探讨植物在大气环境监测中的应用

常 青

石家庄市环境监控中心 河北 石家庄 050000

引言

现如今,关于环境问题,大气污染是比较严峻且重要的话题,由于工业化城市的不断发展,不少废气和污染物排放到大气中,再加上城市化发展引起的一系列汽车尾气的排放,更是加重了大气环境的负担。这些污染物中含有大量的铅汞等有害物质,会加重人体身体负担,从而引发各种疾病,尤其是呼吸道方面的疾病,利用敏感植物可以对大气环境进行有效地监测,并及时做出相应策略。

一、监测原理

植物对大气污染的监测主要表现为植物对大气污染所表现的一切生长反应。因为植物不同于人类,植物在生长的过程中是直接利用表层叶子来进行呼吸交换,与空气的接触面积更大,从而植物对环境污染这块比人类和其他生物要更加明显。

比如当空气中的污染物或者某一种气体超过植物所承受的范围的时候,就会引起植物的外表出现一些反应,有的植物叶子表面出现斑点,有的植物甚至可以直接死去,而植物的监测原理正是运用了这一点,运用植物对大气环境敏感性的特点,通过直观的、外在的表现模式,从而被人们加以利用。

二、常见的监测植物和症状

在当前的研究中,指示植物最常用于SO2、NO2、O3、氯、氟化物等的监测,这些元素的含量在大气环境中的占比会通过指示性植物的反应来判断,具体如下:

(一)NO2。用于监测空气中NO2的浓度最常用的植物主要有:番茄、马铃薯、洋葱等,在光线比较弱的情况下,则很多植物就不能进行光合作用,当大气环境中的NO2浓度高于5～6 mg/m3时,这些植物的叶子就会出现特定的症状。

(二)SO2。用于监测空气中SO2的浓度最常用的植物主要有:棉花、月季、玫瑰、黄瓜、地瓜、马尾松以及苜蓿等,当空气中的SO2浓度高于3.4mg/m3时,这些植物的叶子也会出现某些特征。

(三)O3。用于监测空气中O3的浓度最常用的植物主要有:丁香、燕麦、牡丹等,当空气中的O3浓度在两个小时或高于两个小时持续超过1～26mg/m3时,这些植物的叶子就会出现某些特征。

(四)氯。用于监测空气中氯的浓度最常用的植物主要有:萝卜、白菜、向日葵、桃树、木棉还有落叶松等,在3～5h之后,如果空气中的氯含量在0.15～3mg/m3之间,这些植物的叶子就会出现受损的状态。

(五)氟化物。用于监测空气中氟化物的浓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,如果空气中的氯含量在9～10mg/m3之间,这些植物的叶子表皮就会出现受损的症状。

三、指示植物所要具备的特征

以上讲述的这些只是一小部分,但也并不是所有的植物都能够做指示性植物,它们需要满足以下几个条件:

(一)对监测结果具有一致性。也就是针对同一类型的植物,在对某一种大气环境中的气体进行测量时,在特定的环境下,它们都能够做出相同的或者比较接近的反应。

(二)对大气污染物能够准确反映。这表现为植物在生长的期间,它的叶子或根茎能够准确地表达它对空气中大气污染物的反应。

(三)植物具有一定的生长周期。用来作为指示性植物的生长周期要尽可能地比较长,而且在栽培方面要比较容易,能够很好地繁殖,这类的植物能够留给专家更多的时间去观察,以便于更好地得出结论。

(四)地理位置分布广泛。我国地域辽阔,不同的省份内的空气质量也不相同,这就在一定程度上要求指示性植物具有分布广泛的特性,监测人员可以利用这一点特征对不同地区的大气污染作出评测。

三、植物在大气环境监测中的主要方法

(一)地衣、苔藓监测法。此类监测法是最常用的一种方法,因为地衣和苔藓对空气中的特定污染物比较敏感,而且比较满足指示性植物的所有特征,用地衣和苔藓进行大气环境监测的方法主要有:

1.生长在树干上的苔藓一般都比较敏感,可以把它移植到其他地区同类的苔藓旁,根据特定的大气环境,观察他们所做出的不同反应特征,从而有利于对大气环境污染度的监测。

2.在同一个监测地区设置不同种类的苔藓,包括对数量也可以进行控制,通过它们对空气中的特定含量做出的反应研究大气环境中的污染物。

(二)植物体内污染物含量监测法。此种检测方法一般适用于生长周期比较长的一些植物,主要是观察植物生长过程中对大气污染物的吸收所做出的的常年累计反应,此种监测方法在众多方法中算是比较可靠的。

主要是通过植物的叶片、年轮以及根茎树干等来分析大气中的污染物含量,植物的叶片和根茎等常年暴露在空气中,与空气的接触度比较高,生长中对其做出的反应也比较明显。植物的年轮是多年生长成果的总结,每一年的环境变化都能够在年轮中体现,大气环境中的污染元素可直接作用于乔木的年轮中,是很好的研究素材。

(三)生理指示法。植物在生长过程中,对某一特定的污染物所做出的生理反应就是生理指示法,在一定程度上类似于人类的生理活动。

(四)细胞遗传法。特定的大气环境是不会让细胞发生变异的,除非空气中的某种化学含量突然超标,细胞遗传法主要是看植物在遗传生长的过程中细胞内部的变化,比较具有科学性。

三、植物在大气环境监测中的优点发挥

(一)成本低。比较容易操作,植物是自然界自然的存在,在经济上节省了不必要的开支,很多植物换个环境也能照样存活,对生长的环境要求也比较低。

(二)准确度高。利用指示性植物对环境进行监测是具有一定的科学依据的,而且特定植物的数量也很多,比较具有准确性。

(三)历史性。年轮的变化是在这一方面最好的证明,植物具有一定的生长周期,这种结果是长年累月积累而来的。

(四)广泛性。植物的种类多样,而且指示性植物在多种地区几乎都普遍存在;另一方面,植物的多样性又能对不同的植物生长反应做出研究。

总结

植物监测在大气环境中的应用相当普遍,而且具有多种优点,操作起来也比较简单,研究成本也普遍较低;随着科学技术的提高和经验的不断积累,人们对于指示性植物种类的了解也在不断地增加,而且监测指标也越来越丰富,在生物监测技术里面,植物监测是一种十分具有优势的监测方法,具备良好的发展前景,因此,植物监测应该得到广泛应用和推广。