常春藤净化居室空气环境能力及相关机理研究Word格式文档下载.docx
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随着对建筑装修污染的认识,人们除了利用物理化学的手段降低装修污染外,结合居室的绿化美化,也开始关注植物对室内外环境污染的修复改善作用。
美国研究发现室内摆放植物有抑菌作用,说明绿色植物花卉有助于净化空气,使居室保持良好的环境。
目前,利用观赏植物吸收室内装修污染气体已成为当今世界范围内研究的热点之一。
绝大多数的绿色植物对室内空气中的挥发性有机污染物均有净化作用,只不过不同植物吸收污染物的种类和吸收的量各不相同。
有研究表明,如在室内每10m2放置一盆净化植物,就能吸附二氧化碳、一氧化碳、甲醛、苯等有害气体,有利于身体健康。
有些植物如仙人掌、仙人球等在夜间会吸收二氧化碳,同时还有制造氧气、杀菌的效果。
美国航天局(NASA)于20世纪80年代初开展了相关植物吸收净化室内空气的系统研究,测试了几十种不同绿色植物对几十种化学物质的吸收能力。
研究结果表明,在24h照明的条件下,芦荟去除了1m3空气中90%的甲醛,常青藤去除了90%的苯,龙舌兰可吸收70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯。
他们比较了3种观赏植物清除甲醛的能力,显示中斑吊兰在6h内每cm2的叶片吸收2.27μg的甲醛,其次是合果芋(0.50μg·
cm-2),绿萝较差(0.46μg·
cm-2);
通过试验筛选出对甲醛、苯、二氧化碳吸收净化效果好的10种植物,包括:
夏威夷椰子、万年青、白鹤芋、洋常春藤、非洲菊、菊花(菊科)、富贵竹、千年木、镶边香龙血树、金边虎尾兰、银边朱蕉。
20世纪90年代到现在,国外许多学者先后开展了有关植物清除室内污染气体的研究。
我国相关研究起步较晚,且试验多集中在植物清除单一的甲醛污染物能力方面。
胡海红等(1996)发现鹅掌柴等7种常见的观叶植物可以降低受污染室内甲醛、CO2、CO、SO2的浓度。
周秉明(1995)、梁典(1996)、谢田(1997,1998)等用不同方法、从不同角度研究室内观叶植物与室内环境的关系,探讨了小棕榈吸收Pb、鸭跖草吸收SO2、常春藤吸收CO的情况。
白雁斌等(2003)在装修1年后没有通风的居室内悬挂吊兰观察吸收甲醛情况,发现甲醛浓度在2周后有显著变化。
黄爱葵等(2005)对4种植物净化苯及甲醛能力进行了研究,结果表明爱玉合果芋>
黄金葛>
金边虎尾兰>
吊兰;
高浓度的苯对爱玉合果芋伤害最小,对吊兰的伤害较重,表明吊兰吸收甲醛的能力虽较强但受害严重。
李庆君等(2006)对7种观赏植物吸收甲醛能力测定结果为海芋>
绿萝>
虎皮兰>
绿宝石>
佛肚竹>
肉桂,且2年生的虎尾兰吸收甲醛的能力强于5年生的虎尾兰。
北京林业大学周晓晶等研究发选十三种植物24h(全天植物吸纳甲醛量)单位叶面积植物吸收甲醛量依次为:
合果芋(3.32mg/m2)>
花叶万年青(3.11mg/m2)>
香兰(Pandanusveitchii,2.44mg/m2)>
虎尾兰(1.93mg/m2)>
银后万年青(1.88mg/m2)>
袖珍椰子(1.86mg/m2)>
黄金葛绿萝(1.46mg/m2)>
白鹤芋(1.44mg/m2)>
吊兰(1.26mg/m2)>
太阳神(1.14mg/m2)>
香龙血树(0.72mg/m2)>
鹅掌柴(0.57mg/m2)>
芦荟(0.19mg/m2)。
关于植物对室内气体污染物的去除机制的研究报道较少。
威廉做了大量的试验,证实绿色植物吸入化学物质的能力大部分来自于盆栽土壤中的微生物。
同时盆栽植物土壤中的水分对于甲醛类的有害物质具有良好吸收作用。
黄爱葵等研究了几种盆栽植物对苯的吸收情况,认为爱玉合果芋对苯的吸收率和吸收速率均较高,与其气孔密度有直接联系,其气孔密度高达158个·
mm-2,而同是天南星科的黄金葛气孔密度低(63个·
mm-2),吸收速率仅为爱玉合果芋的一半左右。
另有报道植物吸收有害气体与气孔导度相关。
从目前的研究结果似乎可看出,观赏植物对甲醛的吸收与根部和栽培基质关系更密切,而对苯的吸收与叶片结构和功能有关。
总之对于净化空气机制方面的研究目前还很不成熟。
针对目前人们亚健康状况明显增加的现状,2004年6月,在荷兰召开了植物与人类健康的国际大会,主题是植物对室内环境的改善作用以及对人类身心健康的影响,其主要内容包括室内植物吸收甲醛等有害气体、减少生活压力、改善人们身心健康、提高学习和工作效率等一些方面。
大量研究证明,植物能够吸收周围环境中的甲醛、苯、氯仿等有害化学物质,并将其降解,但不同的植物吸收降解有害物质的种类和能力不同。
植物的绿色会带给人们安宁的情绪,可以使工作人员注意力集中、减轻视觉疲劳、工作效率增加、缓解病人的病痛、促进儿童的智力发展。
目前,净化空气型的观赏植物的选择已经成为园林绿化和居室绿化建设的重要发展方向,环保型植物在净化室内空气污染方面有着广阔的应用前景。
科学地对待这一问题,对促进园林苗木、花卉产业的发展和园林植物的科学应用将具有重要的推动作用。
绿色植物兼具美化和控制室内空气污染的双重功能,对于改善目前城市中人们的生活环境质量有着不可替代的作用。
但目前在绿色植物应用于室内空气净化方面仍然存在一些问题,主要包括以下几个方面:
一是对植物净化室内空气能力的研究还不够系统全面。
不同独立研究小组选择不同的研究对象,常常获得不一致的研究结果,植物净化能力的排序没有可比性;
对不同环境条件下植物净化能力缺少研究;
二是缺少植物净化室内空气机制方面的深入研究,不清楚植物通过什么途径降低居室环境中污染气体浓度,不同的物种对不同的污染物有吸收作用,应该有不同的消化、吸收、处理机制;
三是如何克服植物吸收室内空气污染物后的衰退和吸收能力下降问题;
四是怎样把植物的观赏性与其净化室内空气的功能性结合起来考虑的问题。
随着人们对植物净化室内空气污染的研究的系统和深入,观赏植物在净化居室和办公环境中将起到越来越大的作用。
(二)项目的提出和意义
常春藤类是五加科常春藤属的一类常绿藤本植物,枝蔓细弱而柔软,姿态优美,典型的阴性植物,是最理想的室内外垂直绿化植物,也能生长在全光照的环境中。
常春藤类生长迅速强健,种类繁多,叶形、叶色多样,可以在光照不足的居室环境中形成色彩较为丰富的室内景观,在园林中,尤其是在室内绿化中应用极为广泛。
近年来,洋常春藤(Hederahelix)被证明是一种优良的居室空气净化植物,具有很强的吸收苯、甲苯(Mung,H.Y.,etal.,2006)及甲醛的能力,受到人们的极大欢迎,并成为花卉产业中重要室内观叶植物。
与前文中提及其它观赏植物一样,在常春藤的净化空气能力研究方面存在研究不系统深入、吸收有害气体的生理机制不清楚、缺乏对常春藤属不同种类和不同品种吸收有害气体能力的量化比较,而且缺乏对混合有害气体净化的研究。
这种现状在很大程度上影响了人们对常春藤空气净化能力的信任,影响了常春藤在园林中的应用。
在此背景下,本项目拟以常春藤属所有种类及市场上常用品种为研究对象,对常春藤净化居室空气环境的能力进行系统而深入的研究,测定、评价、筛选出空气净化综合能力强的种或品种,并揭示常春藤净化不同有毒气体的生理机制,为常春藤盆花的生产和应用提供科学依据。
二、项目研究目标与内容
(一)研究目标
系统地定量测定常春藤各种和品种对甲醛、苯、甲苯、氨等居室有害气体的吸收能力及对居室有害气体的耐受能力,筛选净化居室污染物能力强且生长表现良好的常春藤品种,为常春藤净化居室空气环境提供科学依据,为健康居室环境的绿化美化提供一批名副其实的植物材料;
在科学研究的基础上提出常春藤居室净化空气高效配置模式;
揭示常春藤吸收和忍耐居室有害气体的生理机制。
(二)研究内容
1.常春藤吸收居室有害气体能力的研究
(1)定量研究常春藤属不同种类和不同品种吸收甲醛、苯、甲苯等居室有害气体(单一有害气体、各种混合有害气体)的能力,筛选吸收有害气体能力强,同时对有害气体抗性强的种类和品种,为居室绿化提供优良的空气净化观赏植物。
(2)常春藤吸收居室有害气体的日变化规律。
(3)环境条件(温度、光照、湿度等)对常春藤吸收居室有害气体过程的影响。
(4)不同浓度不同种类、不同处理时间有害气体对常春藤生长发育和观赏价值表现的影响,确定常春藤各品种对各种居室有害气体的最大耐受浓度和最长耐受时间。
2.常春藤吸收和抵抗居室有害气体的生理机制
(1)居室有害气体对常春藤生长发育过程的影响。
(2)不同种和品种(斑叶、绿叶)吸收和耐受居室有害气体能力。
(3)居室有害气体对常春藤光合、呼吸过程的影响。
(4)居室有害气体对常春藤显微、超微结构和细胞结构的影响。
(5)常春藤对居室有害气体吸收、积累、转化和运输机理。
(6)长时间生长在典型居室有害气体环境中常春藤生长发育、有害气体积累等指标测定和研究。
3.常春藤居室净化空气高效配置模式研究
1)常春藤盆花类型(垂吊、直立)、规格(大、中、小)、生长发育阶段对居室有害气体吸收能力的测算,确定居室布置常春藤盆花的数量和方式。
2)常春藤吸收有害气体和释氧固碳能力的综合研究,确定在相对密闭环境中,植物既具有高效的吸收有害气体的能力,又不回过度消耗氧气,释放CO2。
3)常春藤与其它常用室内观叶植物主要配置模式的综合保健(生态)效益研究,选择确定适宜的植物配置模式。
三、技术路线
广泛收集常春藤属植物(种和品种),利用控制环境(人工熏气生长室)研究测定常春藤各种和品种对单一有害气体或混合有害气体的净化(吸收)能力、日变化,研究不同环境因子对常春藤净化能力的影响;
进而研究常春藤长时间在典型新装修居室环境条件下的生长表现和净化能力,通过两方面筛选综合净化空气能力高的种或品种,筛选合适的植物配置模式,并进行工程示范;
利用控制环境研究常春藤在有毒气体环境条件下生长发育、生理生化过程及对有毒气体的吸收、积累、运输、处理等过程,揭示常春藤净化空气的生理机制。
技术路线见下图。
四、预期成果
1.获得常春藤属各种及重要品种的对主要居室有害气体(单一气体和混合气体)的定量的净化能力,为居室绿化科学地选择综合净化能力高的常春藤品种;
2.提出不同规格居室环境下的常春藤配置方式(包括盆花的规格、类型、数量、品种及其它植物种类)
3.提供揭示常春藤净化空气生理机制的研究报告,正式发表研究论文2篇以上。
4.生产综合净化空气能力高的常春藤优良品种50万株
五、现有工作基础与优势
1.申请单位:
山东红梅园艺有限公司(请补充)
2.合作单位:
北京林业大学,是我国园林行业影响力最大的教学与研究机构之一。
有全国唯一的观赏植物与观赏园艺国家重点学科,拥有较强的园林科研队伍,是国家花卉工程技术研究中心的挂靠单位,拥有教育部重点开放实验室“林木、花卉遗传育种教育部重点实验室”。
目前,
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