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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污染物

   转载 发布时间:2019-02-18 09:45:13   来源:科学侠   举报
【导读】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...
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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。

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