探討植物在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

常 青

石家莊市環(huán)境監(jiān)控中心 河北 石家莊 050000

引言

現(xiàn)如今,關(guān)于環(huán)境問(wèn)題,大氣污染是比較嚴(yán)峻且重要的話題,由于工業(yè)化城市的不斷發(fā)展,不少?gòu)U氣和污染物排放到大氣中,再加上城市化發(fā)展引起的一系列汽車(chē)尾氣的排放,更是加重了大氣環(huán)境的負(fù)擔(dān)。這些污染物中含有大量的鉛汞等有害物質(zhì),會(huì)加重人體身體負(fù)擔(dān),從而引發(fā)各種疾病,尤其是呼吸道方面的疾病,利用敏感植物可以對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行有效地監(jiān)測(cè),并及時(shí)做出相應(yīng)策略。

一、監(jiān)測(cè)原理

植物對(duì)大氣污染的監(jiān)測(cè)主要表現(xiàn)為植物對(duì)大氣污染所表現(xiàn)的一切生長(zhǎng)反應(yīng)。因?yàn)橹参锊煌谌祟?lèi),植物在生長(zhǎng)的過(guò)程中是直接利用表層葉子來(lái)進(jìn)行呼吸交換,與空氣的接觸面積更大,從而植物對(duì)環(huán)境污染這塊比人類(lèi)和其他生物要更加明顯。

比如當(dāng)空氣中的污染物或者某一種氣體超過(guò)植物所承受的范圍的時(shí)候,就會(huì)引起植物的外表出現(xiàn)一些反應(yīng),有的植物葉子表面出現(xiàn)斑點(diǎn),有的植物甚至可以直接死去,而植物的監(jiān)測(cè)原理正是運(yùn)用了這一點(diǎn),運(yùn)用植物對(duì)大氣環(huán)境敏感性的特點(diǎn),通過(guò)直觀的、外在的表現(xiàn)模式,從而被人們加以利用。

二、常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)植物和癥狀

在當(dāng)前的研究中,指示植物最常用于SO2、NO2、O3、氯、氟化物等的監(jiān)測(cè),這些元素的含量在大氣環(huán)境中的占比會(huì)通過(guò)指示性植物的反應(yīng)來(lái)判斷,具體如下:

(一)NO2。用于監(jiān)測(cè)空氣中NO2的濃度最常用的植物主要有:番茄、馬鈴薯、洋蔥等,在光線比較弱的情況下,則很多植物就不能進(jìn)行光合作用,當(dāng)大氣環(huán)境中的NO2濃度高于5～6 mg/m3時(shí),這些植物的葉子就會(huì)出現(xiàn)特定的癥狀。

(二)SO2。用于監(jiān)測(cè)空氣中SO2的濃度最常用的植物主要有:棉花、月季、玫瑰、黃瓜、地瓜、馬尾松以及苜蓿等,當(dāng)空氣中的SO2濃度高于3.4mg/m3時(shí),這些植物的葉子也會(huì)出現(xiàn)某些特征。

(三)O3。用于監(jiān)測(cè)空氣中O3的濃度最常用的植物主要有:丁香、燕麥、牡丹等,當(dāng)空氣中的O3濃度在兩個(gè)小時(shí)或高于兩個(gè)小時(shí)持續(xù)超過(guò)1～26mg/m3時(shí),這些植物的葉子就會(huì)出現(xiàn)某些特征。

(四)氯。用于監(jiān)測(cè)空氣中氯的濃度最常用的植物主要有:蘿卜、白菜、向日葵、桃樹(shù)、木棉還有落葉松等,在3～5h之后,如果空氣中的氯含量在0.15～3mg/m3之間,這些植物的葉子就會(huì)出現(xiàn)受損的狀態(tài)。

(五)氟化物。用于監(jiān)測(cè)空氣中氟化物的濃度最常用的植物主要有:大蒜、葡萄、柑橘、郁金香等,在2～3h之后,如果空氣中的氯含量在9～10mg/m3之間,這些植物的葉子表皮就會(huì)出現(xiàn)受損的癥狀。

三、指示植物所要具備的特征

以上講述的這些只是一小部分,但也并不是所有的植物都能夠做指示性植物,它們需要滿足以下幾個(gè)條件:

(一)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果具有一致性。也就是針對(duì)同一類(lèi)型的植物,在對(duì)某一種大氣環(huán)境中的氣體進(jìn)行測(cè)量時(shí),在特定的環(huán)境下,它們都能夠做出相同的或者比較接近的反應(yīng)。

(二)對(duì)大氣污染物能夠準(zhǔn)確反映。這表現(xiàn)為植物在生長(zhǎng)的期間,它的葉子或根莖能夠準(zhǔn)確地表達(dá)它對(duì)空氣中大氣污染物的反應(yīng)。

(三)植物具有一定的生長(zhǎng)周期。用來(lái)作為指示性植物的生長(zhǎng)周期要盡可能地比較長(zhǎng),而且在栽培方面要比較容易,能夠很好地繁殖,這類(lèi)的植物能夠留給專家更多的時(shí)間去觀察,以便于更好地得出結(jié)論。

(四)地理位置分布廣泛。我國(guó)地域遼闊,不同的省份內(nèi)的空氣質(zhì)量也不相同,這就在一定程度上要求指示性植物具有分布廣泛的特性,監(jiān)測(cè)人員可以利用這一點(diǎn)特征對(duì)不同地區(qū)的大氣污染作出評(píng)測(cè)。

三、植物在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的主要方法

(一)地衣、苔蘚監(jiān)測(cè)法。此類(lèi)監(jiān)測(cè)法是最常用的一種方法,因?yàn)榈匾潞吞μ\對(duì)空氣中的特定污染物比較敏感,而且比較滿足指示性植物的所有特征,用地衣和苔蘚進(jìn)行大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的方法主要有:

1.生長(zhǎng)在樹(shù)干上的苔蘚一般都比較敏感,可以把它移植到其他地區(qū)同類(lèi)的苔蘚旁,根據(jù)特定的大氣環(huán)境,觀察他們所做出的不同反應(yīng)特征,從而有利于對(duì)大氣環(huán)境污染度的監(jiān)測(cè)。

2.在同一個(gè)監(jiān)測(cè)地區(qū)設(shè)置不同種類(lèi)的苔蘚,包括對(duì)數(shù)量也可以進(jìn)行控制,通過(guò)它們對(duì)空氣中的特定含量做出的反應(yīng)研究大氣環(huán)境中的污染物。

(二)植物體內(nèi)污染物含量監(jiān)測(cè)法。此種檢測(cè)方法一般適用于生長(zhǎng)周期比較長(zhǎng)的一些植物,主要是觀察植物生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)大氣污染物的吸收所做出的的常年累計(jì)反應(yīng),此種監(jiān)測(cè)方法在眾多方法中算是比較可靠的。

主要是通過(guò)植物的葉片、年輪以及根莖樹(shù)干等來(lái)分析大氣中的污染物含量,植物的葉片和根莖等常年暴露在空氣中,與空氣的接觸度比較高,生長(zhǎng)中對(duì)其做出的反應(yīng)也比較明顯。植物的年輪是多年生長(zhǎng)成果的總結(jié),每一年的環(huán)境變化都能夠在年輪中體現(xiàn),大氣環(huán)境中的污染元素可直接作用于喬木的年輪中,是很好的研究素材。

(三)生理指示法。植物在生長(zhǎng)過(guò)程中,對(duì)某一特定的污染物所做出的生理反應(yīng)就是生理指示法,在一定程度上類(lèi)似于人類(lèi)的生理活動(dòng)。

(四)細(xì)胞遺傳法。特定的大氣環(huán)境是不會(huì)讓細(xì)胞發(fā)生變異的,除非空氣中的某種化學(xué)含量突然超標(biāo),細(xì)胞遺傳法主要是看植物在遺傳生長(zhǎng)的過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)部的變化,比較具有科學(xué)性。

三、植物在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮

(一)成本低。比較容易操作,植物是自然界自然的存在,在經(jīng)濟(jì)上節(jié)省了不必要的開(kāi)支,很多植物換個(gè)環(huán)境也能照樣存活,對(duì)生長(zhǎng)的環(huán)境要求也比較低。

(二)準(zhǔn)確度高。利用指示性植物對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)是具有一定的科學(xué)依據(jù)的,而且特定植物的數(shù)量也很多,比較具有準(zhǔn)確性。

(三)歷史性。年輪的變化是在這一方面最好的證明,植物具有一定的生長(zhǎng)周期,這種結(jié)果是長(zhǎng)年累月積累而來(lái)的。

(四)廣泛性。植物的種類(lèi)多樣,而且指示性植物在多種地區(qū)幾乎都普遍存在;另一方面,植物的多樣性又能對(duì)不同的植物生長(zhǎng)反應(yīng)做出研究。

總結(jié)

植物監(jiān)測(cè)在大氣環(huán)境中的應(yīng)用相當(dāng)普遍,而且具有多種優(yōu)點(diǎn),操作起來(lái)也比較簡(jiǎn)單,研究成本也普遍較低;隨著科學(xué)技術(shù)的提高和經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,人們對(duì)于指示性植物種類(lèi)的了解也在不斷地增加,而且監(jiān)測(cè)指標(biāo)也越來(lái)越豐富,在生物監(jiān)測(cè)技術(shù)里面,植物監(jiān)測(cè)是一種十分具有優(yōu)勢(shì)的監(jiān)測(cè)方法,具備良好的發(fā)展前景,因此,植物監(jiān)測(cè)應(yīng)該得到廣泛應(yīng)用和推廣。