花卉可净化室内甲醛

2015-09-02 03:01华南农业大学园艺学院刘自力曾贞
花卉 2015年4期
关键词:绿萝吊兰脱氢酶

华南农业大学园艺学院· 刘自力  曾贞

花卉可净化室内甲醛

华南农业大学园艺学院· 刘自力曾贞

室内是人们接触最为频繁的场所,所以室内空气质量的好坏与人们的健康息息相关。继“煤烟型污染”和“光化学烟雾型污染”后,现代人正步入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。在众多有机污染物中,甲醛以其来源广泛、危害性大、持续时间长等特点,已成为我国普遍存在且较为严重的室内污染物之一。甲醛随家具与装饰材料进入室内,对人居环境造成了严重污染。它能引发鼻窦癌和鼻腔癌,诱发白血病,是潜在的强致突变物、公认的变态反应原,并且早已经被国际癌症研究机构(IARC)列为第1类致癌物质。

一、观赏植物对甲醛的净化效果

美国航天局(NASA)的Wolverton等科学家,于20世纪80年代初系统地开展了相关植物吸收净化室内空气的研究,测试了多种绿色植物对几十种化学物质的吸收能力,研究结果表明:在24小时的照明条件下,芦荟(Aloe vera var. chinensis)可去除1立方米空气中90%的甲醛,常春藤(Dedera nepalensis var. sinensis)可去除90%的苯,龙舌兰(Agave americana)可吸收70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯,垂挂兰(Sedum sarmentosum)能吸收86%的甲醛。他们对中斑吊兰(Chlorophytum comosum‘Vittatum’)、合果芋(Sygonium poaoph-yllum) 和绿萝 (Scindapsus aureus)3种绿叶植物对甲醛的吸收净化能力的试验结果发现:在6小时内,单位面积吸收甲醛最多的是中斑吊兰,最少的是绿萝。其后通过对30多种室内植物对甲醛的净化研究,选择出对甲醛净化效果最好的一些植物,包括夏威夷椰子(Pritchardia gaudichaudii)、万年青(Rohdea japonica)、镶边香龙血树(Dracaena fragrans ‘Massangeana’)、常 春 藤 、白 鹤 芋(Spathiphyllum floribunda‘Clevelandii’)、非洲菊(Gerbra jamesonii)、千年木(Dracaena marginata)、菊花(Dendranthema morifolium)、富贵竹(Dracaena sanderiana)、金边虎尾兰(Sansevieria trifasciata var. laurentii)以及银边朱蕉 (Cordyline fruticosa)。Godish等以吊兰(Chlorophytum comosum)为研究对象,探讨了土壤对甲醛净化性能的影响,研究结果表明:吊兰对甲醛的净化除了叶片的吸收作用外,土壤对甲醛的吸收也具有重要作用。Giese以吊兰为对象,采用同位素14C跟踪实验,研究发现吊兰对甲醛净化效率与时间没有线性关系。Oyabu等研究了绿萝-土壤盆栽系统对甲醛的净化效果,结果发现:在甲醛浓度为每立方米5毫克时,绿萝对甲醛的净化能力与甲醛分子量呈指数关系;且在此浓度下,植物在不同类型土壤的净化能力是相同的。Kondo等研究发现,植物净化甲醛的效果与光照强度、气体浓度和蒸腾速率呈正相关。

国内对观赏植物吸收甲醛的研究起步较晚。胡海红等对上海地区常见的7种耐阴绿色观叶植物银苞芋(Spathiphyllum floribundum)、大叶喜林芋(Philodendron erubescens)、鹅掌柴(Schefflera octophylla)、吊兰、蔓生椒草(Peperomia precomens)、复叶波士顿肾蕨(Nephrolepis exaltata‘Marsalii’)和心叶喜林芋(Philodendron scandens)进行了甲醛的熏气试验,发现这7种植物都能够在一定程度上降低甲醛的浓度,其中以蔓生椒草的效果最好,其次为心叶喜林芋;并且发现这7种植物分别受到不同程度的伤害,其中以复叶波士顿蕨最为明显。白雁斌等在装修1年的没有通风的实验室内,对吊兰进行吸收甲醛能力的测定发现,室内空气中的甲醛平均浓度在放入吊兰前为每立方米0.151毫克,3周后则降低至每立方米0.076 毫克。崔媛等研究表明,虎尾兰和吊兰可吸收室内80%以上的有害气体,在24小时有光照的条件下,可消除1立方米空气中90%的甲醛,适宜室内种植的降解甲醛的植物还有绿萝、秋海棠(Begonia grandis)和银苞芋。李庆君也对6种观赏植物吸收甲醛的能力进行测定比较,由高到低依次为海芋(Alocasia macrorrhiza) >绿萝>虎尾兰>绿宝石(Philodendron erubescens ‘Green Emerald’)>佛肚竹(Bambusa ventricosa) >肉桂(Cinnamomum cassia),且2年生的虎尾兰吸收甲醛的能力强于5年生的虎尾兰。中国室内装饰协会室内环境监测中心于2005年,首次发布常见室内植物净化室内环境的研究测试结果:常春藤、马拉巴栗(Pachira aquatica)、孔雀竹芋(Calathea makoyana)、绿萝、白鹤芋等10种植物,对苯、甲醛、氨气等室内污染物有明显的净化效果。

二、观赏植物对甲醛的净化机理

根据目前的研究表明,观赏植物对甲醛进行净化的机理,有吸附、吸收代谢和根际微生物降解3种。

(一)观赏植物对甲醛的吸附

植物对甲醛的吸附,包括植物的叶和茎对甲醛的吸附以及土壤对甲醛的吸附。植物叶片表面上的蜡质膜含有醇、醛、酮、酯等有机化合物,有利于对环境中的碳氢化合物进行吸附和聚集。叶片对甲醛的吸附效率与叶面和茎的形态、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。植物体表面对甲醛的吸附存在着饱和点,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。这在一定程度上解释了Wolverton等对吊兰、绿萝和合果芋3种植物,在初期6小时内去除的甲醛比随后18小时还多的试验现象。

(二)观赏植物对甲醛的吸收

甲醛通过植物叶片上的气孔或皮孔被吸收,或者通过叶片角质层渗透到植物内部,然后溶于水,进而扩散到叶片组织,经过植物代谢被同化为其它组织成分,或者分解释放出CO2。黄爱葵等研究认为,甲醛通过叶片被吸收与植物叶片的气孔数量和尺寸有关。Schmitz等以绿萝和垂叶榕(Ficus benjamina)为研究对象发现,甲醛去除力与植物叶片的气孔导度存在正相关。

甲醛在高等植物体内的代谢和转化主要有同化过程和分解过程2类。甲醛的同化过程主要有叶酸介导的反应途径、甲基化循环途径以及S-甲基甲硫氨酸循环途径3个途径,甲醛的分解过程主要是不依赖叶酸的反应途径。

Giese等利用放射性14C跟踪甲醛在吊兰中的代谢过程时发现,放射性14C活性主要出现在有机酸和糖中。Schmitz等在对绿萝和垂叶榕进行吸收14C标记的甲醛气体试验时发现,除了在植物叶中有14C的踪迹,还在植物茎和根中发现14C,由此推测14C标记的甲醛气体在进入植物体内经一系列反应后,通过卡尔文循环进入了植物代谢。Achkor等对源于拟南芥甲醛脱氢酶的基因进行遗传操作,过量表达此酶的拟南芥对外源甲醛的摄取效率提高了25%,表明植物对于甲醛的摄取和脱毒与甲醛脱氢酶的表达量相关。

(三)观赏植物根系微生物对甲醛的降解

除了上述2种方式之外,植物的根系微生物在降解甲醛方面也发挥着重要的作用。甲醛在较低浓度下即可杀死多数微生物,其液体和蒸汽常被用做灭菌药剂。但近年来有研究发现,某些微生物不仅对甲醛有耐受性,还可以将甲醛等含C1化合物作为碳源氧化分解,在降解化学污染物方面起着重要作用。

微生物对甲醛降解净化总体上可归纳为2种途径:甲醛异化途径和甲醛同化途径。甲醛的微生物异化作用主要通过线性辅因子氧化途径实现。甲醛与谷胱苷肽、真菌硫醇、四氢叶酸、四氢甲基蝶呤等辅因子形成加合物,再被甲醛脱氢酶及甲酸脱氢酶催化分解。Peter等在C1化合物环或含有1个C1的底物里,通过对微生物菌种诱导,发现了依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸或者谷胱甘肽的甲醛脱氢酶,从而证实在微生物代谢过程中能够产生甲醛脱氢酶。Kondo在抗甲醛真菌试验中,也证实了甲醛脱氢酶活性。微生物对甲醛的同化作用在甲基营养菌中共有3个途径: 核酮糖单磷酸途径、丝氨酸途径和核酮糖二磷酸途径。核酮糖单磷酸途径在低浓度甲醛时仍能发挥作用,能够高效捕捉游离甲醛,而且核酮糖单磷酸途径代谢的所有反应均是放能的,它同化甲醛的效率比丝氨酸途径或核酮糖二磷酸途径都高得多。

常春藤

猜你喜欢
绿萝吊兰脱氢酶
绿萝
我的植物朋友——绿萝
传说中的快速解酒方法有效吗?
我的植物朋友
——吊兰
人11β-羟基类固醇脱氢酶基因克隆与表达的实验研究
绿萝
牡丹吊兰及其栽培技术
我家的吊兰
乙醇脱氢酶的克隆表达及酶活优化
创伤性失血性休克大鼠血浆乳酸脱氢酶的动态测定及价值