如何净化室内氯仿、苯污染?不如让转基因盆栽帮你

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如何净化室内氯仿、苯污染?不如让转基因盆栽帮你
麻省理工科技评论 2018-12-30

2018-12-30

但是,一些有害化合物太小了,无法通过这些净化器过滤除去。
生物 科学
但是,一些有害化合物太小了,无法通过这些净化器过滤除去。

我们都希望保持家中空气尽可能洁净,有时还会使用高效滤网( HEPA )的空气净化器了来隔离过敏原和灰尘。

但是,一些有害化合物太小了,无法通过这些净化器过滤除去。当我们洗澡、烧开水或在车库中停放车辆、割草机时,像氯仿这种在氯化水中少量存在的小分子,或者是像苯这种汽油的组成成分就会在家中积聚。

目前,华盛顿大学的研究人员已经对一种常见的室内盆栽——常春藤,进行了基因改造,可以用来除去它周围空气中的氯仿和苯。

     

 图|改造后的常春藤(来源:new scientist)

这种经过改造的植物能表达一种名为 2E1 的蛋白,这种蛋白质可以将氯仿和苯这些化合物转化为植物用于生长的小分子。这一团队于 12 月 19 日在 Environmental Science & Technology 发表该研究结果。

“人们还没有真正探讨这些存在在家中的有害有机物,我认为这是因为我们对它们无能为力,”华盛顿大学土木与环境工程系的教授,资深作者 Stuart Strand 表示,“但现在我们已经可以改造室内植物来为帮助我们清除这些污染物了。”

该研究团队决定使用一种名为细胞色素 P450 2E1 的蛋白质(简称 2E1),这种蛋白质存在于包括人类在内的所有哺乳动物中。

在我们身体中,2E1 蛋白能将苯转化为苯酚、将氯仿转化为二氧化碳和氯离子。但 2E1 存在于肝脏之中,只在我们喝酒时起作用,所以并不能帮助我们净化日常空气中的污染物。

“我们认为应该让这一反应发生在体外,并将其用于植物中,作为’绿色肝脏‘概念的一个例子,”Strand 说。“2E1 也可能对这些植物有利。植物可以利用二氧化碳和氯离子产生能量,而苯酚则可以帮助制造细胞壁的组分。”

研究人员合成了兔源的 2E1 基因,然后将其引入常春藤,让常春藤中能够表达这一蛋白。常春藤在温带气候中不会开花,所以这种基因改造过的转基因植物无法通过花粉传播。

“整个过程花了两年多的时间,”文章的一作,土木与环境工程系的科学家 Long Zhang 说道。“和其他实验室里只需几个月就能培育出的植物相比,这是可以算是很长的一段时间了。但更重要的是,我们想要常春藤中完成这次改造,因为常春藤是在各种条件下都能良好生长的一种室内植物。”

研究人员随后测试了经过他们改造后的常春藤与普通常青藤相比,能在多大程度上去除空气中的污染物。他们把两种植物都放在玻璃管中,然后向管中分别加入苯或氯仿气体。在 11 天里,研究小组追踪了每根管子中每种污染物的浓度变化。

对于未改造的常春藤,管中这些有害气体的浓度并未随时间发生变化。但是对于改造过的植物,经过三天,管中氯仿浓度下降了 82%,等到了第 6 天,已经几乎检测不到氯仿了;苯的浓度也有所下降,但是较为缓慢:到第 8 天时,苯的浓度下降了约 75%。

如果想要家里的盆栽也发挥净化空气的功能,需要在一个封闭的环境中,并且最好还要有一个风扇,可以使空气在屋子内流动起来,Strand 说。“如果你在房间的角落里养了一株植物,它可能会对整个空间产生一些影响,但是如果空气流通性很差,植物的净化范围想覆盖到整个房间可能需要很长时间。”

目前,研究小组正致力于通过添加一种蛋白质来增强植物的效力,这种蛋白质可以分解家庭空气中甲醛。甲醛也是家庭空气中很常见的一种有害分子,一般存在于一些木制品中,比如强化地板和橱柜,以及烟草烟雾。

“这些有害分子都是很稳定的化合物,所以很难除去它们,”Strand 说。“如果没有蛋白质来分解这些分子,我们就必须使用更复杂的过程来达到这一目的。改造室内盆栽,让其表达的蛋白质来净化则简单得多,可持续性也更好。”

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