-34-幾種觀賞蕨類植物對室內環(huán)境中甲醛及 TVOC 的凈化研究李浩亭，劉艷紅，方戌元，郗金標（上海商學院，上海 201400）摘 要： 通過研究幾種蕨類植物對室內環(huán)境中甲醛及TVOC的凈化能力，結果表明，鳥巢蕨(Asplenium nidu) 對甲醛和 TVOC 平均日吸收率分別為 12.74%、12.04%；波士頓蕨 ( Nephralepis exaltata cv.Bastaniensis) 對甲醛和 TVOC 平均日吸收率分別為 10.32%、7.85%；鐵線蕨 ( Adiantum capillus-veneris L.)對甲醛和 TVOC 平均日吸收率分別為 10.24%、4.81%，證明其對室內空氣污染具有凈化和改善能力。關鍵詞： 室內；空氣污染；蕨類植物；凈化室內環(huán)境主要是指建筑物內部采用人工或天然材料裝飾裝修而構成的環(huán)境，主要包括教室、辦公室、會議室、居室等各種非生產性的室內場所。根據國內環(huán)保部門公布的相關文件顯示，目前室內空氣中主要污染物有甲醛、苯及其衍生物、多環(huán)芳烴等，其中甲醛會引起人體神經系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等損害，長期接觸超標的甲醛容易引發(fā)多類癌癥。目前，為了減輕上述污染源對人體的傷害，人們紛紛采購空氣凈化器及其他化學制劑來吸收或中和甲醛等有毒污染物，但通常具有費用價高、能耗較大、易產生其他有毒物質等缺點。蕨類植物可通過植物本身特性對甲醛等進行吸附和吸收，且具有綠色環(huán)保、適合長期使用等優(yōu)點。本文對幾種常見的蕨類植物進行試驗，將其凈化空氣能力進行量化比對，從而為人們選擇植物品種時提供指導。1 材料與方法1.1 試驗時間、地點試驗于2016年10月111日在上海市徐匯區(qū)上海商學院實驗室內進行。1.2 試驗材料選取長勢良好、植物單體綠量較接近、株齡相同的鐵線蕨、鳥巢蕨、波士頓蕨植株作為樣本。1.3 試驗儀器使用BGFM-08型甲醛分析儀(貝谷科技股份有限公司 )、BGAM-02TVOC 測試儀 ( 貝谷科技股份有限公司)；10%、5%甲醛溶液(鄭州雙辰化工有限第一作者簡介： 李浩亭（1995-），女，本科生；就讀于上海商學院園林專業(yè)。通訊作者： 郗金標，研究員。E-mail:18964777615163.com 項目來源： 本文由上海市大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目資助，入選國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目(201612050083)。公司 )；指甲油 ( 金華市東方秀日化有限公司 )；活性炭 ( 常州普旭環(huán)保科技有限公司 )；自來水。1.4 統(tǒng)計分析 應用 Excel 2003 軟件進行數據處理與分析。1.5 試驗方法主要設備為透明密閉試驗設備箱(40 cm×40 cm× 40 cm)。試驗分為鳥巢蕨植株組、鐵線蕨植株組、波士頓蕨植株組、水樣組、活性炭組、空白對照組，共計6個試驗組。密閉性試驗是向試驗設備箱中注入相同量的指甲油及甲醛溶液，讓其揮發(fā)物分別模擬TVOC及甲醛氣體，靜置一小段時間后測定箱體內污染物的初始濃度。將鳥巢蕨、鐵線蕨、波士頓蕨 3 種室內觀賞蕨類的種植盆及盆土部分用塑料薄膜包裹，并用膠布封裝，最后將上述 3 種植物放置于各自的試驗設備箱內?；钚蕴拷M是將25 g活性炭放置于玻璃器皿中，然后放置于試驗設備箱。試驗設定一號箱放置 3 盆波士頓蕨，二號箱放置 3 盆鳥巢蕨，三號箱放置3盆鐵線蕨，四號箱放置25 g活性炭，五號箱放置約 100 g 水，六號箱為空白對照組。測量時間段為9 00 21 00。2 試驗流程與分析2.1 試驗流程本次試驗流程詳見附表。2.2 結果與分析本試驗在設計初期采取與通常室內植物空氣凈化試驗不同的思路。通常僅在試驗初期向試驗設備箱內投入模擬污染源進行試驗，污染物的總量是固定的；而在現實的室內環(huán)境中，板材、家具等各類裝飾裝修隨時都在向室內空間揮發(fā)有害污染源，故本試驗每天都向試驗設備箱內投放一定量的污染源來模擬真實的室內環(huán)境。但由于試驗經費和設備條件的限制無法達到24 h穩(wěn)定緩慢釋放，所以試驗數據可能會與現實環(huán)境略有差異。-35-中國園藝文摘 2016 年第 12 期附表 試驗流程日期 試驗內容 測量時間第 1 d 在試驗設備箱內放置模擬室內空氣污染源 ( 指甲油，約 35 mm2，甲醛溶液 2 ml，濃度為 1%)，靜置模擬污染源5 min后將其取出，并用相關設備測量試驗設備箱體內的污染源初始濃度。其次，再將 3 種植物、活性炭、水分別放入對應的試驗設備箱內。9 00、12 00、15 00、18 00、21 00第 2 d 首先在對應的試驗設備箱內放置3種植物、活性炭、水，再放置模擬污染源(指甲油，約 35 mm2，甲醛溶液 2 ml，濃度為 1%)，靜置模擬污染源 5 min 后將其取出，并用相關設備測量試驗設備箱體內的污染源初始濃度，然后每隔 3 h 測量 1 次箱體內甲醛及 TVOC 的濃度。9 00、12 00、15 00、18 00、21 00第 3 d 重復第 2 d 相關試驗流程，但是將靜置模擬污染源的時間改為 10 min，隨后定時測量箱體內甲醛及 TVOC 的濃度。9 00、11 00、13 00、15 00、21 00第 4 d 重復第3 d相關試驗流程，為能夠讓試驗設備箱體內空氣環(huán)境更加真實，在取出模擬污染源后用小電扇攪拌箱體內氣體20 s，使模擬污染源均勻分布于箱體中，并測量箱體內甲醛 及 TVOC 的濃度，隨后定時測量箱體內甲醛及 TVOC 的濃度。9 00、10 00、12 00、17 00、21 00第 5 d 重復第 4 d 相關試驗流程，將甲醛溶液濃度調整為 5%，溶液數量不變。昨日采取小風扇攪拌箱體內氣體后，發(fā)現測量得到的污染源初始濃度偏小，改為人工手動攪拌。9 00、10 00、21 00第 6 d 重復上日試驗流程。 9 00、10 00、21 00第 7 d 重復上日試驗流程，將甲醛溶液濃度調整為10%，溶液數量不變，并取消人工手動攪拌箱體內氣體。9 00、10 00、22 00第 8 d 重復上日試驗流程，將指甲油面積變成 70 mm2。 9 00、10 00、21 00第 9 d 重復上日試驗流程，將指甲油面積變成 425 mm2，模擬污染源靜置時間調整為 20 min。 9 00、10 00、12 00、15 00、21 00第 10 d 重復上日試驗流程。 9 00、9 30、16 00、21 00第 11 d 重復上日試驗流程，將指甲油面積變成175 mm2，并在試驗全過程中不將其取出，待模擬污染源放置入箱體 10 min 后開始取樣測量箱體內甲醛及 TVOC 的初始濃度。9 00、10 00、13 00、16 00、21 00第 12 d 重復上日試驗流程。 9 00、10 00、13 00、16 00、21 00第 13 d 重復上日試驗流程。 9 00、13 00、16 00、21 002.2.1 試驗數據糾偏及整理 首先，分析空白對照組數據時發(fā)現，即使試驗箱體內不放置任何材料，箱體內的甲醛及TVOC濃度在除去個別錯誤數據后仍呈現下降趨勢，可能是因為試驗箱體的密閉性存在問題。另外，計算其他試驗材料的吸收凈化率時，應扣除由于箱體密閉問題而泄露的甲醛及 TVOC 濃度。2.2.2 試驗設備箱內甲醛及 TVOC 的日變化 不同處理條件下，試驗設備箱內甲醛及TVOC的日變化見圖 1-4。從圖中可以看出，箱體內每日的甲醛濃度與TVOC濃度會隨時間的推移而呈現下降趨勢。每日試驗開始前向箱體內放入甲醛溶液和指甲油，隨著甲醛溶液與指甲油的不斷揮發(fā)，規(guī)定時間后，箱體內污染物氣體濃度達到每日頂峰(即每日初始值)。由于每日加入甲醛溶液與指甲油的量、放置的時間、是否進行攪拌及攪拌方法的不同，每日的初始值不同，在相同條件下，箱體內不同的初始值與污染物氣體分布不均勻或與當日箱體內的溫度及濕度有關。從走勢上來看，每日在添加完模擬污染源后，箱體內污染物氣體濃度達到最高峰值，隨后5組箱體內的甲醛濃度及 TVOC 濃度均呈現下降趨勢，表明上述試驗材料都對甲醛與 TVOC 有吸收凈化的作用，其中鳥巢蕨和波士頓蕨箱體內甲醛濃度及 TVOC 濃度下降趨勢最為顯著。2.2.3 試驗設備箱內甲醛及 TVOC 的長期變化 不同處理條件下，試驗設備箱內甲醛與TVOC的長期變化曲線見圖1-4。從圖中可以看出，經過13 d持續(xù)模擬污染源的注入，各植物處理組的甲醛及TVOC濃度都在模擬污染源加注后3 h內開始大規(guī)模下降(空白除外，空白波動較大可能是由于甲醛混合不均勻造成 )。與 3 組植物試驗組相比，活性炭組和自來水組的吸收凈化曲線變化較為明顯，在后5 d內的吸收凈化能力有所減弱，這與它們自身吸附能力達到飽和有關。3種植物試驗組相比較，鳥巢蕨和波士頓蕨對甲醛及TVOC 的長期吸收凈化能力強于鐵線蕨。2.3 試驗數據分析雖然由于試驗條件的限制無法保證初始濃度基本一致，且進行數據分析時扣除了對照組箱體內模擬污染源泄露的比率，將數據進行重新計算，但從凈吸收率來看，還是能反映各處理對甲醛及TVOC濃度的影響程度?？傮w而言，甲醛和TVOC的濃度均有下降。3種盆栽蕨類植物對甲醛、TVOC都有較強的吸收作用，其中鳥巢蕨對甲醛和 TVOC 的吸收作用比較明顯，平均每日吸收率分別為 12.74%、12.04%；波士頓蕨對甲醛和 TVOC 的吸收作用也比較明顯，平均每日吸收率分別為 10.32%、7.85%；鐵線蕨對甲醛和 TVOC 的吸收作用也比較明顯，平均每日吸收率分別為10.24%、4.81%。活性炭和水也有一定的吸收能力，但主要是物理吸收作用、長效性不如植物效果顯著。-36-120.00100.0080.0060.0040.0020.00-20.000.00甲醛吸收率(%)1 2 3 4 5鳥巢蕨組波士頓蕨組鐵線蕨組活性炭組自來水組*日期圖 1 試驗設備箱體內甲醛濃度的變化 ( 第 9 13 d)鳥巢蕨組波士頓蕨組鐵線蕨組活性炭組自來水組18.0016.0014.0012.0010.008.006.004.002.000.00甲醛吸收率(%)1 2 3 4 5 6 7日期圖 2 試驗設備箱體內甲醛濃度的變化 ( 第 2 8 d)鳥巢蕨組波士頓蕨組鐵線蕨組活性炭組自來水組圖 3 試驗設備箱體內 TVOC 濃度的變化 ( 第 9 13 d)25.00日期TVOC吸收率(%)20.0015.0010.005.000.00-5.00-10.00-15.00-20.00鳥巢蕨組波士頓蕨組鐵線蕨組活性炭組自來水組圖 4 試驗設備箱體內 TVOC 濃度的變化 ( 第 2 8 d)（下轉41頁）-41-中國園藝文摘 2016 年第 12 期表 4 不同施肥處理對茄子經濟效益的影響處理產量(kg/667 m2)產值( 元 /667 m2)增產值( 元 /667 m2)肥本( 元 /667 m2)施肥工本 凈收益( 元 /667 m2)增加收益( 元 /667 m2)工 /667 m2( 元 /667 m2)5 3 966.1 11 898.3 2 187.3 300.0 2 260 11 338.3 a 2 380.93 3 902.8 11 708.4 1 997.4 169.6 5 650 10 888.8 a 2 403.22 3 825.1 11 475.3 1 764.3 240.0 5 650 10 585.3 ab 2 099.74 3 237.0 9 711.0 - 103.6 5 650 8 957.4 b -注：按市場價格，茄子 3.0 元 /kg，尿素 2.0 元 /kg，鈣鎂磷 0.8 元 /kg，氯化鉀 3.5 元 /kg，48復合肥 3.2 元 /kg。3 討論與結論(1)本試驗結果表明，合理施肥能提高茄子果實和莖葉的N、P、K含量。與處理2(習慣施肥)相比，處理5的茄子莖葉中N、P、K含量提高4.4%、9.4%和0.6%，果實中 N 素降低 10.8%，P、K 分別提高 3.6% 和 3.0%。(2)本試驗結果表明，施肥能顯著提高設施大棚茄子產量；與空白區(qū)相比，水溶肥、優(yōu)化施肥、習慣施肥分別增幅 30.2%、28.2%、25.6%。與無氮區(qū)處理相比，處理、處理和處理的茄子產量分別提高22.5%、20.6% 和 18.2%，由此也說明氮素增加農作物產量的作用不容忽視，尤其以施用金大正水溶肥效果最好。(3)本試驗結果表明，不同施肥配比對果實和莖葉增長效果不同。以施用金正大水溶肥對果實增幅和莖葉增幅相差最為明顯，表明合理提高K肥配比對果實增產效果更為明顯。(4)本試驗結果初步證明金正大水溶性肥在增產、節(jié)本增效，特別是省工方面的效果顯著，金正大水溶肥較習慣施肥增產茄子141 kg/667 m2，可獲利潤 423 元 /667 m2，肥本雖增加 60 元 /667 m2，但節(jié)省 3 個工 /667 m2，計節(jié)本增效 753 元 /667 m2。通過水肥一體化技術試驗示范，可以提高設施農業(yè)的水資源利用率和肥料利用率，促進農業(yè)增效、農村降耗、農民增收，對推動農業(yè)現代化建設意義重大。參考文獻：1 王興仁,張福鎖.現代肥料試驗設計M.北京:中國農業(yè)出版社,1995.2 徐中儒.回歸分析與試驗設計M.北京:中國農業(yè)出版社,1997.3 高永桂,劉大鍔,彭林權等.雜交早稻金優(yōu)706優(yōu)化施肥技術研究J.雜交水稻,2007,22(1):46-50.（上接36頁）3 結論與建議本試驗結果表明，鳥巢蕨、波士頓蕨、鐵線蕨均對室內空氣中的甲醛及 TVOC 具有一定的吸收凈化作用。24 h后對甲醛的吸收凈化能力依次為：鳥巢蕨波士頓蕨鐵線蕨，24 h后對TVOC的吸收凈化能力依次為：鳥巢蕨波士頓蕨鐵線蕨；13 d后對甲醛和TVOC的凈化效果依次為：鳥巢蕨波士頓蕨鐵線蕨。因此，通過在室內放置觀賞蕨類植物，對室內空氣中的甲醛和TVOC 具有良好的凈化效果，值得推廣應用。國內外眾多研究資料表明，部分室內觀賞植物對室內空氣的凈化效果與其他設備和方法相比，具有綠色環(huán)保、無添加物、無需額外提供電源及配件等優(yōu)勢。本試驗結果也證明部分室內觀賞植物能有效降低室內甲醛及 TVOC 濃度，且具有持續(xù)凈化能力。由于試驗條件的限制，密閉試驗設備箱模擬的室內空間與實際室內空間還有一定差距。例如密閉試驗設備箱內未安裝調節(jié)箱內溫度和濕度的相關設備，導致箱內的溫濕度與室內環(huán)境略有差異；由于密閉試驗設備箱放置在室內，影響了植物的光合作用，導致植物實際凈化空氣的能力得不到充分發(fā)揮。另外，由于每種植物的綠量或葉片總面積不同，故在定量比較每種植物吸收量以確定吸收能力大小時可能不夠科學嚴謹。為此，如何界定單位綠量的植物和根莖葉及土壤對甲醛、TVOC 的吸收，是今后應繼續(xù)深入研究的課題。參考文獻：1 徐仲均.植物對室內空氣中甲醛的凈化J.環(huán)境與健康,2008,(10):935-937.2 何勤勤,周俊輝.盆栽植物對室內甲醛空氣污染的凈化研究進展J.江西農業(yè)學報,2014,(5):44-48.3 趙明珠.幾種常見室內觀賞植物降醛能力的研究D.南京:南京林業(yè)大學,2007.4 吳丹丹,周云龍.常見盆栽植物對室內空氣的凈化J.生物學通報,2006,(9):58-60.5 Giese M, Bauer D U, Langebartels C, et al. Detoxification of formaldehyde by the spider plant (Chlorophytum comosum L.) and by Soybean (Glycine max L.) cell-suspension culturesJ.Plant Physiol.,1994,104(4):1301-13096 Schmitz H, Hilgers U, Weidner M. Assimilation and metabo-lism of formaldehyde by leaves appear unlikely to be of valuefor indoor air purificationJ.New Phytol,2000,147(2):307-31