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抽丝剥茧分析,植物真能改善室内空气质量(IAQ)吗?

生物课上你可能了解到植物利用光合作用将二氧化碳(CO2)转化为氧气,使我们呼吸的空气更安全。

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生物课上你可能了解到植物利用光合作用将二氧化碳(CO2)转化为氧气,使我们呼吸的空气更安全。

但是植物真的可以通过净化空气中的污染物来改善室内空气质量(IAQ)吗?

许多文章都喜欢推荐用植物来清洁室内空气。 如果光合作用能将有害气体转化为我们呼吸的最重要的分子之一,植物吸收污染物并将其转化为洁净的室内空气的想法似乎并不复杂难懂,对吧?

但是,答案远比你想象的更复杂。

所以请直接告诉我- 植物真的能清洁室内空气吗?

答案很简单? 不能。

植物不能净化室内空气。 至少,没有大多数空气净化器的功能,利用过滤介质(如HEPA或HyperHEPA过滤器)从空气中去除颗粒物(PM)。

植物不能净化室内空气。 至少,没有大多数空气净化器的功能。

研究表明,植物有一定的降低室内空气中某些有害气体和化学物质浓度的能力(累计净化能力高于瞬间能力)。 但依靠植物来清洁室内空气污染最重要的组成部分之一的颗粒物,可能无法实现。

在特定的时间段内,您家庭,办公室或其他室内环境的大量换新空气,通过室外空气循环提供。即使您紧闭所有门窗,室外的循环空气量也远远高于一棵植物或上百棵植物。每天有数千立方英尺的空气流经家中,植物只能从中清除微量的颗粒物。

2015年,一项关于吊兰植物的研究(百合科吊兰属植物)很生动地说明了这一点。研究人员将吊兰放置在颗粒物浓度不同的室内环境中,包括牙科诊所,香水制作室,典型的郊区住宅,公寓和办公室等。

两个月后,研究人员发现不同环境中的吊兰蜡质叶在每平方厘米叶面积(μg/ cm2)累积的颗粒物重量为13.62至19.79微克。1

这个重量几乎可以忽略不计 - 一微克是一克的百万分之一,人类每天呼吸的空气大约为120,000,000克(运动时呼吸的空气是其四倍)。2

因此,一株被认为是清洁室内空气的更好植物之一的吊兰可以去除的空气中的颗粒物微乎其微,估计需要几千株才能清洁一小部分室内空气中含有的颗粒物。

一株吊兰仅仅可以去除空气中微乎其微的颗粒物。如果您想净化室内空气,可能需要几千株才能实现。

植物和气体的关系,报告中还说了什么?

研究表明植物对于室内空气质量更重要的意义在于,植物对室内挥发性有机化合物(VOC)积聚产生了影响。

节能建筑的出现使越来越多的建筑物变得密不透风,暖通空调系统可以更加快速的提升或冷却室内温度,这意味着它们使用的能量比传统系统更少。

这可有效降低您的用电量和电费。然而,能源有效使用的弊端体现在与室外空气的新鲜空气交换量减少很多。因此,室内容易弥漫着许多气体和化合物,如挥发性有机化合物,甚至臭氧。这些气体主要来自于室外,因为通风不畅,他们一旦进入室内就会在节能型建筑中累积到很高的浓度。

因此,研究人员研究了许多植物,看它们能否解决这个问题。如果植物可以通过光合作用将二氧化碳转化为氧气,那么在没有通风的情况下,它们是不是能从室内空气中去除其他气体?

是,也不是。

植物的确可以吸收空气中的有害气体,并将其代谢为氧气和其他毒性较小的化合物。他们的代谢气体的能力众所周知,这个过程已被应用到大规模的污染清理项目,称为植物治污。在清理过程中,植物组织从空气,土壤和水中吸收气体和化学物质,并将它们转化成毒性较低的物质,或将气体和化学物质从一种介质转移到另一种介质,例如从水中转化到空气中。3

但是与人们认知不同的是,植物治污不是解决空气污染的解毒剂。植物可以将气体转化成其他危害较小的物质,但是它们的数量有限,几乎不能作为室内有害气体的去除工具。

植物可以将气体转化为危害较小的物质,但是它们的数量有限,几乎不能作为室内有害气体的去除工具。

一项2017年进行的研究测试了五种植物降低室内臭氧浓度的有效性,包括一些热门植物,如绿萝和橡皮树等。4

研究人员发现,叶面面积与室内的体积比率区间为0.06 m至1,因此植物的臭氧去除效率范围值为0.9%至9%。综合体积比例和固定房间内的空气体积,研究人员建议,每1.8平方米(不到6平方英尺)需要放置一株绿植去除臭氧。在某些情况下,去除量不足一个房间内臭氧含量的1%。

我们可以设想一下:为了减少500平方英尺房间内一小部分的臭氧,你需要至少80株植物,还不如直接住在丛林里!

为了减少500平方英尺房间内一小部分的臭氧,你需要至少80株植物,还不如直接住在丛林里!

那么在净化空气方面,植物到底有什么用呢?

植物真的不是神奇的室内空气净化器,而这些关于利用植物清洁室内空气的夸张宣传何以产生?

美国国家航空航天局(NASA)在1989年开始了对这一课题的系统研究。

报告显示NASA详细研究了12种被认为能够从封闭空间中去除有害气体浓度的植物物种。研究原因是NASA担心空间站缺乏新鲜空气交换会使有害气体达到危险水平,有人提出了可以尝试利用植物的修复特性解决这个问题。5

初步研究结果表明,在充满大量化学物质的密封环境中,植物可在24小时内去除大约10%到90%的化学物质。但是这项研究需基于几项重要的限制因素:

  1. 放置植物的密封室与室外不通风。
  2. 每株植物都栽培在含有活性炭的土壤中。众所周知,活性炭具有吸附烟雾,化学物质,细菌和病毒的功能(事实上, IQAir净化器中很多机型使用含有活性炭滤芯,例如GC™MultiGas,用于过滤化学物质)。花盆中装有水和一只小型“鼠笼式”风扇吸入空气,并通过活性碳土壤进养料。因此,植物甚至无需过滤环境中的空气本身 ,取而代之它们过滤着已经过滤过的空气。
  3. 该研究仅测试三种挥发性有机化合物(VOC):苯,三氯乙烯和甲醛。

2017年,基于NASA的研究结果,针对三种榕属植物的新研究开始了:6

  • 橡胶树,用于制造乳胶
  • 棕竹,一种棕榈树
  • 菜豆树/幸福树,一种常见的室内植物

与NASA的研究不同,这项研究的实验地点选取了建筑工地而不是实验室。同时,研究人员详细测量了建筑物房间内摆放绿植之前,期间和之后屋内挥发性有机化合物的浓度。研究人员还记录了同一建筑内没有摆放绿植房间中的气体浓度,以确保气体中挥发性物质的减少确实与植物有关。

研究人员发现,一周时间内三种植物去除的每种挥发性有机化合物比例如下:

  • 苯:9%
  • 甲醛:50%
  • 乙苯:75%
  • 二甲苯:72%
  • 苯乙烯:75%
  • 乙醛:36%
  • 含丙酮的丙烯醛:35%
  • 甲苯:85%
在普通建筑中,VOC的积聚速度很快,即使使用大量室内植物也无法净化空气。

研究人员解释说这些百分比说明了不同类型植物净化空气中挥发性有机化合物的功效,但该研究并未考虑人类居住原因,家用设备产生的有害气体以及其他有可能增加挥发性有机物浓度的因素对空气质量的影响。在普通建筑中,VOC的积聚速度很快,即使使用大量室内植物也无法净化空气。

我该如何应对室内空气质量呢?

研究仅表明植物无法有效去除室内空气中的有害气体,科学实验却明确说明植物是无法去除室内高浓度漂浮的颗粒物的,尤其是通风不良的新入住家庭。

有害的室内颗粒物如PM10,包含较大的颗粒,如粗尘,霉菌孢子和花粉。而如果您的房屋或办公室临近繁忙的街道或高速公路,即使建筑物密封性良好,PM2.5颗粒如车辆废气中的细菌,病毒和超细颗粒等也无孔不入。

希望以下方法可以帮助您提高对室内空气污染的认识,保护自己和家人:

  • 了解你的室内空气质量(IAQ)。保持室内空气清洁的第一步是使用空气质量监测仪,随时了解室内空气质量。 IQAir AirVisual Pro的尖端技术可以实时检测六种主要污染物,包括二氧化碳(CO2)和主要颗粒物(PM)。 AirVisual Pro还可以显示72小时的历史数据及预测数据,帮助您准确了解室内空气质量变化趋势和变化原因,是否由室内因素或是环境因素引起。
  • 使用具有HyperHEPA技术的空气净化器。与普通HEPA空气净化器相比,IQAir HealthProPlus®功能更为强大,能够有效去除高达99.5%的颗粒物,包括0.003微米的超细颗粒物,如车辆尾气中最小污染物颗粒病毒和超细颗粒等。 Atem®个人空气净化器可以将纯净空气直接输送到您的个人呼吸区域。
  • 使用先进的气相过滤系统。
    • HealthPro Plus采用独有专利V-5滤芯,使用重达5磅的活性炭,具有有害气体和异味过滤功能,可以有效去除VOC和其他有害化学物质。
    • GC MultiGas有害气体和异味过滤功能更加强大,配备四个含有12磅活性炭和浸渍氧化铝的滤芯套组。如果您担心室内气体和化学物质产生的影响,那么配备了强大的HyperHEPA颗粒过滤功能,以及三倍于HealthPro Plus活性炭过滤系统的GC MultiGas是您最佳的选择。
  • 减少使用化学物质,净化室内空气。室内绿植可以清洁由废气和其他自然过程产生的化学物质,减少使用化学物质也可有效缓改善室内空气质量。

植物净化室内空气质量的效果甚微,然而改变室内行为习惯却大大提升室内空气质量。随着新型节能住宅和密封良好型建筑物的普及,室内新鲜空气流通量减少,改变室内生活方式对于洁净空气影响将越来越重要。

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FOOTNOTES

[1] Gawronska H, et al. (2015). Phytoremediation of particulate matter from indoor air by Chlorophytum comosum L. plants.
DOI: 10.1007/s11869-014-0285-4 

[2] Koenig, JQ. (2000). Health effects of ambient air pollution: How safe is the air we breathe? New York City, NY: Springer.

[3] Yang H, et al. (2011). Phytoremediation on air pollution.
DOI: 10.5772/19942.

[4] Abbass OA, et al. (2017). Effectiveness of indoor plants for passive removal of indoor ozone.
DOI: 10.1016/j.buildenv.2017.04.007

[5] Wolverton BC et al. (1989). Interior landscape plants for indoor air pollution abatement.
https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19930073077  

[6] Hong S, et al. (2017). Study of the removal difference in indoor particulate matter and volatile organic compounds through the application of plants.
DOI: 10.5620/eht.e2017006

 

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