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本文作者:許桂芳作者單位:長沙環境保護職業技術學院
甲醛(FA)是室內空氣的主要污染物之一,對室內環境和人體健康影響較大[1-4]。防治室內甲醛污染,目前主要采用低污染建材、保持良好的通風等,但由于室內污染物釋放速度緩慢、周期長等特點,使得室內空氣污染很難短時清除,效果欠佳[5-8],而盆栽綠色植物能以其自身的各種生理功能、生態特性改善室內環境,植物對甲醛具有一定的凈化效果[9-15]。然而這些研究主要集中在植物的枝葉對甲醛的攝取(吸附)能力,而缺乏對盆栽基質(盆土)吸收的研究,忽視了培養基質對甲醛的吸收。
WoodRA等[16-17]認為栽培基質中的微生物是清除空氣中有害氣體的快速反應器,認為植物的角色主要是維持根部微生物。篩選出既適合不同植物生長、凈化效果又好的栽培基質材料,形成植物-土壤(基質)復合生物系統,有利于提高凈化效率,所以研究植物盆栽基質對甲醛的吸收效果和實際凈化空氣的能力具有重要的意義。現使用不同比例的硅藻土、草炭、蛭石與珍珠巖混合成不同的盆栽基質配方,比較幾種盆栽基質在種植前、后對空氣中甲醛的凈化效果,以期為選擇適合凈化室內空氣中甲醛的栽培基質材料提供依據。
目前草炭在盆栽基質的應用中最為廣泛,草炭具有其它材料不可替代的質輕、持水、透氣和富含有機質等獨特的特性。硅藻土是一種生物成因的硅質沉積巖,由古代硅藻的遺骸組成,硅藻土作為植物無土栽培基質的用途已引起人們的重視,國外已經開始將硅藻土作為栽培基質種植花卉和蔬菜,并已取得很好的效果,硅藻土具有孔隙度大、吸收性強、化學性質穩定、細膩、松散、質輕、多孔、吸水滲透性強和pH近中性的特點,具備為植物生長提供一個較好的生長環境的能力,但國內尚應用極少。鋸木屑和樹皮具有輕松透氣、吸濕保水性強、緩沖性能好等優點。蛭石為云母類硅質礦物,容重很小,孔隙度大,蛭石的吸收水分能力很強。珍珠巖是一種封閉的輕質團聚體,容重小,孔隙度高。植物栽培基質則要求疏松、透氣與保水排水的性能,持肥保肥能力強,以供植物不斷吸收利用。而對甲醛的常用吸附材料通常要求是具有較大的空隙度,其多孔結構提供了大量的表面積的材料,從而使其非常容易達到吸收收集甲醛的效果。根據不同的要求,進行盆栽栽基質的篩選時,可以從一些新的或復合的材料中尋找。
1材料與方法
1.1試驗材料
植物:選擇生長良好基本一致吊蘭,購于長沙市紅星花卉市場,移植上盆后置于溫室中進行正常的養護管理30d,試驗前3d移入實驗室內,試驗前剪掉吊蘭地上部分。
盆栽基質:草炭產自東北吉林,容重0.24g/cm3,孔隙度75%,粒徑0~5mm,纖維粗糙;鋸木屑顆粒直徑0.5~1mm;松樹皮粒徑為0.5~1cm;蛭石(容重0.16g/cm3,總孔隙度87%,粒徑0~2mm);珍珠巖(容重0.12g/cm3,總孔隙度93%,粒徑2~4mm);硅藻土為吉林產工業純硅藻土,容重0.4g/cm3,總孔隙度81%,粒徑0~0.1mm)。
1.2試驗方法
試驗以4種有機物料(草炭、鋸木屑、樹皮、硅藻土)為基質主材料,配以珍珠巖和蛭石組成4個不同配比處理(表1),試驗用塑料盆(直徑15cm),各處理設3次重復。
運用熏氣法,在密閉系統內(自行設計的模擬艙,普通玻璃箱體大小為70cm×70cm×80cm)放入盆栽基質,采取微型注射器注入一定量的37%甲醛溶液,內部放一臺小型風扇攪動氣體,預試驗表明30min內揮發完全。頂面玻璃用雙面貼及凡士林封口。試驗中溫度保持在25℃,相對濕度為70%,光照強度3300lx。
試驗分為空白組(只放入花盆),4個盆栽基質組(花盆內裝入盆栽基質)。以充入甲醛后測定初始濃度,在熏蒸12h后測定箱內甲醛濃度的變化,3次重復。甲醛變化值扣除空白值可以看成是盆栽基質對甲醛的吸收效果。分別測定種植前盆栽基質的效果以及種植吊蘭30d后的盆栽基質的效果。
2結果與分析
2.1種植前4種盆栽基質對甲醛的凈化效果
由表2可知,試驗開始時,密閉箱內的甲醛初始質量濃度基本接近,在1.85~1.93mg/m3范圍內,隨著時間的延長,在12h時測定4種盆栽基質及空白對照對甲醛的凈化效果,各盆栽基質對甲醛均有一定程度的凈化效果,但不同盆栽基質處理對甲醛的效果不同,吸收效果存在一定差異,盆栽基質鋸木屑吸收甲醛量最少,僅吸收了0.42mg/m3(扣除空白對照,下同),盆栽基質硅藻土吸收甲醛量最多,吸收了0.68mg/m3。吸收甲醛能力排序為:硅藻土(0.68mg/m3)>草炭(0.55mg/m3)>樹皮(0.45mg/m3)>鋸木屑(0.42mg/m3)。4種盆栽基質凈吸收率與空白組相比均有極顯著性差異,不同盆栽基質處理吸收甲醛的效果顯著性差異明顯,其中,硅藻土、草炭、樹皮之間均有極顯著性差異,而樹皮與鋸木屑相比無顯著性差異(表2)。
2.2種植吊蘭30d后的4種盆栽基質對甲醛的凈化效果
由表3可知,試驗開始時,密閉箱內的甲醛初始質量濃度基本接近,在1.86~1.98mg/m3范圍內,在12h時測定4種盆栽基質及空白對照對甲醛的凈化效果,各盆栽基質對甲醛均有一定程度的凈化作用,吸收甲醛能力排序為:硅藻土(0.95mg/m3)>樹皮(0.81mg/m3)>草炭(0.80mg/m3)>鋸木屑(0.65mg/m3)。4種盆栽基質凈吸收率與空白組相比均有極顯著性差異,硅藻土、樹皮、鋸木屑之間均有極顯著性差異,而樹皮與草炭相比無顯著性差異。
與種植前的4種盆栽基質對甲醛的凈化能力相比,在種植吊蘭30d后的4種盆栽基質,對甲醛的凈化效果均有不同程度的提高,其中樹皮提高率最大達17.2%,硅藻土提高了13.7%,鋸木屑提高了12.4%,草炭提高了11.4%。這說明盆栽基質經過植物的生長作用,其性質發了一些變化,對甲醛的凈化能力有了不同程度的提高,這是由于通過培養基質吸附,和根-微生物復合微型生物系統吸收,共同產生作用的結果。
3結論與討論
試驗結果表明,種植前4種盆栽基質均可有效吸收甲醛,其吸收甲醛的能力從高到低依次為:硅藻土>草炭>樹皮>鋸木屑。4種種基質均可適用于室內凈化甲醛用途的盆栽植物使用。種植后的盆栽基質在植物根系的作用下,其對甲醛的凈化效果均有不同程度的提高,反映了植物的根系對各種基質產生作用的差異;根系對基質的作用,主要是依靠根部微生物的作用,說明了選擇恰當基質對形成盆栽植物系統的重要性。綜合種植前與種植后4種盆栽基質甲醛吸收效率,所測定的4種盆栽基質,均具有較強甲醛凈化能力,適合用于室內凈化甲醛空氣污染植物的生產,特別是硅藻土、樹皮、草炭等,值得推廣,含硅藻土配方基質是一種更優于常規基質的新配方基質。