CN102580518A

CN102580518A - 应用极低频高压电脉冲促进植物净化甲醛的方法

Info

Publication number: CN102580518A
Application number: CN2012100052098A
Authority: CN
Inventors: 刘锴; 习岗; 徐永奎; 刘青; 赵汝双; 徐鸣
Original assignee: Xian University of Technology
Current assignee: Xian University of Technology
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明公开的应用极低频高压电脉冲促进植物净化甲醛的方法，所用电压为6kV～20kV、脉冲频率为0～50Hz、脉宽为μs～ms量级的负高压电脉冲，可明显提高盆栽植物净化空气中甲醛的速度。本发明提出的应用极低频负高压电脉冲促进盆栽植物净化甲醛的方法经过了实验证明，效果显著，该方法简单、快速、有效，不会对环境造成二次污染。

Description

应用极低频高压电脉冲促进植物净化甲醛的方法

技术领域

本发明属于甲醛处理技术领域，涉及一种促进植物净化甲醛的方法，具体涉及一种应用极低频高压电脉冲促进植物净化甲醛的方法。

背景技术

在经济发达、科学和医疗先进的今天，室内污染的空气已成为危害人类健康的罪魁祸首之一。因此，空气污染治理，特别是室内空气污染治理和修复，已成为全球经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题之一。

在室内空气污染中，甲醛是最主要的污染气体，这是因为建筑装饰材料释放大量的甲醛。世界卫生组织(WHO)已经确定甲醛为致癌和致畸形物质，国际癌症研究机构(IARC)于2004年6月将甲醛上升为第1类致癌物质，指出甲醛不但导致鼻腔癌和鼻窦癌，并可能引起白血病，是公认的变态反应源，也是潜在的强制突变物质之一。因此，在室内空气污染的修复和治理中，甲醛被列入首位。

甲醛治理技术方面目前主要有物理吸附技术、膜分离净化、光催化净化技术、臭氧化技术、高压电离技术、低温等离子体技术和生物酶催化技术等，这些技术存在成本高、能耗大、装置复杂和存在毒副作用等缺点。更重要的是，这些方法都是通过消耗空气中的氧气和水分为代价的，并不能提供原生态的清洁空气。

植物能够吸收CO₂放出O₂，同时通过叶片气孔蒸腾散发H₂O。因此，能够提供原生态的洁净空气的最佳来源是植物。在甲醛治理上，芦荟、吊兰等观赏植物能够清除甲醛在民间已耳熟能详。详细的研究表明，常青的观叶植物以及绿色开花植物可以有效去除室内甲醛，并且植物通过茎叶吸收、植物代谢与转化以及根际微生物的降解作用等对空气中甲醛具有净化作用。因此，利用植物叶片对空气污染物的吸收与同化作用来治理近地表大气空气污染的植物修复(Phytoremediation)技术成为国际上空气污染研究的前沿性课题，甚至提出了利用转基因技术提高植物修复能力的思路。

但是，由于在城市和室内可种植的植物数量十分有限，单纯利用植物对空气污染修复速度太慢，而转基因技术所带来的负面影响尚未可知，这些问题制约了单独依靠对污染物的吸收与同化来净化空气的植物修复技术的发展与应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用极低频高压电脉冲促进植物净化甲醛的方法，解决现有甲醛处理方法成本高、能耗大、装置复杂、速度慢和存在毒副作用的问题。

本发明所采用的技术方案是，应用极低频高压电脉冲促进植物净化甲醛的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：将正常生长的盆载植物放入室内，保持与地面绝缘；

步骤2：将电极插入花盆的土壤中；

步骤3：开启极低频高压电脉冲发生器，对植物根部进行处理。

本发明的特点还在于，其中的步骤3中设置极低频高压电脉冲发生器的工作参数为：电压为6kV～20kV，脉冲频率为0～50Hz，脉宽为μs～ms量级，每天作用6～8小时。

本发明的有益效果是，无需使用化学试剂，单纯利用极低频高压电脉冲的作用促进植物对甲醛的吸收，吸收速度快，不会对环境产生二次污染，使用简单，操作方便，成本低廉，效果明显。

附图说明

图1是本发明中极低频高压电脉冲发生器原理图；

图2是本发明中极低频高压电脉冲波形图；

图3是本发明实施例中极低频高压电脉冲对芦荟净化甲醛速度的影响。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明所述的植物包括芦荟、吊兰等常见的观叶植物以及绿色开花植物。

本发明采用的极低频高压电脉冲的具体参数为：脉冲频率为0～50Hz、脉宽为μs～ms量级、电压为6kV～20kV之间。这是因为植物自身的电信号频率范围位于0～50Hz之间，采用同样频率范围的外加电信号刺激，能够引起电信号的共振，从而刺激植物的生理活性。而脉宽为μs～ms量级的电压，恰好能够穿透植物细胞的外膜，使得外加电压作用于细胞内；若脉宽过宽，则无法穿透细胞外膜；而过窄的脉冲，会穿透细胞内膜，对细胞核造成损伤。实验中发现、电压若过小则无法产生明显的激励效果，电压过高同样会对植物造成损伤。

本发明所述方法是通过一个极低频负高压脉冲发生器产生上述定义的极低频高压电脉冲，将此电脉冲通过屏蔽导线输出至电极，将电极插入花盆的土壤中，作用与植物根部。通过高压电脉冲和细胞膜电位波动的共振效应产生高浓度的NAI，达到净化空气中甲醛的效果。

极低频高压电脉冲发生器由单片机设计的可编程脉冲串发生器及LC振荡回路与高频脉冲变压器组成，其原理结构框图如图1所示。高频脉冲串驱动LC回路产生胁迫振荡，振荡的暂态过程实现同频的升压变换，使脉冲串的峰值电压升至为约1000V左右，在经过高频脉冲变压器的二次升压及由阻容电子器件构成的低通滤波后获得极低频高压脉冲。该系统可输出幅值高压在6kV～20kV范围内连续可调、输出频率在0.1Hz～50Hz的极低频高压脉冲，图2为用示波器经高压棒(阻抗50MΩ)及示波器探头衰减4000倍后测量到的电极脉冲波形图。

本发明具体按照以下步骤实施：

步骤1：将正常生长的盆载植物(芦荟、吊蓝等)放入室内，保持与地面绝缘；

步骤2：将电极插入花盆的土壤中；

步骤3：开启极低频高压电脉冲发生器的电源。

本发明的依据在于：植物一方面通过叶片的尖端放电和光合作用产生空气负离子(NAI)，空气负离子与空气中的有机物发生氧化反应，去除室内建筑材料挥发出的甲醛、苯、氨等有害气体，也可去除日常生活中剩饭剩菜的酸臭味、香烟味等异味；另一方面，植物通过茎叶吸收、植物代谢与转化以及根际微生物的降解作用清楚空气中的甲醛。由于细胞自身电位波动的频率在0.1Hz～50Hz之间，采用频率位于此区间的低频脉冲电场作用于植物，形成细胞电位的共振，一方面可以使植物叶尖的尖端放电和光合作用加强；另一方面通过影响细胞外膜上的离子泵和酶系统，促进植物叶片对甲醛的吸收和同化，从而大幅度提高植物对空气中甲醛的消除能力。

实施例

在大小为2m×2m×2m的密闭实验箱中，充入甲醛气体，使得密闭实验箱中甲醛浓度达到60ppm。接下来采用两种不同的方法来净化实验箱中的甲醛作为对比。

方法一：仅将一盆高度为70cm，7片页的芦荟自然放置在实验箱中，让芦荟在自然状态下对实验箱中的甲醛进行净化。

方法二：将极低频高压电脉冲发生器的输出电极插入与方法一中生长状态相同的芦荟的盆土中，用低频高压脉冲激发芦荟，使其产生高浓度的NAI。方法二中的其他实验条件与方法一中相同。

分别采用以上两种方法，每隔30分钟测量一次密闭实验箱中的甲醛浓度，结果如图3所示。

由图3可见，自然放置的芦荟，在180分钟的时间内，使得实验箱中的甲醛浓度从60ppm降低到了58ppm，浓度减小非常有限。而受到低频脉冲电场刺激的芦荟，在180分钟的时间内，使得实验箱中的甲醛浓度从最初的60ppm降低至46ppm，浓度将近降低了1/4。实验表明，极低频脉冲电场的激励，能够大大加快芦荟对空气中甲醛的净化速度。

Claims

1.应用极低频高压电脉冲促进植物净化甲醛的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：将正常生长的盆载植物放入室内，保持与地面绝缘；

步骤2：将电极插入花盆的土壤中；

2.根据权利要求1所述的应用极低频高压电脉冲促进植物净化甲醛的方法，其特征在于，所述的步骤3中，设置极低频高压电脉冲发生器的工作参数为：电压为6kV～20kV，脉冲频率为0～50Hz，脉宽为μs～ms量级，每天作用6～8小时。