科技的不断发展和各类装饰材料的出现，室内空气环境效应每况愈下。甲醛是广为人知的室内空气中最主要的污染物之一，甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸性物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。室内空气中的甲醛主要来源于各种胶粘剂中[1].TVOC是指室内空气中挥发性有机化合物总的质量浓度，TVOC主要来源于各种涂料、黏合剂及各种人造材料等，TVOC同样是室内空气质量的重要污染因素。挥发性有机物在阳光作用下与大气中的氮氧物、硫化物发生化学反应，生成毒性更大的二次污染物光化学烟雾[2]。此外，能破坏臭氧层，从而对人类的健康构成威胁。
国外科学家对于植物净化甲醛和TVOC的研究较早，主要集中在观叶植物上。吊兰是科学家最喜欢研究的一种，最早在1984年美国国家航空航天局科学家威廉沃维尔的密闭舱试验中就有研究结果表明，在密闭环境下，每cm2吊兰在6小时内能吸收甲醛2.28g。慕尼黑博士Giese等以吊兰为主要研究对象，在甲醛初始浓度为8.6mg/m3，吊兰在24h内可以吸收89%的甲醛气体[3]。
德国科学家schmitz等以金绿萝为主要研究对象，研究结果显示，在有光照的情况下，植物对甲醛的吸收效率大约是无光照条件下的6倍。Oyabu等科学家发现，甲醛浓度的升高会导致植物对甲醛的净化效率提高，即植物对甲醛的吸收效果与甲醛的浓度成正比。研究发现，在1m3的密闭室内，有光照条件下，吊兰在24小时内可以吸收90%的甲醛等有害气体[4]。中国室内环境监测工作委员会对其他观叶植物进行了测试，结果发现，常春藤可以有效清除甲醛。2022年高海等测定五种常见观赏植物吸收甲醛的能力，发现常春藤吸收甲醛效果比吊兰好。
近几年，多肉植物由于具有形态可爱、栽培简易、适应室内环境条件等特点，被广泛用于室内植物造景，在重视其景观价值的同时，也应充分考虑其室内环境生态效应，本研究以多肉植物火祭为试验材料，研究其对室内主要污染物甲醛及TVOC 的吸收作用，初步探寻多肉植物的室内环境效益。
1 净化甲醛及TVOC效果的研究
1.1 材料与方法
火祭（Crassula capitella 'Campfire），别名秋火莲，为景天科、青锁龙属多年生草本植物。茎匍伏或直立。植株丛生，肉质叶交互对生，正常生长情况下排列紧密，整株呈四棱状。性喜阳光充足且较为干燥的生长环境。叶片在阳光充足环境下呈浅绿色至鲜红色。所用植物材料每盆植株规格大致相同，株高4.5厘米/叶面积约为47.25平方厘米（如图1），株龄相同，生长良好。统一购买36盆，于上海商学院农场在相同环境条件下养护一段时间进行实验。
1.2 实验地点及环境条件
研究实验于2022年1月在上海商学院农场实验基地进行。测量时实验玻璃箱初始环境温度21.3℃，湿度31%，测定初始甲醛含量0.02mg/m3，TVOC含量0.33mg/m3。
1.3 实验仪器
便携式甲醛测定仪（BGFM-09＼贝谷科技股分有限公司），TVOC检测仪（BGAM-02/贝谷科技股分有限公司）。
1.4 实验装置
用厚度为8mm的普通玻璃做成：长45cm，宽45cm，高45cm正方体箱子，四周密闭，只有顶部留有一个直径为15 cm的圆孔（此孔用于定时放置测量仪器），箱体四周密闭，试验时将园孔密封。本实验采用1个空白对照箱，三组火祭实验重复箱。
1.5 实验方法
（1）本次试验污染源选用指甲油。用滴管取4份同样容量的指甲油于试纸上，1，2，3，4号箱子同时放入污染源，2，3，4号箱子随机各放入12株火祭，见图2。4个玻璃箱同时密封，每箱翻开测定后立即密闭处理，保证读取数值的稳定性和一致性。
（2）早上九点开始测定，每隔90分钟，采用同一仪器、相同方法，逐一测定各个玻璃箱内的甲醛和TVOC的数值，当天共记录甲醛、TVOC 6小时，每个数值取三组重复试验的平均值。
（3）放置于温室（夜温约为6℃）条件下，24小时后，用同样的间隔时间和测量方法读取1，2，3，4号箱子的甲醛、TVOC数值。全天共监测5次，每个数值取三组重复试验的平均值。
2 实验结果
实验结果，如图3、图4、图5和图6所示。
3 讨论与分析
本模拟实验所选植物是市面上常见的多肉植物，肉质肥厚，叶片数目较多，没有露出土壤部分。排除土壤对甲醛吸附性影响，其他因素影响一致，每一盆火祭叶面积近相同，通过30小时观测，可以观测多肉植物火祭具有吸收甲醛和总挥发性有机物效应，但是吸收的量较少。
（1）图3数据可以看出多肉植物火祭在刚刚放入6小时内对甲醛的吸收量较小，吸收率为3%至7.6%之间，随时间增长有吸收效率提高的趋势。图4显示，24小时后多肉植物火祭对甲醛的吸收率可达10%左右，随时间增长，吸收效率增加。植物在不同时间段净化量不同，植物在前6小时净化量较小，后24小时虽然继续净化但幅度较大。造成这种现象的原因可能是甲醛初始浓度过高，对植物形成某种胁迫而放慢代谢速率，随着时间的延长，当环境中的甲醛降低到一定浓度时，植物感到胁迫降低后代谢速程度增加[5]。
（2）图5显示，多肉植物火祭对TVOC的吸收6小时内的吸收效率为3.9%-5.4%，24小时后多肉植物火祭对TVOC的吸收效率为5.7%-7%，两天吸收效率变化不大。
（3）多肉植物火祭6小时内吸收甲醛的平均净化率为4.02%，24小时后吸收甲醛的平均净化率为12.63%；6小时吸收TVOC的平均净化率为3.53%，24小时后吸收TVOC的平均净化率为6.63%。火祭吸收甲醛的能力高于吸收TVOC的能力。
4 结语
本实验目前只进行了为期两天的观测，若能持续观测将获得更为完整的数据，从而进一步分析多肉植物火祭对甲醛及TVOC的吸收效率。根据国家标准，室内空气中甲醛的容许浓度为0.0835mg/m3，假设一个20平方米的房间，层高为3m。初始浓度为3.5mg/m3，在30小时后降低到0.08mg/m3，边长为4.5cm和6cm，需要火祭8264盆，8264盆火祭平面面积约为22.31 m2，从理论上来讲形成垂直植物绿墙才会达到效果。火祭绿墙除吸收甲醛和相应吸收TVOC的作用，还具有降低温度，降噪除尘，调节室内湿度的作用。作为背景墙、艺术隔断、植物壁画等也有很好的观赏性。用于垂直绿化的多肉植物火祭具有生命力旺盛、环境适应能力强；耐修剪。
查看全文
false