3 影響綠色植物空氣凈化效果的因素

3.1 植物種類

植物凈化空氣的能力各異，學者們一直致力于植物品種的篩選，但由于植物凈化空氣的機理非常復雜，植物的生長狀況與生理影響較大，不同實驗方法、實驗條件亦會導致實驗結(jié)果的差異。、對凈化室內(nèi)空氣的植物種類及研究已做了列表歸納，發(fā)現(xiàn)在所試植物中，五加科(Araliaceae)，如常春藤、鵝掌柴，去除甲醛、苯、甲苯、辛烷、三氯乙烯等效果最好，菊科(Asteraceae)、唇形科(Lamiaceae)和秋海棠(Begoniaceae)去除甲醛效果也不錯。

3.2 空氣污染物分子大小

一些學者提議，擴散是室內(nèi)空氣污染物植物修復的限速步驟。證實每一種苯系物氣體（苯、甲苯、乙苯和二甲苯）的遷移與擴散系數(shù)密切相關(guān)。相關(guān)報告還指出，擴散系數(shù)與化合物的物理和化學性質(zhì)直接相關(guān)，如分子量或分子的體積。分子量最小的苯，被金錢樹吸收的速率比甲苯、乙苯和二甲苯更快。金錢樹在污染的空氣中放置7天，單位葉面積吸收苯的量約(0.68±0.02) mmol/m2，而甲苯、乙苯和二甲苯的量約為(0.55±0.04)、(0.46±0.01)、(0.28±0.01) mmol/m2[16]。因此，金錢樹具有去除所有苯系物的潛力，并且每一種苯系物的物理化學性質(zhì)都可能影響其吸收。然而，植物吸收室內(nèi)揮發(fā)性有機復合物(VOCs)可能取決于許多因素。例如有報道表明長壽花會選擇性吸收苯和甲苯混合物中的苯，而不吸收甲苯，可見植物對空氣污染物的吸收具表觀選擇性。

3.3 氣孔與角質(zhì)層

一般認為植物的氣孔與角質(zhì)層可能是室內(nèi)空氣污染物清除的主要途徑。Treesubsuntorn 和Thiravetyan 發(fā) 現(xiàn) 54% 的 苯 被 富 貴 竹 (Dracaenasanderiana)氣孔吸收 ，而 46%被角質(zhì)層蠟質(zhì)吸收。Sriprapat 和 Thiravetyan實驗證實空氣中 80%的苯、76%的甲苯、75%的乙苯和 73%的二甲苯是通過氣孔通路除去，剩余的 20%、23%、25%和 26%是通過角質(zhì)層除去的。因而植物氣孔的類型、角質(zhì)層的物化特性
可能會影響空氣污染物的吸收效率。當植物受到空氣污染物影響時，氣孔密度、氣孔長徑、氣孔開放程度等會發(fā)生改變。這可能是植物適應(yīng)自然環(huán)境的結(jié)果。而短期實驗時，植物清除空氣污染物的能力與氣孔密度并不相關(guān)，與角質(zhì)層的厚度也沒有顯著相關(guān)，但與角質(zhì)、蠟質(zhì)的成分有關(guān)。

在所試的12種植物中，甲苯和乙苯吸收最強的虎尾蘭和大葉虎尾蘭，富含棕櫚酸，不含α-亞麻酸；而甲苯吸收相對弱的富貴竹、變?nèi)~木(Codiaeum variegatum)和蘆薈等角質(zhì)層則富含α-亞麻酸。角質(zhì)層的組成成分可能影響了植物的辛醇/水分配系數(shù)(Kow)，當Kow<10時，親水性強；Kow>10時疏水性強。甲醛氣體的log Kow=0.35，其滲透作用可能較弱。甲苯的log Kow=2.69，乙苯的log Kow=3.15，這說明乙苯可能比甲苯更容易被植物角質(zhì)層的蠟質(zhì)吸附。角質(zhì)層的組成成分與空氣污染物的理化特性值得深入研究，這將有助于進一步揭示植物的吸附機理。

3.4 植物葉面積

研究結(jié)果表明，在二甲苯初始濃度為84.8 mg/m（3 32℃，101.325 KPa大氣壓）時，當金錢樹的葉面積從0.013 m2增加到0.026、0.039 m2時，2個密閉容器中的二甲苯水平分別于72 h和24 h減少到0 mg/m3。可見，為了加速室內(nèi)空氣污染物的清除效率，可適當增加植物葉面積。然而 ，當二甲苯的初始濃度降為21.2 mg/m3時，24 h后，葉面積為0.026、0.039 m2的金錢樹對二甲苯的去除效率是一樣的。據(jù)此可計算出改善室內(nèi)空氣環(huán)境需要的葉面積與植物數(shù)量。

3.5 光照條件與光合作用類型

光照強度會對植株凈化甲醛的能力產(chǎn)生一定影響。研究了24 h內(nèi)（8 h光照，16 h黑暗）黃金葛和垂葉榕對室內(nèi)甲醛的凈化，發(fā)現(xiàn)白天甲醛凈化速率為0.24~1.88 mg/h，夜間凈化速率為0.06~1.29 mg/h?？梢姽庹沼欣谥参飳兹┑膬艋＿@可能是由于白天植物進行光合作用，代謝能力增強，從而提高了植物
對甲醛的凈化能力。研究結(jié)果表明，在光照度4000~12000 lx范圍內(nèi)，光照強度對吊蘭盆栽體系白天甲醛凈化速率無顯著影響，而盆栽夾竹桃隨光照強度的增加對白天甲醛的凈化能力顯著增加。Sriprapat 和 Thiravetyan在光與暗的情況下，通過充分澆水和水分脅迫2種條件，比較金錢樹對苯系物的去除速率，結(jié)果表明光照24 h條件下，充分澆灌植株的苯系物吸收率顯著高于黑暗條件下的植株。此外，顯微分析表明，在光照條件下氣孔打開，在黑暗條件下氣孔關(guān)閉，從而影響了苯系物去除率。

研究了15種植物及其組合對二甲苯的清除效率。他們將所試植物中清除二甲苯能力最強的植物光合作用類型進行了分類，發(fā)現(xiàn)金錢樹為兼性CAM 植物，大葉虎尾蘭為 CAM 植物，細斑粗肋草(Aglaonema commutatum)為 C3植物。實驗結(jié)果表明，金錢樹+大葉虎尾蘭+細斑粗肋草植物組合無論在光照條件下還是黑暗條件下，二甲苯的清除效率相比金錢樹或大葉虎尾蘭單種植物組合要高得多。這可能是因為 C3植物氣孔白天開放而 CAM 植物氣孔夜間開放。因此，在不同條件下，最好選擇多種植物組合，以最大限度地清除室內(nèi)空氣污染物。

4 室內(nèi)空氣污染物對綠色植物生長與生理生化的影響

4.1 室內(nèi)空氣污染物對植物生長的影響

對香石竹(Dianthus caryophyllus)、瑞典常青藤(Pelctranthus oertendahlii)和孔雀竹(Calatheamakoyana)等16種常見室內(nèi)觀賞植物對甲醛的凈化效率進行研究，發(fā)現(xiàn)在甲醛濃度3.31~4.03 mg/m3的范圍內(nèi)，香石竹凈化甲醛的效率為1.504 mg/(h?m2)，居16種植物之首，瑞典常青藤的清除效率為1.034 mg/(h?m2)，位居第二，而孔雀竹芋的清除效率為0.2158 mg/(h?m2)， 居16種植物之末，僅為香石竹的14.3%。但從甲醛污染后的植物表型看，香石竹葉片上出現(xiàn)褐色斑塊、葉片變色、萎蔫等現(xiàn)象；而瑞典常青藤與孔雀竹芋經(jīng)熏氣后表型正常，無明顯受害跡象。說明植物對甲醛的凈化能力與自身對甲醛的抵抗能力無明顯正相關(guān)關(guān)系。都在各自的研究中證實了上述結(jié)論，凈化甲醛能力高并不代表對甲醛的抵抗能力好，反之，凈化甲醛能力不高也不代表對甲醛的抵抗能力弱。此外，污染物的濃度對植物生長有顯著影響。當二甲苯濃度為84.8 mg/m3時，金錢樹生長并未受顯著影響；若二甲苯濃度繼續(xù)升高，金錢樹就會表現(xiàn)出一些損害癥狀，包括葉片變黃、枯萎、凋落等。金錢樹的二甲苯半致死濃度LC5014.7×103 mg/m3。因此，在室內(nèi)空氣凈化過程中，空氣污染物對植物本身的影響也不容忽視。

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