專利名稱：應用極低頻高壓電脈沖促進植物凈化甲醛的方法
技術領域：
本發明屬于甲醛處理技術領域，涉及一種促進植物凈化甲醛的方法，具體涉及一種應用極低頻高壓電脈沖促進植物凈化甲醛的方法。
背景技術：
在經濟發達、科學和醫療先進的今天，室內污染的空氣已成為危害人類健康的罪魁禍首之一。因此，空氣污染治理，特別是室內空氣污染治理和修復，已成為全球經濟和社會發展中迫切需要解決的關鍵科技問題之一。在室內空氣污染中，甲醛是最主要的污染氣體，這是因為建筑裝飾材料釋放大量的甲醛。世界衛生組織(WHO)已經確定甲醛為致癌和致畸形物質，國際癌癥研究機構 (IARC)于2004年6月將甲醛上升為第I類致癌物質，指出甲醛不但導致鼻腔癌和鼻竇癌， 并可能引起白血病，是公認的變態反應源，也是潛在的強制突變物質之一。因此，在室內空氣污染的修復和治理中，甲醛被列入首位。甲醛治理技術方面目前主要有物理吸附技術、膜分離凈化、光催化凈化技術、臭氧化技術、高壓電離技術、低溫等離子體技術和生物酶催化技術等，這些技術存在成本高、能耗大、裝置復雜和存在毒副作用等缺點。更重要的是，這些方法都是通過消耗空氣中的氧氣和水分為代價的，并不能提供原生態的清潔空氣。植物能夠吸收CO2放出O2，同時通過葉片氣孔蒸騰散發!120。因此，能夠提供原生態的潔凈空氣的最佳來源是植物。在甲醛治理上，蘆薈、吊蘭等觀賞植物能夠清除甲醛在民間已耳熟能詳。詳細的研究表明，常青的觀葉植物以及綠色開花植物可以有效去除室內甲醛， 并且植物通過莖葉吸收、植物代謝與轉化以及根際微生物的降解作用等對空氣中甲醛具有凈化作用。因此，利用植物葉片對空氣污染物的吸收與同化作用來治理近地表大氣空氣污染的植物修復(Phytoremediation)技術成為國際上空氣污染研究的前沿性課題，甚至提出了利用轉基因技術提高植物修復能力的思路。但是，由于在城市和室內可種植的植物數量十分有限，單純利用植物對空氣污染修復速度太慢，而轉基因技術所帶來的負面影響尚未可知，這些問題制約了單獨依靠對污染物的吸收與同化來凈化空氣的植物修復技術的發展與應用。

發明內容
本發明的目的是提供一種應用極低頻高壓電脈沖促進植物凈化甲醛的方法，解決現有甲醛處理方法成本高、能耗大、裝置復雜、速度慢和存在毒副作用的問題。本發明所采用的技術方案是，應用極低頻高壓電脈沖促進植物凈化甲醛的方法， 具體按照以下步驟實施步驟I :將正常生長的盆載植物放入室內，保持與地面絕緣；步驟2 :將電極插入花盆的土壤中；步驟3 :開啟極低頻高壓電脈沖發生器，對植物根部進行處理。
本發明的特點還在于，其中的步驟3中設置極低頻高壓電脈沖發生器的工作參數為電壓為6kV 20kV,脈沖頻率為O 50Hz,脈寬為μ s ms量級，每天作用6 8小時。本發明的有益效果是，無需使用化學試劑，單純利用極低頻高壓電脈沖的作用促進植物對甲醛的吸收，吸收速度快，不會對環境產生二次污染，使用簡單，操作方便，成本低廉，效果明顯。


圖I是本發明中極低頻高壓電脈沖發生器原理圖；圖2是本發明中極低頻高壓電脈沖波形圖；圖3是本發明實施例中極低頻高壓電脈沖對蘆薈凈化甲醛速度的影響。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。本發明所述的植物包括蘆薈、吊蘭等常見的觀葉植物以及綠色開花植物。本發明采用的極低頻高壓電脈沖的具體參數為脈沖頻率為O 50Hz、脈寬為 μ s ms量級、電壓為6kV 20kV之間。這是因為植物自身的電信號頻率范圍位于O 50Hz之間，采用同樣頻率范圍的外加電信號刺激，能夠引起電信號的共振，從而刺激植物的生理活性。而脈寬為μ s ms量級的電壓，恰好能夠穿透植物細胞的外膜，使得外加電壓作用于細胞內；若脈寬過寬，則無法穿透細胞外膜；而過窄的脈沖，會穿透細胞內膜，對細胞核造成損傷。實驗中發現、電壓若過小則無法產生明顯的激勵效果，電壓過高同樣會對植物造成損傷。本發明所述方法是通過一個極低頻負高壓脈沖發生器產生上述定義的極低頻高壓電脈沖，將此電脈沖通過屏蔽導線輸出至電極，將電極插入花盆的土壤中，作用與植物根部。通過高壓電脈沖和細胞膜電位波動的共振效應產生高濃度的NAI，達到凈化空氣中甲醛的效果。極低頻高壓電脈沖發生器由單片機設計的可編程脈沖串發生器及LC振蕩回路與高頻脈沖變壓器組成，其原理結構框圖如圖I所示。高頻脈沖串驅動LC回路產生脅迫振蕩，振蕩的暫態過程實現同頻的升壓變換，使脈沖串的峰值電壓升至為約1000V左右，在經過高頻脈沖變壓器的二次升壓及由阻容電子器件構成的低通濾波后獲得極低頻高壓脈沖。 該系統可輸出幅值高壓在6kV 20kV范圍內連續可調、輸出頻率在O. IHz 50Hz的極低頻高壓脈沖，圖2為用示波器經高壓棒(阻抗50ΜΩ)及示波器探頭衰減4000倍后測量到的電極脈沖波形圖。本發明具體按照以下步驟實施步驟I :將正常生長的盆載植物(蘆薈、吊藍等)放入室內，保持與地面絕緣；步驟2 :將電極插入花盆的土壤中；步驟3 :開啟極低頻高壓電脈沖發生器的電源。本發明的依據在于植物一方面通過葉片的尖端放電和光合作用產生空氣負離子 (NAI)，空氣負離子與空氣中的有機物發生氧化反應，去除室內建筑材料揮發出的甲醛、苯、氨等有害氣體，也可去除日常生活中剩飯剩菜的酸臭味、香煙味等異味；另一方面，植物通過莖葉吸收、植物代謝與轉化以及根際微生物的降解作用清楚空氣中的甲醛。由于細胞自身電位波動的頻率在O. IHz 50Hz之間，采用頻率位于此區間的低頻脈沖電場作用于植物，形成細胞電位的共振，一方面可以使植物葉尖的尖端放電和光合作用加強；另一方面通過影響細胞外膜上的離子泵和酶系統，促進植物葉片對甲醛的吸收和同化，從而大幅度提高植物對空氣中甲醛的消除能力。實施例在大小為2mX2mX2m的密閉實驗箱中，充入甲醛氣體，使得密閉實驗箱中甲醛濃度達到60ppm。接下來采用兩種不同的方法來凈化實驗箱中的甲醛作為對比。方法一僅將一盆高度為70cm，7片頁的蘆薈自然放置在實驗箱中，讓蘆薈在自然狀態下對實驗箱中的甲醛進行凈化。方法二 將極低頻高壓電脈沖發生器的輸出電極插入與方法一中生長狀態相同的蘆薈的盆土中，用低頻高壓脈沖激發蘆薈，使其產生高濃度的NAI。方法二中的其他實驗條件與方法一中相同。分別采用以上兩種方法，每隔30分鐘測量一次密閉實驗箱中的甲醛濃度，結果如圖3所示。由圖3可見，自然放置的蘆薈，在180分鐘的時間內，使得實驗箱中的甲醛濃度從 60ppm降低到了 58ppm，濃度減小非常有限。而受到低頻脈沖電場刺激的蘆薈，在180分鐘的時間內，使得實驗箱中的甲醛濃度從最初的60ppm降低至46ppm，濃度將近降低了 1/4。實驗表明，極低頻脈沖電場的激勵，能夠大大加快蘆薈對空氣中甲醛的凈化速度。
權利要求
1.應用極低頻高壓電脈沖促進植物凈化甲醛的方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施步驟I:將正常生長的盆載植物放入室內，保持與地面絕緣；步驟2 :將電極插入花盆的土壤中；步驟3 :開啟極低頻高壓電脈沖發生器，對植物根部進行處理。
2.根據權利要求I所述的應用極低頻高壓電脈沖促進植物凈化甲醛的方法，其特征在于，所述的步驟3中，設置極低頻高壓電脈沖發生器的工作參數為電壓為6kV 20kV，脈沖頻率為O 50Hz,脈寬為μ s ms量級,每天作用6 8小時。
全文摘要
本發明公開的應用極低頻高壓電脈沖促進植物凈化甲醛的方法，所用電壓為6kV～20kV、脈沖頻率為0～50Hz、脈寬為μs～ms量級的負高壓電脈沖，可明顯提高盆栽植物凈化空氣中甲醛的速度。本發明提出的應用極低頻負高壓電脈沖促進盆栽植物凈化甲醛的方法經過了實驗證明，效果顯著，該方法簡單、快速、有效，不會對環境造成二次污染。
文檔編號B01D53/72GK102580518SQ201210005209
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者習崗, 劉鍇, 劉青, 徐永奎, 徐鳴, 趙汝雙 申請人:西安理工大學