樹葉凈化空氣能力高于預期

日期：2010-10-28 16:14:10

環境組織一直提醒我們需要減少污染以及溫室氣體的排放。然而植物已經在履行它們的職責了。一項日前在線發表于美國《科學》雜志的研究表明，落葉樹木的樹葉——例如楓樹、山楊以及楊樹的葉片——能夠比之前的預期吸收更多的大氣污染物。

這項研究關注了大氣中基于碳的一類最大量的微粒，即所謂的揮發性有機化合物（VOCs）。VOCs是一類含碳化合物的總稱，會造成空氣污染和煙霧問題，影響人類健康，生活中常聽到的甲醛、甲苯等都屬于VOCs。

植物在其腐爛時會產生VOCs，但是這種化合物的一個主要源頭來自于汽車尾氣、煤炭燃燒以及其他人類活動。一些大氣中的VOCs會與氧氣結合，從而形成微小的大氣顆粒物，被稱為含氧揮發性有機化合物（oVOCs），它會隔離大氣并導致氣候變暖。并未參與該項研究的德國美因茨市馬普學會化學研究所的大氣化學家Jos Lelieveld指出，這些oVOCs曾被“拙劣地描述，或是在（氣候）模型中被部分忽視了”。同時盡管植物在進行光合作用的過程中吸收了一種主要的溫室氣體——二氧化碳，但是研究人員尚不能確定，它們是否也能夠在很大程度上消耗oVOCs。

因此由美國科羅拉多州博爾德市國家大氣研究中心（NCAR）的Thomas Karl領導的科學家，決定再次調查每年落葉的植物是如何與oVOCs相互作用的。通過將計算機模型、實驗室試驗與野外研究相結合，研究人員分析了一個楊樹葉片樣本到底能夠吸收多少oVOCs。結果顯示，將植物暴露在oVOCs下會增加它們常規的化合物攝入量，即比預期多吸收40%。而在植物不同部位中，樹冠吸收得最多，最高可達總吸收量的97%。并未參與該項研究的美國加利福尼亞大學河畔分校的化學家Roger Atkinson指出，盡管科學家曾對植物能夠消耗少量的oVOCs表示過懷疑，但這項研究提供了“第一組具體的數據”。

研究小組在另一組試驗中發現，將植物置于壓力下——例如，將其暴露在被臭氧污染的環境中或使其遭受物理損傷——也會增加它們的oVOCs攝取量。其原因在于，壓力之下的植物會產生一些化合物進行自我保護，但過多的化合物也會殃及植物自身，此時植物會產生一些酶，將這些化合物轉化為毒性較小的物質，而在酶的產生過程中，植物需要利用空氣中的揮發性有機化合物進行代謝，此時植物吸收揮發性有機化合物的速度就顯著提高。

Karl認為，這意味著落葉樹木提供了良好的大氣污染負反饋：越多的大氣被污染，就將有越多的oVOCs被植物吸收。但是他說，植物能夠處理多少污染依然存在一個界限。Karl和他的研究團隊如今計劃看看松樹和其他針葉林，以便搞清它們是否也能夠吸收oVOCs和其他污染物質。

瑞典哥特堡大學的大氣化學家Mattias Hallquist認為，這些數據連同這項新的研究將幫助科學家開發出更加準確的氣候模型。

Karl還指出了了解植物如何處理oVOCs的另一個可能的益處。他說：“這看起來是非常遙遠的未來，但或許這些新模型將能夠引領遺傳工程植物以吸收更多的空氣污染物質。”