植物監(jiān)測(cè)在大氣污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

衣海波

摘要：大氣污染的過(guò)程中，其污染作用會(huì)在植物上有一定程度的反映，并且這種反映是可見(jiàn)的。不同的植物，對(duì)大氣污染物的反應(yīng)情況有所差異，有的植物具有較強(qiáng)的抵抗力，因此污染反應(yīng)不會(huì)十分明顯，有的植物抵抗力差，其反應(yīng)就會(huì)比較敏感。而在大氣污染監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，利用植物的這種反應(yīng)，對(duì)環(huán)境污染指標(biāo)進(jìn)行確定和判斷的方法，就是植物監(jiān)測(cè)。本文就以植物監(jiān)測(cè)在大氣污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行幾方面研究。

關(guān)鍵詞：植物監(jiān)測(cè)；大氣污染監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

植物監(jiān)測(cè)是一種有效的大氣污染監(jiān)測(cè)手段，以孢子植物為例，其地衣具有良好的大氣污染指示性，不僅能夠?qū)Υ髿庵械亩趸蜻M(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能夠?qū)Ψ瘹?、氯等有毒氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即便是大氣中的有毒物質(zhì)含量甚微，也會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，因此屬于反應(yīng)極為敏感的植物，非常適合用于植物監(jiān)測(cè)。同樣的，還有很多植物也具有這樣的高敏感性，利用這些植物進(jìn)行大氣污染檢測(cè)，為大氣污染防治提供了更為有利的依據(jù)和支持。

一、植物監(jiān)測(cè)大氣污染物的機(jī)理

在對(duì)大氣污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，植物是非常有效的生物監(jiān)測(cè)器。在生物系統(tǒng)中最容易受到大氣污染的就是植物，與動(dòng)物系統(tǒng)相比來(lái)說(shuō)，其反應(yīng)更具靈敏性。而對(duì)于植物自身來(lái)說(shuō)，可以依據(jù)較大的綠葉面積與氣體進(jìn)行交換。但植物嚴(yán)重缺乏動(dòng)物循環(huán)系統(tǒng)緩沖外界因素的影響，其自身具備固定性特點(diǎn)，沒(méi)有辦法預(yù)防污染物對(duì)其的危害。所以，在一定程度的污染環(huán)境下，植物的葉子就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的特征，運(yùn)用葉片的危害程度和相關(guān)數(shù)據(jù)，才可以表現(xiàn)出當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的污染情況。由此可見(jiàn)，只有通過(guò)植物對(duì)生物狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這是最普通的一種方法。對(duì)于這種方法來(lái)說(shuō)，是任何電子儀器沒(méi)有辦法相比的，所以，可以作為我國(guó)當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量的指示植物。對(duì)于指示植物來(lái)說(shuō)，其自身是一種化學(xué)監(jiān)測(cè)器，在可以對(duì)人類引起的環(huán)境因素進(jìn)行識(shí)別。反之，監(jiān)測(cè)植物不僅可以感受到污染物的存在，還可以展示出污染的程度。因此，對(duì)于這個(gè)敏感的生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以展示出一個(gè)地區(qū)污染物的變化程度，并且與環(huán)境污染的整體水平有著密不可分的聯(lián)系。

二、植物監(jiān)測(cè)大氣污染物的優(yōu)勢(shì)分析

（一）綜合性：理化監(jiān)理主要是針對(duì)不同成分列別與含量，但是在生物有機(jī)體影響方面卻不能明確。而不同分子與離子之間既存在協(xié)同作用，又存在拮抗作用。生物監(jiān)測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)綜合反應(yīng)污染對(duì)生物影響效應(yīng)的監(jiān)測(cè)。

（二）富集性：生物能夠從環(huán)境中富集某些元素，并可以借助不同的方式，這是生物的一個(gè)顯著特點(diǎn)。如果使用理化監(jiān)理對(duì)其進(jìn)行分析，無(wú)法得到有效結(jié)果，唯有生物監(jiān)測(cè)手段才能夠?qū)崿F(xiàn)。

（三）靈敏性：低濃度污染侵入環(huán)境之后，生物可以與其快速發(fā)生反映，因此能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染，并進(jìn)行預(yù)報(bào)。比如一旦空氣中二氧化硫濃度到了3～14mg/m3時(shí)，人們才可以問(wèn)道刺鼻的氣溫，而紫花苜蓿在0.9mg/m3時(shí)就會(huì)出現(xiàn)癥狀。如果使用唐菖蒲監(jiān)測(cè)氟化物，那么空氣中的污染物在十億分之一的時(shí)候，其葉子就會(huì)發(fā)生干枯的癥狀，人類通過(guò)觀察其反應(yīng)，就可以得知空氣是否存在污染，目前一般的儀器，是達(dá)不到這樣的監(jiān)測(cè)效果的。

（四）經(jīng)濟(jì)方便：生物監(jiān)測(cè)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，是成本低廉，它不需要先進(jìn)的儀器，借助植物體內(nèi)所積累污染物數(shù)量關(guān)系，就可以監(jiān)測(cè)出污染的狀況，這是目前所有儀器的靈敏度都無(wú)法達(dá)到這樣效果，生物監(jiān)測(cè)可以克服理化監(jiān)測(cè)的缺陷，提高監(jiān)測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性。

（五）多功能性：植物不僅可以達(dá)到監(jiān)測(cè)的目的，而且還可以吸收有害氣體、凈化水體和土壤、吸滯灰塵、降噪殺菌、改善小氣候、美化環(huán)境以及調(diào)節(jié)人的精神等多重功能。同時(shí)植物監(jiān)測(cè)可以測(cè)得環(huán)境污染物的毒性強(qiáng)度和總毒性，以總毒性來(lái)確定污染容許量，作為制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的參考依據(jù)。

三、植物監(jiān)測(cè)在大氣污染監(jiān)測(cè)中應(yīng)用

（一）可見(jiàn)傷害癥狀的應(yīng)用

當(dāng)植物受到大氣污染物的危害之后，就會(huì)隨污染物的程度發(fā)生變化。當(dāng)污染物濃度較低的情況下，對(duì)于一部分比較敏感的植物，就會(huì)出現(xiàn)危害的狀況。而對(duì)于一些中等植物來(lái)說(shuō)，當(dāng)污染程度較高的情況下，就會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。在一個(gè)地區(qū)的污染程度，如果只有敏感植物出現(xiàn)癥狀，證明這個(gè)地區(qū)的污染程度較輕。反之，當(dāng)污染程度比較嚴(yán)重的情況下，敏感植物就會(huì)出現(xiàn)生命危害。由此證明，對(duì)于不同程度的植物來(lái)說(shuō)，可以作為監(jiān)測(cè)污染情況的生物監(jiān)測(cè)器。所以，我國(guó)現(xiàn)階段人們逐漸通過(guò)一些敏感植物，作為污染物的生物監(jiān)測(cè)器，采取科學(xué)合理的方法，確定一個(gè)地區(qū)的污染的等級(jí)和情況。除此之外，對(duì)于自身植物具備遺傳特性和栽培條件限制的影響，導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中受到約束。

（二）地衣作為生物監(jiān)測(cè)器

對(duì)于地衣植物來(lái)說(shuō)，主要屬于真菌和藻類共生的低等植物，對(duì)于大氣污染的監(jiān)測(cè)讀非常敏感，但在一般的城市和人口密集的城市，是很難找到地衣。所以，在這種情況下，就可以依據(jù)一個(gè)地區(qū)地衣的數(shù)量，判斷當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的污染程度。對(duì)于地衣這種植物來(lái)說(shuō)，主要是依附在樹(shù)皮上，這就可以將地衣移植到污染地區(qū)，依據(jù)其植物的變化，判斷這個(gè)地區(qū)的污染嚴(yán)重程度。另外，在通過(guò)地衣這種植物對(duì)污染程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，最大的困難就是分類工作，導(dǎo)致他與其他植物更難掌握，而且對(duì)其研究的學(xué)者數(shù)量也非常少。

（三）植物體內(nèi)污染物含量

對(duì)于不同類別的植物來(lái)說(shuō)，可以對(duì)相關(guān)的污染物進(jìn)行吸附，所以，就經(jīng)常被用為大氣監(jiān)測(cè)的重要材料。在具備污染程度的城市和地區(qū)，經(jīng)常會(huì)具有天然分布和人工和種植的相關(guān)植物，對(duì)植物實(shí)際變化進(jìn)一步分析，就可以判斷一個(gè)地區(qū)的污染程度和情況。而對(duì)于植物來(lái)說(shuō)，自身也具備較強(qiáng)的集合作用，及時(shí)在污染程度比較輕的地區(qū)和城市，也可以獲取相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和資料。另外，對(duì)于一部分植物來(lái)說(shuō)，還可以有效的吸附污染物，還可以被作為長(zhǎng)時(shí)間的污染濃度采樣器。對(duì)于自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀器來(lái)說(shuō)，需要在規(guī)定的范圍之內(nèi)，獲取科學(xué)合理的數(shù)據(jù)。在對(duì)其監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，需要將植物監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，保障最終可以獲取比較全面的資料。

對(duì)于樹(shù)木來(lái)說(shuō)，需要通過(guò)長(zhǎng)期養(yǎng)育的植物，而且不同類別的樹(shù)木，成長(zhǎng)的時(shí)間也各不相同，每一個(gè)年輪內(nèi)積累的污染物，可以反映出當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的污染程度，尤其是在歷史資源不完善的地區(qū)，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有重要作用。但大部分的污染物在形成木材的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)形成不溶性化合物，一直堆積在木材中，導(dǎo)致其交易很難運(yùn)轉(zhuǎn)。木材主要來(lái)自于大氣和土壤，對(duì)大氣污染實(shí)際監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，還需要對(duì)土壤中的相關(guān)元素進(jìn)行全方面的了解，有效避免土壤實(shí)際狀況造成的影響。另外，還可以通過(guò)年輪的變化，對(duì)一個(gè)地區(qū)的污染程度進(jìn)行了解，而且實(shí)際污染程度與木材的生長(zhǎng)程度有著密切的關(guān)系。除此之外，還需要對(duì)進(jìn)水量的影響因素格外重視。

而對(duì)于苔鮮袋來(lái)說(shuō)，主要是將苔鮮植物裝入尼龍網(wǎng)袋中，然后作為收集大氣沉降物的主要工具，對(duì)于這種方法，在我國(guó)現(xiàn)階段已經(jīng)得到標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢(shì)，并且在各個(gè)地區(qū)得到了廣泛的推廣和實(shí)施。而苔鮮袋也是一種植物采樣器，不僅可以手機(jī)大氣中的重金屬物質(zhì)，還可以具備較強(qiáng)的收集能力。

苔蘚是僅次于地衣的指示植物，當(dāng)受到大氣污染時(shí)，苔蘚會(huì)出現(xiàn)明顯的黑斑或褐化現(xiàn)象；葉片下表面產(chǎn)生特殊銀灰色光澤；植物體內(nèi)葉綠體遭受破壞，導(dǎo)致苔蘚植物葉片的褐化或白化，或出現(xiàn)嚴(yán)重的黃萎癥狀；長(zhǎng)期污染下的苔蘚植物群落發(fā)生嚴(yán)重的衰退，在污染地區(qū)的物種多樣性將不斷減少直至苔蘚種群消失。日本對(duì)市區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村等地的苔蘚分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)：①在市區(qū)公園、工業(yè)區(qū)包括郊區(qū)和城鎮(zhèn)的中心，苔蘚植物極少見(jiàn)，僅出現(xiàn)于多樹(shù)木的公園、祠堂和廟宇周圍，這一帶SO2的質(zhì)量濃度為0.1～0.14mg/m3。②在市區(qū)外圍和臨近區(qū)，樹(shù)木上有豐富的與市區(qū)中相同種的苔蘚植物，該地區(qū)SO2質(zhì)量濃度為0.06～0.1mg/m3。③在郊區(qū)、農(nóng)村，樹(shù)木上有許多種類的苔蘚植物，SO2質(zhì)量濃度為0.03～0.06mg/m3。④完全到農(nóng)村，SO2質(zhì)量濃度在0.03mg/m3以下，苔蘚植物能夠完全生長(zhǎng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

植物監(jiān)測(cè)是一種有效的大氣污染監(jiān)測(cè)手段，目前在我國(guó)大氣污染監(jiān)測(cè)中應(yīng)用十分廣泛，其具有綜合性、靈敏性、經(jīng)濟(jì)性等很多有點(diǎn)，為我國(guó)大氣污染監(jiān)測(cè)作出了巨大貢獻(xiàn)。本文以植物監(jiān)測(cè)在大氣污染中的應(yīng)用為研究?jī)?nèi)容，首先分析了植物檢測(cè)機(jī)理，接著明確了植物監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)，最后對(duì)其具體應(yīng)用進(jìn)行闡述，希望文本研究能夠?yàn)槲覈?guó)大氣污染治理事業(yè)的發(fā)展盡一份綿薄之力。

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