glutathione)反应生成硫-羟甲基谷胱甘肽(S-hydroxymethylglutathione),该化合物被甲醛脱氢酶氧化成硫-甲酸基谷胱甘肽(S-formylglutahione)。硫-甲酸基谷胱甘肽继而被硫-甲酸基谷胱甘肽水解酶水解成谷胱甘肽和甲酸。
三、甲醛对植物毒理研究进展
甲醛对植物的毒理研究是指甲醛对植物净化活性和危害性的研究。根据Giese等、SchmitzH等以及徐迪等用14C标记的甲醛踪迹试验表明,植物对环境中甲醛具有代谢作用。魏梅红等以玻璃箱模拟室内空间环境,用乙酰丙酮分光光度法测定模拟空间内甲醛的浓度,用邻苯三酚自氧化法测定超氧化物歧化酶(SOD)的活性。结果表明,SOD活性增大程度在甲醛含量低(小于100μg)时呈逐渐明显的趋势,这可能是对甲醛胁迫的一种保护性的适应反应。当高浓度甲醛存在则增加程度趋缓,可能是过量的甲醛与SOD酶蛋白中的—SH结合,使其催化中心或酶结构受到影响导致活性缓慢增强。在低浓度的甲醛胁迫下,芦荟体内的相关代谢活动加强。从而将吸收的物质转化为滋生的营养物质;随着甲醛量的增加,芦荟吸收的量也随之增加,当甲醛浓度增加到一定程度时,植物体内相关的代谢系统遭到破坏,植物细胞内活性氧产生与清除的平衡在遭受逆境胁迫或衰老过程中会遭到破坏,从而引起自由基的积累和膜脂过氧化,使膜系统的结构和功能受到损伤,造成植物细胞伤害。当环境中的甲醛含量高于临界值时,植物不仅会失去对甲醛的净化作用,而且会受到甲醛的毒害,对于不同的植物,其临界值不同。
四、讨论
甲醛的污染已经成为室内空气污染的头号杀手,室内甲醛主要来源于建筑和装饰装修过程中所使用的家具、人造板、涂料、油漆等挥发出的游离甲醛,因为这些材料的生产过程中,原料中部分含有甲醛,在使用过程中残留在产品中或由可逆反应分解出来的甲醛,会散发到大气中,形成游离甲醛。即使检测合格的板材,在使用过程中,
国内外对植物净化甲醛进行了一系列的研究并对光照、土壤等环境因子进行了探讨,取得了一定的进展,筛选出了一批甲醛净化能力强的植物。植物对空气中的甲醛净化具有选择性,不同植物种类对甲醛的去除性能不同。此外,植物作为一种生物体,其净化能力受到环境因子(温度、湿度、光照、土壤等)和生命体征(植株大小、生长阶段、生长状态等)的影响,而将植物净化甲醛与植物生理和培育相交叉的研究较少,环境因子和生命体征对植物吸收和降解甲醛性能还需进一步深化。植物净化甲醛包括吸附净化、代谢净化和根际微生物对甲醛的降解净化3种途径,当甲醛的浓度较低时能够促进植物的生長,当甲醛的浓度大于植物所承受的能力后,植物会发生中毒现象,甚至死亡。因此,近些年在甲醛对植物的毒理方面的研究也引起了人们的重视,取得了一定的进展。但如何筛选出对甲醛具有较好去除性能而危害小的植物种类方面研究较少,植物去除甲醛的机理,还需进一步深化。单一的植物净化甲醛技术虽然在去除室内空气甲醛方面具备良好的作用,但面对日益严重的甲醛污染问题,采取植物净化技术与空气交换流通技术、物理吸附技术、光催化净化技术、臭氧氧化技术、高压电离技术、低温等离子技术和生物酶催化技术等联合净化技术会取得更好的效果。如:采取电力通风装置,强化室内空气的流通状况,加速室内外空气的交换;在盆栽土壤的表层覆盖一层具备良好吸附性能同时又能给植物提供营养的物质如活性炭、锯末、陶粒和泥炭等;在植物的叶际或根际接种能够“吞噬”甲醛的微生物;在甲醛浓度较高时辅以二氧化钛光催化降解技术,以上各项技术与植物净化复合均取得良好的效果。
参考文献
[1]蒋守芳,于立群,李君,等.装修住宅室内甲醛污染对居民健康影响的调查[J].中国煤炭工业医学杂志,2006,9(8):879-881.
[2]刘建龙,谭超毅,张国强.长沙市居民在不同室内环境中停留时间的调查研究[J].制冷空调与电力机械,2008,29(6):32-25.
(作者单位:龙岩美域环保有限公司)
关键词:甲醛;植物;吸附净化
一、植物对甲醛的吸附净化
植物对甲醛吸附净化的理论认为,植物对甲醛的吸附途径主要包括:植物叶、茎、以及植物的土壤对甲醛的吸附作用。其理论基础通过叶片表面的气孔,茎部的皮孔和土壤的孔隙,对空气中的甲醛进行吸附,吸附效率与植物叶面和茎的形态、粗糙度、叶的着生角度、表面分泌物、土壤的类型和土壤的湿度相关。这种理论认为植物体表面对甲醛的吸附存在着饱和点,其净化过程为:有效→显效→饱和→失效。当植物对甲醛的吸附达到饱和点时就不再吸附甲醛,失去净化功能。这种理论有效地解释了Wolverton等对吊兰、金绿萝、合果芋3种植物在初期6h内去除的甲醛比随后18h还多的试验现象,而这种理论无法解释光照条件下的植物对甲醛的净化效率远远大于无光时的现象。
二、植物对甲醛的代谢净化
植物对甲醛的代谢净化理论认为,植物通过叶片的细微舒张来吸收空气中的甲醛,利用甲醛易溶于水的特性,将甲醛扩散到植物组织中,为避免中毒,植物需要在体内靠自身的新陈代谢将甲醛进一步转化分解。甲醛在植物体内的代谢过程主要按以下3个步骤进行:甲醛自发和谷胱甘肽(glutathione)反应生成硫-羟甲基谷胱甘肽(S-hydroxymethylglutathione),该化合物被甲醛脱氢酶氧化成硫-甲酸基谷胱甘肽(S-formylglutahione)。硫-甲酸基谷胱甘肽继而被硫-甲酸基谷胱甘肽水解酶水解成谷胱甘肽和甲酸。
三、甲醛对植物毒理研究进展
甲醛对植物的毒理研究是指甲醛对植物净化活性和危害性的研究。根据Giese等、SchmitzH等以及徐迪等用14C标记的甲醛踪迹试验表明,植物对环境中甲醛具有代谢作用。魏梅红等以玻璃箱模拟室内空间环境,用乙酰丙酮分光光度法测定模拟空间内甲醛的浓度,用邻苯三酚自氧化法测定超氧化物歧化酶(SOD)的活性。结果表明,SOD活性增大程度在甲醛含量低(小于100μg)时呈逐渐明显的趋势,这可能是对甲醛胁迫的一种保护性的适应反应。当高浓度甲醛存在则增加程度趋缓,可能是过量的甲醛与SOD酶蛋白中的—SH结合,使其催化中心或酶结构受到影响导致活性缓慢增强。在低浓度的甲醛胁迫下,芦荟体内的相关代谢活动加强。从而将吸收的物质转化为滋生的营养物质;随着甲醛量的增加,芦荟吸收的量也随之增加,当甲醛浓度增加到一定程度时,植物体内相关的代谢系统遭到破坏,植物细胞内活性氧产生与清除的平衡在遭受逆境胁迫或衰老过程中会遭到破坏,从而引起自由基的积累和膜脂过氧化,使膜系统的结构和功能受到损伤,造成植物细胞伤害。当环境中的甲醛含量高于临界值时,植物不仅会失去对甲醛的净化作用,而且会受到甲醛的毒害,对于不同的植物,其临界值不同。
四、讨论
甲醛的污染已经成为室内空气污染的头号杀手,室内甲醛主要来源于建筑和装饰装修过程中所使用的家具、人造板、涂料、油漆等挥发出的游离甲醛,因为这些材料的生产过程中,原料中部分含有甲醛,在使用过程中残留在产品中或由可逆反应分解出来的甲醛,会散发到大气中,形成游离甲醛。即使检测合格的板材,在使用过程中,
国内外对植物净化甲醛进行了一系列的研究并对光照、土壤等环境因子进行了探讨,取得了一定的进展,筛选出了一批甲醛净化能力强的植物。植物对空气中的甲醛净化具有选择性,不同植物种类对甲醛的去除性能不同。此外,植物作为一种生物体,其净化能力受到环境因子(温度、湿度、光照、土壤等)和生命体征(植株大小、生长阶段、生长状态等)的影响,而将植物净化甲醛与植物生理和培育相交叉的研究较少,环境因子和生命体征对植物吸收和降解甲醛性能还需进一步深化。植物净化甲醛包括吸附净化、代谢净化和根际微生物对甲醛的降解净化3种途径,当甲醛的浓度较低时能够促进植物的生長,当甲醛的浓度大于植物所承受的能力后,植物会发生中毒现象,甚至死亡。因此,近些年在甲醛对植物的毒理方面的研究也引起了人们的重视,取得了一定的进展。但如何筛选出对甲醛具有较好去除性能而危害小的植物种类方面研究较少,植物去除甲醛的机理,还需进一步深化。单一的植物净化甲醛技术虽然在去除室内空气甲醛方面具备良好的作用,但面对日益严重的甲醛污染问题,采取植物净化技术与空气交换流通技术、物理吸附技术、光催化净化技术、臭氧氧化技术、高压电离技术、低温等离子技术和生物酶催化技术等联合净化技术会取得更好的效果。如:采取电力通风装置,强化室内空气的流通状况,加速室内外空气的交换;在盆栽土壤的表层覆盖一层具备良好吸附性能同时又能给植物提供营养的物质如活性炭、锯末、陶粒和泥炭等;在植物的叶际或根际接种能够“吞噬”甲醛的微生物;在甲醛浓度较高时辅以二氧化钛光催化降解技术,以上各项技术与植物净化复合均取得良好的效果。
参考文献
[1]蒋守芳,于立群,李君,等.装修住宅室内甲醛污染对居民健康影响的调查[J].中国煤炭工业医学杂志,2006,9(8):879-881.
[2]刘建龙,谭超毅,张国强.长沙市居民在不同室内环境中停留时间的调查研究[J].制冷空调与电力机械,2008,29(6):32-25.
(作者单位:龙岩美域环保有限公司)