城市大氣污染的植物修復探析

常秀娟

摘 要：伴隨我國經(jīng)濟的迅速增長， 工業(yè)化、城市化進程加速，城市迅速擴展，大量綠地被占用。城市人口膨脹，各種工業(yè)品如車輛等需求上升，使得能源消費量逐年增加，由此而產(chǎn)生的大氣污染問題受到了廣泛關(guān)注。文章主要就城市大氣污染的植物修復作了相關(guān)的論述，以供大家參考借鑒。

關(guān)鍵詞：城市 大氣污染 植物修復

引言

城市大氣中污染物一般可分成三大類：物理性污染物（粉塵）、化學性污染物和生物性污染物。大氣污染對植物有一定的影響和危害，但另一方面，植物對于一定濃度范圍內(nèi)的大氣污染物，不僅具有一定程度的抵抗力，而且也具有相當程度的吸收能力。因此，利用植物修復技術(shù)來治理大氣污染，已經(jīng)成為近年來正在加強研究和迅速發(fā)展的前沿性新課題。

1、植物修復大氣污染物的機理

有關(guān)植物修復大氣污染物的研究正在蓬勃興起，國外已有相當多的研究，我國在20世紀 70年代末開始進行這方面的研究，但研究還很有限。植物可以通過其莖、葉表面的氣孔吸收并同化大氣污染物， 或通過根系、根際微生物的協(xié)同作用，清除大氣干濕沉降進入土壤或水體中的大氣污染物。其功能和方式主要有以下幾方面：

1.1吸收與吸附

（1）植物體表附著、吸收

植物的枝干表面可以吸附吸收氣體分子、固體顆粒及溶液中的離子。如O3、SO2等可以被吸附在植物葉面、枝干上的灰塵中，尤其是對污染物不敏感的植物均可吸附大量污染物。據(jù)研究，闊葉林的滯塵能力為10.11t/hm2，針葉林因生長周期長滯塵能力為33.2t/ hm 2。Om asa等提出了具有超吸收和代謝大氣污染物能力的天然或轉(zhuǎn)基因同化植物，這種植物可以將大氣污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)源高效吸收、同化，促進自身生長，減輕大氣污染。

（2）葉內(nèi)積累

植物葉面的皮孔可以直接吸收并儲存有害氣體，尤其是當濕度增大時，植物對可溶性氣體 的吸收量也大大增加。據(jù)報道，大氣中約44%PAHs被植物吸收。Corneji等發(fā)現(xiàn)，植物可吸收空氣中的苯、三氯乙烯和甲苯。因此根據(jù)植物的形態(tài)生理等形狀的不同，各種植物對污染物的吸收量不盡相同。據(jù)調(diào)查，二氧化硫的吸收能力也以闊葉樹最強，為12.0kg/hm2，柏類34.3 kg/ hm2 ，杉類、松類9.8kg/hm2。氟化物的吸收能力以闊葉樹最強，最高可達4.68kg/hm2 ，果樹其次，側(cè)柏、油松等。

1.2代謝降解

植物可以通過代謝過程降解污染物或通過酶等物質(zhì)分解體內(nèi)的污染物。據(jù)Cay等研究， 在生長季植物樹冠的吸收作用可使大氣中的H+、NO3-和NH4+減少50 %～70 %， NH3幾乎被全部吸收。Sandermann認為，植物含有代謝異生素的專性同功酶及相應(yīng)基因，以束縛保存代 謝產(chǎn)物。如過氧化物酶、脫鹵酶、硝基還原酶等可直接降解大氣中的有機污染物。另據(jù)Gordan 用同位素標記實驗證明，植物中的酶可以降解三氯乙烯，最終形成二氧化碳和氯氣。

1.3植物轉(zhuǎn)化和固化

植物通過其生理過程可將污染物轉(zhuǎn)化為其他形態(tài)以降低對自身的毒性，如將空氣中氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮氣或植物體內(nèi)的氮素；利用專性植物體內(nèi)的超氧化物歧化酶、過氧化物酶等吸收并轉(zhuǎn)化臭氧。植物還能吸收有害物質(zhì)并同化到自身體內(nèi)，如大氣有害物質(zhì)中的硫、碳、氮等都是植物生命活動所需的營養(yǎng)元素，植物通過氣孔將二氧化碳、二氧化硫等吸入體內(nèi)，參與代謝，最終以有機物的形式儲存在氨基酸和蛋白質(zhì)中。可以起到調(diào)控大氣中二氧化碳濃度平衡及緩解“溫室效應(yīng)”的作用。

1.4中和緩沖作用

據(jù)研究，闊葉林對酸沉降有很強的緩沖作用。植物通過葉表面吸附的K+Ca2+等陽離子可與H+進行交換，或與葉片中淋失的弱堿與強酸中和形成鹽，從而吸收消耗H+，降低酸雨濃度。針葉樹種雖然可能由于吸收NH+、釋放H+而使降雨酸化，但其冠層及凋落物的緩沖作用仍可起到減輕酸雨危害的作用。一般說來，針闊混交林凈化大氣效果更好。

2、大氣污染的類型和植物修復

近地面的大氣污染主要包括物理性大氣污染、生物性大氣污染和化學性大氣污染等。現(xiàn)在的大氣污染主要是多種大氣污染物混合或者復合形成的，并且污染物具有長時間、長距離的遷徙能力和干濕沉降特征等。植物由于其特殊的生態(tài)構(gòu)造可以對大氣中的不同高空的污染物進行清除，達到對空氣污染的修復作用和凈化作用。

2.1 物理性大氣污染的植物修護

粉塵污染屬于物理性大氣污染，而綠色植物對于低空的粉塵具有有效的控制作用，通常稱這種現(xiàn)象為滯塵。由于滯塵量與植物的種類、種植密度、生長情況以及氣候條件等都有密切的關(guān)系，所以在采用植物修復大氣的時候需要保證植物的總?cè)~面積大、葉面有很多絨毛且較為粗糙、能夠分泌出油性的物質(zhì)等，幫助防塵區(qū)防塵林的有效建立。這些植物主要包括核桃樹、板栗樹、側(cè)柏等。

2.2生物性大氣污染的植物修護

空氣中含有多種生物菌，這些微生物包括芽孢桿菌類、無色桿菌類、一些防線菌、酵母菌和真菌等。同時在空氣中含有一些致病的微生物，這些病菌和真菌屬于大氣污染的生物污染。生物污染的病原體能夠附著在空氣的塵埃和飛沫上再隨著空氣的流通進行傳播，綠色植 物具有滯塵的作用，能夠在植物附著塵埃后減少病原體在空氣中的流通，減少傳播的可能性。同時綠色植物會分泌具有殺菌作用的物質(zhì)，及時減少病菌，因此植物對生物性的大氣污染有有效的控制作用和修復大氣功能。

2.3化學性大氣污染的植物修復

大氣環(huán)境中有多種有毒害的化學污染物，這稱為化學性大氣污染，化學污染也是現(xiàn)在空氣污染的主要污染源。植物可以及時檢測大氣的化學性污染，吸收大氣中的毒害物質(zhì)。最簡單的是植物通過光合作用對空氣進行凈化，吸收毒害物質(zhì)。植物有多種途徑修復化學的大氣污染，修復機理和影響因素介紹如下。

（1）植物的吸收修復

用植物進行大氣的污染修復是利用植物的吸附和吸收作用，這個過程主要是控制和去除，控制塵埃，去除毒害物質(zhì)。植物對于空氣的污染的處理主要是通過植物葉表面的氣孔進行呼吸作用時，將空氣中的塵埃和毒害物質(zhì)進行吸附和處理。但吸附是一個物理處理過程， 因此對植物的葉表面具有較高的要求。通過實驗證明植物親脂性的有機污染物能夠被植物葉面所吸附，因此，說明親脂性的有機物污染的清除靠植物處理是最有效的，吸附是大氣污染清除的第一步。

（2）植物的降解和轉(zhuǎn)化修復

植物能夠通過自身的代謝降解污染物或者通過自身產(chǎn)生的物質(zhì)酶進行污染物的分解。 植物修復在修復期間需要不停釋放出降解菌，因此造成植物的本體負擔增大，降低或者減少 滯塵和分解毒害物質(zhì)，對這個問題的解決方法是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，讓植物的降解污染的作用得到高效的表達。植物的轉(zhuǎn)化是指植物在吸收污染物后通過自身的生理過程將污染物轉(zhuǎn)化成另一種形態(tài)，但是轉(zhuǎn)化與降解是不同的，植物對污染物的轉(zhuǎn)化不能保證其轉(zhuǎn)化結(jié)果是無害的，而降解是將有毒害的物質(zhì)降解成可利用或者不危害環(huán)境及人身安全的物質(zhì)，因此植物的轉(zhuǎn)化研究的主要目的是控制植物對毒害污染物的轉(zhuǎn)化結(jié)果，這是有利于環(huán)境保護的。

3、結(jié)束語

總之，城市綠化植物是城市生態(tài)系統(tǒng)中唯一執(zhí)行自然“納污吐新”負反饋機制的系統(tǒng)，起著消納、吸收、凈化城市廢棄物，供給新鮮空氣的作用，對改善生態(tài)環(huán)境、促進人們身心健康和保障社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有著不可替代的作用。

參考文獻

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