城市大气污染的植物修复探析

常秀娟

摘 要：伴随我国经济的迅速增长， 工业化、城市化进程加速，城市迅速扩展，大量绿地被占用。城市人口膨胀，各种工业品如车辆等需求上升，使得能源消费量逐年增加，由此而产生的大气污染问题受到了广泛关注。文章主要就城市大气污染的植物修复作了相关的论述，以供大家参考借鉴。

关键词：城市 大气污染 植物修复

引言

城市大气中污染物一般可分成三大类：物理性污染物（粉尘）、化学性污染物和生物性污染物。大气污染对植物有一定的影响和危害，但另一方面，植物对于一定浓度范围内的大气污染物，不仅具有一定程度的抵抗力，而且也具有相当程度的吸收能力。因此，利用植物修复技术来治理大气污染，已经成为近年来正在加强研究和迅速发展的前沿性新课题。

1、植物修复大气污染物的机理

有关植物修复大气污染物的研究正在蓬勃兴起，国外已有相当多的研究，我国在20世纪 70年代末开始进行这方面的研究，但研究还很有限。植物可以通过其茎、叶表面的气孔吸收并同化大气污染物， 或通过根系、根际微生物的协同作用，清除大气干湿沉降进入土壤或水体中的大气污染物。其功能和方式主要有以下几方面：

1.1吸收与吸附

（1）植物体表附着、吸收

植物的枝干表面可以吸附吸收气体分子、固体颗粒及溶液中的离子。如O3、SO2等可以被吸附在植物叶面、枝干上的灰尘中，尤其是对污染物不敏感的植物均可吸附大量污染物。据研究，阔叶林的滞尘能力为10.11t/hm2，针叶林因生长周期长滞尘能力为33.2t/ hm 2。Om asa等提出了具有超吸收和代谢大气污染物能力的天然或转基因同化植物，这种植物可以将大气污染物作为营养物质源高效吸收、同化，促进自身生长，减轻大气污染。

（2）叶内积累

植物叶面的皮孔可以直接吸收并储存有害气体，尤其是当湿度增大时，植物对可溶性气体 的吸收量也大大增加。据报道，大气中约44%PAHs被植物吸收。Corneji等发现，植物可吸收空气中的苯、三氯乙烯和甲苯。因此根据植物的形态生理等形状的不同，各种植物对污染物的吸收量不尽相同。据调查，二氧化硫的吸收能力也以阔叶树最强，为12.0kg/hm2，柏类34.3 kg/ hm2 ，杉类、松类9.8kg/hm2。氟化物的吸收能力以阔叶树最强，最高可达4.68kg/hm2 ，果树其次，侧柏、油松等。

1.2代谢降解

植物可以通过代谢过程降解污染物或通过酶等物质分解体内的污染物。据Cay等研究， 在生长季植物树冠的吸收作用可使大气中的H+、NO3-和NH4+减少50 %～70 %， NH3几乎被全部吸收。Sandermann认为，植物含有代谢异生素的专性同功酶及相应基因，以束缚保存代 谢产物。如过氧化物酶、脱卤酶、硝基还原酶等可直接降解大气中的有机污染物。另据Gordan 用同位素标记实验证明，植物中的酶可以降解三氯乙烯，最终形成二氧化碳和氯气。

1.3植物转化和固化

植物通过其生理过程可将污染物转化为其他形态以降低对自身的毒性，如将空气中氮氧化物转化为氮气或植物体内的氮素；利用專性植物体内的超氧化物歧化酶、过氧化物酶等吸收并转化臭氧。植物还能吸收有害物质并同化到自身体内，如大气有害物质中的硫、碳、氮等都是植物生命活动所需的营养元素，植物通过气孔将二氧化碳、二氧化硫等吸入体内，参与代谢，最终以有机物的形式储存在氨基酸和蛋白质中。可以起到调控大气中二氧化碳浓度平衡及缓解“温室效应”的作用。

1.4中和缓冲作用

据研究，阔叶林对酸沉降有很强的缓冲作用。植物通过叶表面吸附的K+Ca2+等阳离子可与H+进行交换，或与叶片中淋失的弱碱与强酸中和形成盐，从而吸收消耗H+，降低酸雨浓度。针叶树种虽然可能由于吸收NH+、释放H+而使降雨酸化，但其冠层及凋落物的缓冲作用仍可起到减轻酸雨危害的作用。一般说来，针阔混交林净化大气效果更好。

2、大气污染的类型和植物修复

近地面的大气污染主要包括物理性大气污染、生物性大气污染和化学性大气污染等。现在的大气污染主要是多种大气污染物混合或者复合形成的，并且污染物具有长时间、长距离的迁徙能力和干湿沉降特征等。植物由于其特殊的生态构造可以对大气中的不同高空的污染物进行清除，达到对空气污染的修复作用和净化作用。

2.1 物理性大气污染的植物修护

粉尘污染属于物理性大气污染，而绿色植物对于低空的粉尘具有有效的控制作用，通常称这种现象为滞尘。由于滞尘量与植物的种类、种植密度、生长情况以及气候条件等都有密切的关系，所以在采用植物修复大气的时候需要保证植物的总叶面积大、叶面有很多绒毛且较为粗糙、能够分泌出油性的物质等，帮助防尘区防尘林的有效建立。这些植物主要包括核桃树、板栗树、侧柏等。

2.2生物性大气污染的植物修护

空气中含有多种生物菌，这些微生物包括芽孢杆菌类、无色杆菌类、一些防线菌、酵母菌和真菌等。同时在空气中含有一些致病的微生物，这些病菌和真菌属于大气污染的生物污染。生物污染的病原体能够附着在空气的尘埃和飞沫上再随着空气的流通进行传播，绿色植 物具有滞尘的作用，能够在植物附着尘埃后减少病原体在空气中的流通，减少传播的可能性。同时绿色植物会分泌具有杀菌作用的物质，及时减少病菌，因此植物对生物性的大气污染有有效的控制作用和修复大气功能。

2.3化学性大气污染的植物修复

大气环境中有多种有毒害的化学污染物，这称为化学性大气污染，化学污染也是现在空气污染的主要污染源。植物可以及时检测大气的化学性污染，吸收大气中的毒害物质。最简单的是植物通过光合作用对空气进行净化，吸收毒害物质。植物有多种途径修复化学的大气污染，修复机理和影响因素介绍如下。

（1）植物的吸收修复

用植物进行大气的污染修复是利用植物的吸附和吸收作用，这个过程主要是控制和去除，控制尘埃，去除毒害物质。植物对于空气的污染的处理主要是通过植物叶表面的气孔进行呼吸作用时，将空气中的尘埃和毒害物质进行吸附和处理。但吸附是一个物理处理过程， 因此对植物的叶表面具有较高的要求。通过实验证明植物亲脂性的有机污染物能够被植物叶面所吸附，因此，说明亲脂性的有机物污染的清除靠植物处理是最有效的，吸附是大气污染清除的第一步。

（2）植物的降解和转化修复

植物能够通过自身的代谢降解污染物或者通过自身产生的物质酶进行污染物的分解。 植物修复在修复期间需要不停释放出降解菌，因此造成植物的本体负担增大，降低或者减少 滞尘和分解毒害物质，对这个问题的解决方法是通过转基因技术，让植物的降解污染的作用得到高效的表达。植物的转化是指植物在吸收污染物后通过自身的生理过程将污染物转化成另一种形态，但是转化与降解是不同的，植物对污染物的转化不能保证其转化结果是无害的，而降解是将有毒害的物质降解成可利用或者不危害环境及人身安全的物质，因此植物的转化研究的主要目的是控制植物对毒害污染物的转化结果，这是有利于环境保护的。

3、结束语

总之，城市绿化植物是城市生态系统中唯一执行自然“纳污吐新”负反馈机制的系统，起着消纳、吸收、净化城市废弃物，供给新鲜空气的作用，对改善生态环境、促进人们身心健康和保障社会经济的可持续发展有着不可替代的作用。

参考文献

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[2]骆永华.大气污染的植物修复[J].土壤.2016（03）.

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