CN110975595A - 一种提高植物降解甲醛能力的促进剂及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种提高植物降解甲醛能力的促进剂及其制备方法、应用，本发明提供一种提高植物降解甲醛能力的促进剂，为试剂A和试剂B中的一种或两种按体积任意比的混合物，所述的试剂A为质量浓度5％的乙醇溶液，所述的试剂B为质量浓度1％的精胺水溶液；其增强了植物对甲醛的耐受性，延长了植物在甲醛胁迫下的存活周期，利于强化植物吸收甲醛，确保植物能长期在甲醛环境下生长，将甲醛污染带来的危害降到最低。

Description

一种提高植物降解甲醛能力的促进剂及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及植物净化环境污染的领域，具体涉及一种提高植物降解甲醛能力的促进剂及其制备方法、应用。
背景技术
甲醛，具有刺激性气味，是首要的室内空气污染物，5％的甲醛的水溶液又称为“福尔马林”，对人体有潜在致癌性和致畸性，可导致多种恶性疾病的发生。甲醛对人体的影响主要表现在：①对人体感官具有显著的刺激作用；②高浓度的甲醛会引起皮肤的过敏反应③高浓度的甲醛与蛋白质结合，导致呼吸道发生水肿，并可引发支气管哮喘，致使人体的肝功能、肺功能、免疫功能发生癌变。
根据《居室空气中甲醛的卫生标准》划定室内甲醛的最高浓度为0.08mg/m3，然而新装修房屋空气中甲醛浓度通常超过这一标准3～10倍。室内甲醛气体的完全治理大约需要三至十五年，由于挥发时间持久，短期内很难完全清除，因此甲醛被称为室内污染的第一杀手，对人体健康带来了很多潜在的危害，甲醛的治理已是广受人们关注的问题。
目前现有的治理室内甲醛污染的方法有：自然通风法、物理吸附法、光催化技术等。自然通风法是最早使用也是最为简便的方法，但适用于甲醛污染程度较轻的场所。物理吸附法常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅胶等，具有吸附能力强，操作简便的特点，但吸收效率慢，需要定期更换吸附材料，对环境造成二次污染，适用于甲醛污染周期短的治理。光催化技术普遍采用纳米半导材料TiO2做氧化剂，甲醛浓度在10mg/m3以下时，TiO2在紫外光条件下通过光催化技术将甲醛完全降解为CO2和H2O，在较高浓度时被氧化成甲酸。尽管光催化剂提高对甲醛的分解能力，无二次污染，但要依赖紫外光的条件，并不利于室内甲醛污染的长期有效治理。
植物净化室内有害气体的研究始于20世纪80年代。近年来，利用绿色植物治理甲醛污染的方法日益兴起。利用植物吸收室内甲醛气体，依据植物的自身代谢将甲醛气体转化为其他物质，具有经济环保，净化作用持久的特点。并且植物能够美化室内环境，符合大众的消费观。
植物吸收甲醛主要分为两个方面，①植物茎叶吸收后通过自身代谢转化为其他物质；②植物根际微生物的降解作用与土壤的吸附作用。植物对甲醛的吸收主要体现在植物茎叶气孔的吸收作用和角质层的渗透作用，并通过自身代谢与光合作用，最终转化为自身生长所需的成分和CO2。植物叶片的气孔是保卫细胞的开关在植物调节气体交换方面有着重要作用。一般情况下，单位面积的气孔数越多，植物吸收气体的能力越强。有研究表明，植物叶片的湿润程度、温度、光照强度也对植物净化甲醛有较大影响。
现有研究发现已有多种植物对甲醛有净化作用，如吊兰、常春藤、芦荟、绿萝、虎尾兰等。但不同植物对甲醛的吸收效率和净化效果不同，部分植物对甲醛的吸收效率随甲醛浓度的升高而降低，如绿萝、广东万年青、四季秋海棠，这些都表明植物在净化甲醛的同时，甲醛对植株自身的生长和生理活性产生了影响，植株对甲醛的耐受性有待提高。植物吸收甲醛时会导致植物体内产生过多的活性氧(ROS)，ROS的增多引起植物自身的膜脂发生过氧化，导致植株体内叶绿素含量的降低和丙二醛含量的增加，对植株的正常生长造成危害。目前单纯以室内观赏性植株净化室内甲醛存在吸收效率低，植株耐受性差，存活周期短等问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述问题，本发明提供一种提高植物降解甲醛能力的促进剂及其制备方法、应用。
本发明提供的技术方案是一种提高植物降解甲醛能力的促进剂，其特征在于：为试剂A和试剂B中的一种或两种按体积任意比的混合物，所述的试剂A为质量浓度5％的乙醇溶液，所述的试剂B为质量浓度1％的精胺水溶液。
利用上述促进剂提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，步骤如下：
(1)在待处理甲醛的室内，按照每10㎡放置1-3盆植物，放置12小时，向植物喷洒试剂A，喷洒量为每盆10-50毫升，放置12小时；
(2)或向植物喷洒试剂B，喷洒量为每盆10-50毫升，放置12小时；
(3)或将试剂A和试剂B按照体积比(1:1)混合后，喷洒在植物上，每隔5-7天重复上述步骤，直至室内甲醛含量不大于0.08mg/m3。
上述过程中利用提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，在植物上能够喷洒试剂A和试剂B中的一种或两种按体积任意比的混合物。
上述过程中利用提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，所述的植物包括绿萝、吊兰、常春藤、芦荟、虎尾兰。
上述提高植物降解甲醛能力的促进剂在室内甲醛降解领域的应用。
基于以上阐述，本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明主要用于增强植株气孔导度和植株对甲醛的耐受性为目的，延长植株在甲醛胁迫下的存活周期，加强植株对甲醛的耐受性；增大叶片的气孔导度，同时降低植株在甲醛胁迫下产生的活化氧，减少甲醛对植株的危害；能够明显增强植物对甲醛的降解率，利于强化植物吸收甲醛，确保植物能长期在甲醛环境下生长，将甲醛污染带来的危害降到最低。
附图说明
图1为本发明甲醛标准曲线。
图2为本发明植株(绿萝)在不同处理下甲醛浓度的柱状图。
图3为本发明植株(绿萝)在不同处理下甲醛降解率的柱状图。
图4为本发明植株(绿萝)在不同处理下丙二醛的增加率的柱状图。
图5为本发明植株(绿萝)不同处理下叶绿素降低率的柱状图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种提高植物降解甲醛能力的促进剂，为试剂A和试剂B中的一种或两种按体积任意比的混合物，所述的试剂A为质量浓度5％的乙醇溶液，所述的试剂B为质量浓度1％的精胺水溶液。
利用上述促进剂提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，步骤如下：
(1)在待处理甲醛的室内，按照每10㎡放置1-3盆植物，放置12小时，向植物喷洒试剂A，喷洒量为每盆10-50毫升，放置12小时；
(2)或向植物喷洒试剂B，喷洒量为每盆10-50毫升，放置12小时；
(3)或将试剂A和试剂B按照体积比(1:1)混合后，喷洒在植物上，每隔5-7天重复上述步骤，直至室内甲醛含量不大于0.08mg/m3。
上述过程中利用提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，在植物上能够喷洒试剂A和试剂B中的一种或两种按体积任意比的混合物。
上述过程中利用提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，所述的植物包括绿萝、吊兰、常春藤、芦荟、虎尾兰。
上述提高植物降解甲醛能力的促进剂在室内甲醛降解领域的应用。
本发明主要用于增强植株气孔导度和植株对甲醛的耐受性为目的，延长植株在甲醛胁迫下的存活周期，加强植株对甲醛的耐受性；增大叶片的气孔导度，同时降低植株在甲醛胁迫下产生的活化氧，减少甲醛对植株的危害；能够明显增强植物对甲醛的降解率，利于强化植物吸收甲醛，确保植物能长期在甲醛环境下生长，将甲醛污染带来的危害降到最低。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本发明的实施例1提供了利用提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，包括把步骤如下：
(1)在待处理甲醛的室内，按照每10㎡放置1盆植物，放置12小时，向植物喷洒试剂A，喷洒量为每盆10-50毫升，放置12小时；
(2)或向植物喷洒试剂B，喷洒量为每盆10毫升，放置12小时；
(3)或将试剂A和试剂B按照体积比(1:1)混合后，喷洒在植物上，每隔5-7天重复上述步骤，直至室内甲醛含量不大于0.08mg/m3。
实施例2
本发明实施例2提供了利用提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，包括把步骤如下：
(1)在待处理甲醛的室内，按照每10㎡放置2盆植物，放置12小时，向植物喷洒试剂A，喷洒量为每盆25毫升，放置12小时；
(2)或向植物喷洒试剂B，喷洒量为每盆25毫升，放置12小时；
(3)或将试剂A和试剂B按照体积比(1:1)混合后，喷洒在植物上，每隔6天重复上述步骤，直至室内甲醛含量不大于0.08mg/m3。
实施例3
本发明实施例3提供了利用提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，包括把步骤如下：
(1)在待处理甲醛的室内，按照每10㎡放置3盆植物，放置12小时，向植物喷洒试剂A，喷洒量为每盆50毫升，放置12小时；
(2)或向植物喷洒试剂B，喷洒量为每盆50毫升，放置12小时；
(3)或将试剂A和试剂B按照体积比(1:1)混合后，喷洒在植物上，每隔7天重复上述步骤，直至室内甲醛含量不大于0.08mg/m3。
现通过以下实验分别对试剂A和试剂B进行验证，以下实验中使用绿萝为验证对象，具体实验如下：
(1)准备：取浓度5％甲醛水溶液40μL，取试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液50毫升)、试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液50毫升)；高锰酸钾，乙酰丙酮显色溶液(1+199)100mL，乙酰丙酮吸收溶液250mL，石英砂、碳酸钙、浓度10％的三氯乙酸(TCA)，浓度0.6％的硫代巴比妥酸(TBA)；
(2)制作甲醛熏蒸箱：取0.700m×0.700m×0.700m的箱体，在箱体内放置小型风扇和干湿计，在箱体右侧开有直径3mm的圆孔两个，一个圆孔插入橡胶管，用止水夹夹住，作为采样孔，另一个圆孔用于接通小型风扇的线路，得到甲醛熏蒸箱；
(3)放入绿萝：向步骤(2)得到的甲醛熏蒸箱中，放入一盆绿萝作为第一实验组，放入一盆绿萝作为第二实验组，放入一盆绿萝作为对照组。用保鲜膜密封覆盖花盆及土壤,主要目的是防止土壤吸收甲醛，对检测结果造成影响。
(4)实施：在步骤(2)中得到的甲醛熏蒸箱中的位于采样孔下部放入培养皿，用移液器向所述培养皿中注入步骤(1)的浓度5％甲醛水溶液40μL，向步骤(3)中的第一实验组的绿萝植株上喷洒步骤(1)中的试剂A，即质量浓度5％的乙醇溶液10毫升，向步骤(3)中的第二实验组的绿萝植株上喷洒步骤(1)中的试剂B，即质量浓度1％的精胺水溶液10毫升，放置12h时后检测熏蒸箱中的甲醛浓度。
(5)检测：分别检测放置12h的第一实验组、第二实验组和对照组的熏蒸箱中甲醛浓度，和未放置植物的熏蒸箱中甲醛浓度进行对比(如图2、表2所示)，得到试剂A和试剂B作用后绿萝对于甲醛的降解率(如图3、表3所示)。分别检测第一实验组、第二实验组和对照组绿萝在熏蒸前后叶片中的叶绿素含量和丙二醛含量，以及自然环境下放置的绿萝叶片中的叶绿素含量和丙二醛含量，计算叶绿素降低率和丙二醛增加率。
所述步骤(5)中，甲醛熏蒸箱内甲醛浓度检测方法为乙酰丙酮分光光度法，其步骤为：利用气泡收集管收集甲醛熏蒸箱内气体，使之溶于10mL的蒸馏水中形成甲醛溶液，之后在10mL比色管中加入2mL乙酰丙酮显色溶液(1+199),加入甲醛溶液8mL,用蒸馏水稀释至刻度(比色管刻度为10mL),混匀，选择水浴60℃,14min加热使之成为稳定显色物,冷却至室温,在414nm波长下测量吸光度，得出吸光度之后，与甲醛标准曲线进行对比得到甲醛浓度。
所述的步骤(5)中，叶绿素含量的检测方法为：称取1g叶片放于冷冻过的研钵中，加入少量石英砂和碳酸钙，加入少许95％乙醇研磨，过滤，95％乙醇定容至50ml,在652nm下测定吸光值。叶绿素含量(mg/g)＝(((A652/34.5)*1000)*V95％乙醇*稀释倍数)/样品鲜重。
所述的步骤(5)中，丙二醛(MDA)含量的的检测方法为：称取1g叶片加入少量石英砂、加入10％TCA溶液10mL研磨，4000rpm离心10min。取上清液2mL(用水作对照2mL)加入0.6％TBA溶液2mL摇匀，沸水浴15min后在冰上冷却，3000rpm离心15min,取上清。以对照为空白测定532nm、600nm、450nm处的吸光值。丙二醛含量(μg/g)＝(((6.45*(OD532-OD600)-0.56*OD450)*72.0634)*V提取液)/样品鲜重。
结果如图1至图5所示
如图1甲醛标准曲线所示：
以OD413的值为纵坐标，以甲醛含量为横坐标，绘制甲醛标准曲线如图1所示。相关方程为：y＝0.028x+0.005，R2＝1。OD值在0～1.0的范围内，甲醛含量与OD413值呈线性关系。(OD是Optical Density的缩写,表示光密度。OD是当光经过一个样本时，部分光会被吸收，故也称吸光值)(OD413指的是在413纳米的光源，即蓝光源下的吸光值)
甲醛熏蒸箱密封性检测：
表1甲醛熏蒸箱密封性显著差异性分析
Figure BDA0002319198640000081
Figure BDA0002319198640000091
甲醛完全挥发后，在控制箱内温度与湿度的基础上，利用乙酰丙酮分光光度法，对熏蒸箱内12h和24h后的甲醛浓度进行检测。如表1可知，24h内外界因素对箱内甲醛浓度的干扰小，甲醛熏蒸箱的气密性较好，符合本实验对气密性的要求。
甲醛熏蒸箱内甲醛浓度及甲醛降解率的测定：
表2不同处理组熏蒸箱内甲醛浓度
Figure BDA0002319198640000092
注：CK为箱内甲醛浓度的最大值
表3不同处理组植株甲醛降解率
Figure BDA0002319198640000093
由表2、表3可知，试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)的绿萝、喷施试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)后的绿萝与未喷施的绿萝相比，甲醛降解率具有显著差异。同时，如图2、图3所示，绿萝在不同情况下甲醛熏蒸箱内甲醛浓度和甲醛降解率的柱状图可知，因此可得出以下结论：通过喷施试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)、试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)可显著提高绿萝植株对甲醛的降解作用。
丙二醛(MDA)含量增加率
当绿萝体内丙二醛含量增加时，绿萝的膜脂氧化发生损伤，进而间接的表明绿萝的细胞膜在逆境胁迫下的膜透性的改变。通过检测绿萝叶片中丙二醛含量的变化能够获知喷施试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)、试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)对绿萝植株的生理活性的影响。
喷施试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)、试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)的绿萝在熏蒸前后丙二醛含量的增加率为指标，如表4、图4所示：
表4不同处理下绿萝叶片中丙二醛的增加率
Figure BDA0002319198640000101
由表4、图4可知，喷施试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)或试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)的绿萝在熏蒸前后叶片中丙二醛的增加率在α＝0.050水平上显著低于对照组绿萝，而与自然环境下放置的绿萝没有显著差异。由此可知喷施试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)、试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)的绿萝，在提高甲醛降解率的同时并未增加绿萝的活性氧，表明试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)、试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)可减少叶片细胞的氧化损伤，降低甲醛对植株的危害，增加绿萝在甲醛胁迫下的耐受性，延长绿萝在甲醛环境下的存活周期。
叶绿素的降低率
叶绿素含量的变化对植物的正常生长和光合作用具有重大影响。当植物在遭受外界胁迫时叶片中的叶绿素含量会降低，进而对植株的光合作用和自身正常生长产生影响。
以绿萝在分别喷施试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)、试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)以及为喷施任何助剂的情况下熏蒸前后叶片中叶绿素含量为指标，如表5、图5所示：
表5不同处理下绿萝叶片中叶绿素的降低率
Figure BDA0002319198640000111
由表5、图5可知，喷施试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)或试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)的绿萝在熏蒸前后叶片中叶绿素降低率在α＝0.050水平上显著低于对照组绿萝，而与自然环境下放置的绿萝没有显著差异。表明在喷施试剂A(质量浓度5％的乙醇溶液10毫升)、试剂B(质量浓度1％的精胺水溶液10毫升)的绿萝后，在提高甲醛降解率的同时并未对绿萝的光合作用产生影响，表明在促助剂的作用下，延长了绿萝在甲醛环境下的存活周期，增强了绿萝在甲醛环境下的耐受性。
综上所示，绿萝在甲醛胁迫下会产生过多的活性氧，而活性氧的增加会引起绿萝体内膜脂的氧化增加，导致细胞膜的通透性发生改变，引起绿萝叶片中丙二醛含量的增加和叶绿素含量的降低。实验主要针对绿萝植株对甲醛的吸收主要以茎叶的气孔为主，以增强植株气孔导度和加速植株光合作用为目的，促进绿萝高效吸收甲醛，并延长绿萝在甲醛胁迫下的存活周期，加强绿萝对甲醛的耐受性。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种提高植物降解甲醛能力的促进剂，其特征在于：为试剂A和试剂B中的一种或两种按体积任意比的混合物，所述的试剂A为质量浓度5％的乙醇溶液，所述的试剂B为质量浓度1％的精胺水溶液。
2.一种利用权利要求1所述提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，其特征在于：
步骤如下：
(1)在待处理甲醛的室内，按照每10㎡放置1-3盆植物，放置12小时，向植物喷洒试剂A，喷洒量为每盆10-50毫升，放置12小时；
(2)或向植物喷洒试剂B，喷洒量为每盆10-50毫升，放置12小时；
(3)或将试剂A和试剂B按照体积比(1:1)混合后，喷洒在植物上，每隔5-7天重复上述步骤，直至室内甲醛含量不大于0.08mg/m3。
3.根据权利要求2所述提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，其特征在于：在植物上能够喷洒试剂A和试剂B中的一种或两种按体积任意比的混合物。
4.根据权利要求2所述提高植物降解甲醛能力的促进剂降解室内甲醛的方法，其特征在于：所述的植物包括绿萝、吊兰、常春藤、芦荟、虎尾兰。
5.如权利要求1所述一种提高植物降解甲醛能力的促进剂在室内甲醛降解领域的应用。
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