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植物凈化室內(nèi)空氣的方式多種多樣,它既可以通過(guò)其徑、葉表面的氣孔吸收并同化空氣污染物,也可以通過(guò)根系、根際微生物的協(xié)同作用,清除空氣干濕沉降所形成的污染物,需要進(jìn)行深入研究。目前的研究結(jié)果主要集中于以下三種方式:
1、吸附與吸收。植物的枝干表面可以吸附吸收氣體分子、固體顆粒及溶液中的離子。如臭氧、二氧化硫等可以被吸附在植物葉面、枝干上的灰塵中,尤其是對(duì)污染物不敏感的植物均可吸附大量污染物。Omasa等提出了具有超吸收和代謝大氣污染物能力的天然或轉(zhuǎn)基因同化植物,這些植物可以將室內(nèi)空氣污染物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)源高效吸收、同化,促進(jìn)自身生長(zhǎng),減輕大氣污染。植物葉面的皮孔可以直接吸收并儲(chǔ)存有害氣體,尤其是當(dāng)濕度增大時(shí),植物對(duì)可溶性氣體的吸收量也大大增加。植物的葉對(duì)污染物的吸收分別通過(guò)氣孔或表皮角質(zhì)層進(jìn)行。對(duì)氣態(tài)無(wú)機(jī)污染物而言,氣孔滲透為主要路徑;對(duì)疏水性極高的有機(jī)污染物,更多的是通過(guò)角質(zhì)層滲透。植物葉片對(duì)污染物的吸收能力與葉齡和毛狀體的多少有關(guān),還與外源污染物的化學(xué)性質(zhì)和滲透條件有關(guān)。光照條件尤其是控制葉片氣孔的開(kāi)閉對(duì)植物吸收污染物有較大影響,濕潤(rùn)的植物表面可增加對(duì)水溶性污染物的吸收。此外,氣候條件也是影響植物吸收空氣污染物的因素。
2、代謝降解。代謝降解是指植物通過(guò)代謝過(guò)程來(lái)降解污染物或通過(guò)植物自身的物質(zhì)如酶類來(lái)分解植物體內(nèi)外來(lái)污染物的過(guò)程。植物含有一系列代謝異生素的專性同功酶及基因,以束縛保存代謝產(chǎn)物,直接降解有機(jī)污染物的酶有硝基還原酶、過(guò)氧化物酶、脫鹵酶、漆酶等。據(jù)Cay 等研究,在生長(zhǎng)季植物樹(shù)冠的吸收作用可使空氣中的H+ 、NO3- 和NH4+ 減少50 %~70% ,NH3 幾乎被全部吸收。Sandermann 認(rèn)為,植物含有代謝異生素的專性同功酶及相應(yīng)基因,以束縛保存代謝產(chǎn)物。如過(guò)氧化物酶、脫鹵酶、硝基還原酶等可直接降解空氣中的有機(jī)污染物。另?yè)?jù)Gordan 用同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)證明,植物中的酶可以降解三氯乙烯,最終形成二氧化碳和氯氣。
3、植物轉(zhuǎn)化和同化。植物轉(zhuǎn)化是植物保護(hù)自身不受污染物影響的生理反應(yīng)過(guò)程,可將污染物轉(zhuǎn)化為其他形態(tài)以降低對(duì)自身的毒性,如將空氣中氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)饣蛑参矬w內(nèi)的氮素,利用專性植物體內(nèi)的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶等吸收并轉(zhuǎn)化臭氧。植物不能將有機(jī)污染物徹底轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,而是經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)化后隔離在液泡中或與木質(zhì)素等不溶性細(xì)胞結(jié)構(gòu)相結(jié)合。促使植物將有毒有害的污染物轉(zhuǎn)化為低毒低害的物質(zhì)是空氣污染的植物凈化主要研究?jī)?nèi)容之一。
4、植物還能吸收有害物質(zhì)并同化到自身體內(nèi),如大氣有害物質(zhì)中的硫、碳、氮等都是植物生命活動(dòng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素,植物通過(guò)氣孔將二氧化碳、二氧化硫等吸入體內(nèi),參與代謝,最終以有機(jī)物的形式儲(chǔ)存在氨基酸和蛋白質(zhì)中。在空氣中多環(huán)芳烴類污染物以固體和液體汽溶膠形式存在,它們都可被高等植物同化。不同植物之間同化空氣中毒性物質(zhì)的能力差異顯著。
對(duì)植物的應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn),能凈化空氣中污染物的植物很多。常青的觀葉植物以及綠色開(kāi)花植物中,很多都有消除建筑物內(nèi)有毒化學(xué)物質(zhì)的作用。植物不光是靠葉子吸取物質(zhì),植物的根以及土壤里的細(xì)菌在清除有害物方面都功不可沒(méi)。植物對(duì)污染物的凈化具有選擇性,不同的植物對(duì)同一污染物的凈化能力不同,有一些凈化效果較好的植物可供選擇。
