Phyt'air- programmet er et fransk forskningsprogram, der fokuserer på muligheden for at rense luften inde i bygninger med planter og på deres evne til at bioindikere indeklima. Det fandt sted i 3 faser fra 2001 til 2012.
Programmet konkluderede, at optagelsen af forurenende stoffer af planter ikke var signifikant og med fordel kan udskiftes med beluftning og ventilation.
Den kvalitet af luften udenfor gjort siden 1970'erne genstand for talrige undersøgelser, advarsler og foranstaltninger, men kvaliteten af indendørs luft har den opmærksomhed i den offentlige og specialister for nylig. Imidlertid tilbringer den gennemsnitlige byvesterling mere end 80% af sin tid indendørs. Og det er almindeligt, at indeluft er mere forurenet end udeluft (i det mindste for visse parametre), hvorfor det er grunden til at kontrollere indendørs luftforurening er et af målene med HQE (High Environmental Quality) -metoder . Brug af levende organismer til at rense indendørs eller udendørs luft er et af delmålene for et projekt til det femtende HQE-mål .
I 1980'erne blev det første videnskabelige arbejde med rensning af indendørs luft med planter (et af felterne i Phytoépuration ) initieret af professor Bill Wolverton fra NASA i USA. Han havde fået til opgave siden 1974 at arbejde på eliminering af kemiske forbindelser genereret af byggematerialer, der blev brugt i rumfærger eller fremtidige orbitale stationer (helt lukkede miljøer), så astronauter kan trække vejret sundere luft. Han producerede en liste med omkring 50 planter, der hver blev vurderet fra 1 til 10 for deres effektivitet i at absorbere forskellige forurenende stoffer.
I 1990'erne bekræftede andre forskere i Tyskland og USA Wolvertons første resultater.
Siden 2000'erne har adskillige undersøgelser undersøgt dette spørgsmål i større dybde overalt i verden ( Australien , Tyskland , England , Canada , Chile , Korea , Kina , Georgien , Japan og Rusland ) for at bedre fremhæve (kvantitativt og kvalitativt) de egenskaber, der renser planter i potter eller i hydroponics mod et vist antal forurenende stoffer , især bestemmelserne i den indendørs luft . Men undersøgelsesprotokollerne var ofte for forskellige til let at sammenligne disse undersøgelser. I øjeblikket fortsætter forskningen i Frankrig, også gennem Phyt'air- projektet .
Det sigter mod at bedre forstå de involverede mekanismer og konsolidere de videnskabelige data om spørgsmål som minimumsstørrelsen på bladarealet, der er nødvendigt i henhold til rumets volumen, forureningsindholdet og deres art.
Lille farmaceutiske fakultet, i partnerskab med CSTB , ønskede at undersøge muligheden for et simpelt indendørs luftbio-rensningssystem og samtidig udvikle en metode til at kvalificere planter med henblik på at bruge dem som en bioindikator . Dette projekt er i tråd med retningslinjerne i den regionale luftkvalitetsplan ( PRQA ) i Nord-Pas-de-Calais . Det kan også støtte en økonomisk sektor, der anvender principperne for bioindikation.
En "Plant'Airpur" -forening grundlagt af Geneviève Chaudet (forfatter af en bog med titlen Les Plants Dépolluantes ) i 2000 støtter projektet. Denne professionelle sammenslutning samler producenter og distributører i sektoren samt indretningsarkitekter , landskabsarkitekter og forskere .
Udviklet fra 2001 til 2012 af to forskningslaboratorier (af CSTB i Nantes og af fakultetet for farmaci i Lille ), er det samfinansieret af de regionale delegationer i Nord-Pas-de-Calais og Pays de la Loire fra ADEME og regionerne Nord-Pas-de-Calais og Pays de la Loire . Dens dobbelte mål er at overvåge og rense indeluften ved hjælp af grønne planter.
Fase I af Phyt'air programmet var at sammenligne de metoder og data for den undersøgelse, som Wolveton til dem af arbejdet i Mr. Cuny og M Miss Rzepka.
I 1973 havde Wolverton identificeret 107 flygtige organiske forbindelser, der kunne forurene det indre af et rumfartøj, hvilket gjorde det muligt for ham at advare NASA om risiciene for astronauternes sundhed.
I 1984 viste undersøgelser, der blev offentliggjort af NASA, baseret på laboratorietest, at visse kageplanter kunne rense luften fra lukkede rum af forurenende stoffer såsom VOC . For at forfine sin forskning byggede NASA en helt forseglet bygning kaldet "Biohome". Det er udstyret til at replikere en persons fuldt funktionelle habitat. Resten af det indre rum var vært for et netværk af "biogenerative komponenter", der udelukkende består af planter og deres vækstsubstrater. Biohome er også udstyret (på hver udvendige dør) med indvendige luftprøver.
Luftanalyser blev udført med en gas / massespektrometer-kromatograf (massespecifik / GC), inden planterne blev anbragt i Biohome; de bekræftede tilstedeværelsen af høje VOC-niveauer (til det punkt, at de fremkalder stærk øjenirritation eller endda åndedrætsbesvær hos mennesker, der kommer ind i kabinettet (to symptomer, der kan fremkalde det, der nu kaldes " bygningssyndrom. usundt ").
Indendørs planter blev derefter introduceret i biohome for at vurdere dets evne til at absorbere VOC fra luften. Analyserne viste derefter, at i nærværelse af disse planter og deres substrat var VOC-koncentrationerne stærkt faldet.
Dette er grunden til, at denne undersøgelse siden ofte har fungeret som en reference, især for Phyt'air-programmet. Ikke desto mindre rejser et par metodepunkter spørgsmål, som Phyt'air-programmet ønsker at løse:
Mangfoldigheden af de anvendte metoder forklares med ønsket om at identificere en protokol, hvis den ikke er standardiseret, som i det mindste kan tjene som en retningslinje for fremtidigt arbejde, og som vil tillade pålidelige sammenligninger af forskellige undersøgelsesresultater.
Dens første mål er at udvikle en analyseprotokol, der gør det muligt at kvalificere anlæg med hensyn til deres kapacitet til at overvåge eller rense den omgivende luft. Programmet bruger stadig de tre planter, der allerede er testet og almindeligt anvendt som kageplanter;
Metoden er baseret på viden erhvervet inden for bioovervågning af udendørs forurening fra lav eller tobaksplanter . For at kunne fortolke og sammenligne resultaterne var det imidlertid nødvendigt med flere eksperimentelle forhold:
Derudover blev forskellige udstillingskonfigurationer testet for at differentiere rollen for hvert rum i rensningsfænomenerne. Seks forskellige konfigurationer blev testet:
Planterne udsættes alle for forurenende stoffer i glaskabinetter, der er udstyret til at måle og overvåge ændringer i forurenende koncentrationer.
Resultater opnåetSom det er muligt at gøre for dyreceller, blev der udført en test kaldet " komet test " på plantecellerne på udsatte planter. Han demonstrerede lysering af cellekernen, der viste, at DNA fra planteceller blev beskadiget ved eksponering for forurenende stoffer. Dette rejser to spørgsmål:
I løbet af denne fase sluttede det videnskabelige team sig til en forsker, der havde adgang til mere sofistikeret og præcist udstyr, herunder til dosering af injektioner af forurenende stoffer i glaskabinetterne.
Planterne blev entydigt og kontinuerligt udsat for at undersøge luftrensningen af CO, benzen og formaldehyd. Det var :
For at forberede en standardiseret metode til planteevaluering og i perspektivet af en etiket foreslås to udviklingsakser:
Dette trin sigter mod at gradvist bevæge sig væk fra laboratorieforhold (kabinetter og kontrollerede forhold) for at nærme sig de daglige levevilkår. Phyt'air II- programmet gjorde det muligt at bevæge sig mod mere realistiske eksponerings- og dosisforhold, men visse parametre (luftmængder, ventilation osv.) Var endnu ikke taget i betragtning. Imidlertid er disse variabler afgørende for at evaluere anlæggenes effektive kapacitet under reelle forhold, især i perspektivet for udviklingen af et rensningssystem. For at opnå dette har programmet integreret bioovervågning af indendørs luftforurening i 10 skoler, 10 administrative kontorer og 20 gårde.
Et af de eksisterende værktøjer var CSTB's " MARIA Laboratory ", der udgør volumenækvivalenten for et hus, der er udstyret til overvågning af et stort antal parametre, herunder forurenende stoffer, hvor test kan udføres på planter. Dette udstyr er dog dyrt og i stor efterspørgsel, hvilket gør det umuligt at udføre indledende tests.
Et mellemliggende trin var derfor brugen af et digitalt værktøj, der havde til formål at observere forurenende stoffers opførsel i rum (hvis egenskaber kan modificeres) i nærvær af planter for at definere realistiske scenarier for derefter at blive valideret i udstyret. " Maria ".
MetodologiTre studiefaser blev udviklet med CSTB:
På dette stadium skal Phyt'air-projektet hovedsageligt fokusere på tre anlæg:
Og på fire luftforurenende stoffer:
Under forhold tæt på et gennemsnitligt hus med flere kilder og relativt lav planteeksponering er det kombinationen jord / mikroorganisme / plante, der ser ud til at være den mest aktive med hensyn til absorption, men med udbytter, som "Tillad ikke at have en betydelig eliminering " . For indendørs luftkvalitet er det derfor fortsat en prioritet at begrænse kilderne til forurenende stoffer og sikre god ventilation.
Jordmikroorganismer bidrager mest til luftrensning, når de er forbundet med et plantes rodsystem, hvilket kan styre fremtidige aktive biofiltreringssystemer. Imidlertid er mikroberne i havebrugssubstrater stadig dårligt forstået. Det er sandsynligt, at de mikrobielle populationer i jorden kan optimeres til bedre rensning.
PHYTAIR-programmet har også gjort det muligt at vise, at de undersøgte luftforurenende stoffer ved de sædvanlige doser - hvis de ikke påvirker planternes ydre udseende markant - har reelle negative virkninger på celleniveau (hæmning af fotosyntese, oxidativ stress og genotoksicitet ), hvilket antyder, at der kan oprettes nye biomarkører eller test af luftforurening.
Dette arbejde åbner søgen efter genetiske mekanismer og udviklingen af tests med større specificitet.
Programmet konkluderede, at optagelsen af forurenende stoffer i substrat-plante-kombinationen hovedsageligt udføres af substratet. Denne effektivitet er imidlertid ikke tilstrækkelig til at opnås under reelle forhold. Luftning og ventilation er mere effektive metoder. Den ADEME er primært baseret på denne undersøgelse til at konkludere, at begrebet biofilm anlægget ikke er videnskabeligt valideret.
Programmet gjorde det muligt bedre at forstå virkningen af forurenende stoffer på planter og udvikle teknikker til at studere de involverede mekanismer, og endelig muliggjorde det udviklingen af en plantebiomonitoreringsmetode til kvaliteten af planten.