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超级空气净化绿萝来了！美科学家培育出转基因绿萝，能高效去除室内的苯和氯仿等有机致癌污染物

花匠小妙招
2024-11-25 09:30

超级空气净化绿萝来了！美科学家培育出转基因绿萝，能高效去除室内的苯和氯仿等有机致癌污染物

2019-01-07

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年关将至，传说新买的房子如果第一年过年时，没人住进去守新房的话，会有不好的东西进去，影响主人运势。当然，运势什么的是迷信，可新房里的污染物是实打实的。什么甲醛啊、苯啊，都会对健康产生不好的影响。像去年住进自如甲醛房后患白血病去世的事件，虽然很难说跟甲醛房有多少关系，但也在社会上掀起了轩然大波。

对于这些装修产生的甲醛、苯等挥发性有机污染物，除了通风外，不少人还会放上几盆花花草草来吸收这些污染物。不过这些吸甲醛吸苯的植物，总结起来其实就仨字——不靠谱。不过真能吸收室内污染物的植物马上就要有了。

近日，华盛顿大学的Zhang Long和Stuart Strand等向绿萝中转入了细胞色素P450，大大加快了吸收苯和氯仿的速度，平均每平米的叶片每天能吸收39.8g的苯，对氯仿的吸收效果更好，达180g/d/m2，6天后甚至检不出氯仿浓度。相关论文发表在Environmental Science & Technology上[1]。

挥发性有机化合物（VOCs），这可是致癌的一大因素[2]。除了皮鞋厂工人、加油站服务员这样的职业暴露外，经常待在室内的家庭主妇、厨师，以及奇点糕这样在办公室工作的人，也是因VOCs患癌的高危人群[3]。

室内的挥发性有机污染物，除了各种装修材料带来苯和甲醛外，烹饪和用氯消毒的自来水也是其两大来源。烹饪时释放的甲醛和丙烯醛，以及淋浴时从水释放的氯仿，甚至能达到急性暴露的浓度标准[3,4]。

为了去除室内的这些有机污染物，人们想了很多办法，像什么活性炭、硅藻土、钛白等等，都被用来去除有机污染物。至于各种空气净化器，只能对付pm2.5等颗粒污染物，对这些小分子污染物完全无能为力。

这里面，活性炭、硅藻土是单纯靠物理吸附来去除污染物，吸满了就没作用了，如不及时更换还有可能把以前吸收的污染物再释放出来。而通过光催化氧化消除污染物的钛白，倒是可以连续不断地氧化清除污染物，但同时它还会产生另一种污染物——臭氧。

而各种植物也被广泛用于去除室内有机污染物。确实，有些植物具有吸收甲醛等污染物的能力，不过这个吸收速率嘛，只能说是聊胜于无了[5]。

天然的植物效果不好，现在科学这么发达，那就改造一下吧。研究人员找到了哺乳动物体内的一种氧化酶——细胞色素P450 2E1（CYP2E1）。此前，已经有人把这种氧化酶转到杨树等植物中，用来除去环境中的苯等污染物[6]，不过在室内植物中还没有应用过。

在植物的选择上，研究人员决定使用绿萝。这种植物皮实好养活，在室内的弱光照条件下生长良好，还有成熟的转基因方法。最关键的是它在一般条件下不会开花，不会把转入的基因散布到环境中去。

培育出转基因绿萝后，研究人员对其去除污染物的能力进行了测试。

研究人员向装有转基因绿萝的40mL培养瓶中注入了144μg的苯，最终培养瓶顶部的苯浓度达到了2500mg/m3。8天后，装有转基因绿萝的培养瓶中，苯浓度不足500mg/m3，而装有野生型绿萝的培养瓶中的苯浓度依然有1500mg/m3左右。平均每平米的转基因绿萝叶片，每天能吸收39.8g苯，足足是野生型（8.5g）的4.7倍。

转基因绿萝清除苯（左）和氯仿（右）的速度更快

对于另一种污染物——氯仿，转基因绿萝也表现出了良好的吸收能力。在加入1000mg/m3的氯仿后3天，装有转基因绿萝的瓶中氯仿浓度下降了82%，到了6天后，氯仿浓度已经检测不出来了。平均每平米叶片每天能吸收180g的氯仿。相比之下，装有野生型绿萝的瓶中，氯仿浓度几乎没有变化。

相比传统的物理化学方法，使用转基因植物只需要一点点能量来让室内的空气不断流过绿萝，就能持续的清除室内的污染物，方便的多，也节能的多。

“这些都是稳定的化合物，所以很难去除。”通讯作者Strand表示，“如果没有蛋白质来分解这些分子，我们将不得不消耗跟多能量来完成这一过程。把这些蛋白质放在室内植物中要简单得多，也能更持久的去除室内污染物。”

目前，Strand的研究团队正在尝试向植物中再转入一个基因以去除甲醛。到时候摆两盆绿萝，吹个风扇，就可以对室内有机污染物说拜拜了。

参考文献：

1. Zhang L, Routsong R, Strand S E. Greatly Enhanced Removal of Volatile Organic Carcinogens by a Genetically Modified Houseplant, Pothos Ivy (Epipremnum aureum) Expressing the Mammalian Cytochrome P450 2e1 Gene[J]. Environmental Science & Technology, 2018.

2. Jiménez-Garza O, Guo L, Byun H M, et al. Aberrant promoter methylation in genes related to hematopoietic malignancy in workers exposed to a VOC mixture[J]. Toxicology and applied pharmacology, 2018, 339: 65-72.

3. Guo H, Lee S C, Chan L Y, et al. Risk assessment of exposure to volatile organic compounds in different indoor environments[J]. Environmental Research, 2004, 94(1): 57-66.

4. Loh M M, Levy J I, Spengler J D, et al. Ranking cancer risks of organic hazardous air pollutants in the United States[J]. Environmental Health Perspectives, 2007, 115(8): 1160.

5. Schmitz H, Hilgers U, Weidner M. Assimilation and metabolism of formaldehyde by leaves appear unlikely to be of value for indoor air purification[J]. New Phytologist, 2000, 147(2): 307-315.

6. Doty S L, James C A, Moore A L, et al. Enhanced phytoremediation of volatile environmental pollutants with transgenic trees[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007, 104(43): 16816-16821.

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