植物对氟和硫的积累及其评价功能研究

信阳师范学院学报(自然科学版)Jour nal o f Xinyang N or mal U niver sity 第17卷　第1期　2004年1月(N at ur al Science Edition)V ol.17N o.1Jan.2004

・基础理论研究・

植物对氟和硫的积累及其评价功能研究

杨雪梅1,许亚洲2

(1.焦作工学院,河南焦作454000; 2.巩义市环保局,河南巩义451200)

摘　要:植物对于一定范围的大气污染物,不仅具有一定的抵抗力,而且具有相当程度的吸收有害气体的能力.本文对焦作市主要街道两侧绿色植物体内的氟化物和硫化物进行了测定.结果表明,绿色植物对大气中

的污染物有很强的吸收和富集作用,秋季叶片中硫和氟污染物的含量高于春季,且与污染强度相吻合.研究污

染物在植物体内的积累是监测和评价大气污染的十分有效的方法.

关键词:大气污染;植物监测;硫化物;氟化物;大气质量评价

中图分类号:X8 文献标识码:A 文章编号:1003-0972(2004)01-0061-03

焦作市是一个能源工业及化工基地,随着经济发展和都市化步伐加快,大气污染现象十分严重.由于大量燃煤导致二氧化硫污染十分严重,氟化物也是当前污染大气的主要有害气体之一,常对人体和植物造成严重危害.许多植物,特别是绿色树木对空气中的氟化物和硫化物具有一定的吸收、积累能力,其积累量常与大气中的含量正相关[1].因此利用绿色植物吸收空气中的污染物,充分发挥绿色植物净化污染的作用,在城市有限的空间中,科学配置抗污染性能强的植物种类,十分重要[2].本文选取焦作市主要街道两侧树木叶片中的硫化物和氟化物进行了监测,得出了叶片含氟量和含硫量随季节的变化规律.旨在为城市开展抗污绿化,生物净化,环境的生物监测与评价提供科学依据[3].

1　材料与方法

1.1　样品的采集与处理

监测硫化物的采样点分别选自解放路和民主路上的百货大楼、东方红广场、环保局、化工二厂、火车站、化工三厂;监测氟化物的采样点分别是青年路、百货大楼、万方铝厂、火车站、化工三厂;对照点选在污染较轻的人民公园和月季公园.在采样点周围100m范围内选3～5株树,每株树按方位采集叶片约500g,拿回实验室用自来水冲洗2～3次,再用蒸馏水冲洗2次,晾干后放入60～80℃烘箱中烘5～8h至恒重,将烘干样品研磨粉碎(叶柄及粗大的叶脉在研磨前应预先剔除),过60目筛.粉碎后的样品装入乙烯瓶中备用.

1.2　测定方法

1.2.1　氟化物测定方法

采用氟离子选择电极法测定氟化物[4].本法先以0.05mol/L HNO3浸提样品中的氟化物,再加入0.1mo l/L KOH继续浸提.以柠檬酸钠作总离子强度缓冲调节剂,用氟离子选择电极在pH值5～6条件下直接进行测定,由标准曲线查得对应的氟化物的浓度.

1.2.2　硫化物测定方法

本法是硝酸—高氯酸消化—硫酸钡比浊法[4].样品先经硝酸—高氯酸消解,消化过程结束后,样品中亚硫酸盐、有机硫等硫化物被氧化转化为硫酸盐,硫酸盐与氯化钡溶液反应生成白色细微硫酸钡沉淀,使溶液混浊.其混浊程度与水样中硫酸钡含量成正比,从而进行浊度测量.所需仪器:电热板, 721型分光光度计,25mL具塞比色管.

2　结果和评价

2.1　测定结果

硫化物的测定结果见表1,氟化物的测定结果见表2.测量结果表明,不同季节叶片硫化物和氟化物的差异很大,春季叶片含氟化物和硫化物较

　收稿日期:2003-09-12

　基金项目:河南省高校青年骨干教师资助项目

　作者简介:杨雪梅(1977-),女,河南周口人,硕士研究生,研究方向是环境生态与环境地质.

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低,秋季含量相对较高.其主要原因:(1)植物叶片从大气中吸收的污染物主要在叶片内积累,其体内的污染物含量与暴露时间成正相关[2].在空气中存活时间越长,植物体内积累的硫化物和氟化物越多.(2)植物叶片中污染物的含量与监测空气中污染物的浓度也成正相关,空气中该污染物浓度越大,植物叶片中积累该污染物的量也越多.(3)据有关资料[5],植物对污染物的敏感性因季节而变化.初春(4月底),树木的叶片刚刚展开,活跃的生理活动刚刚起步,因此对氟化物和硫化物吸收较少,而秋叶较高的污染物含量是由一个生长季节吸收积累而致.

表1　国槐树不同季节叶片含硫量

Tab.1Sulf ide contents in the leaves of

So p hora j a p onica in dif ferent season 编号监测点　

叶片含硫量(mg/g干重)

春季秋季1　百货楼 2.123 4.805

2　东方红广场 2.071 4.352

3　环保局 1.700 4.200

4　化工二厂 2.113 4.253

5　火车站 2.250 4.758

6　化工三厂 2.301 5.127

　龙源湖 1.282 2.651

表2　梧桐树不同季节叶片含氟量

Tab.2Fluoride contents in the leaves of

phoenix tree in diff erent season

编号监测点

叶片含硫量(mg/g干重)

春季秋季1　火车站1392

2　化工三厂14105

3　百货楼1290

4　青年路7.580

5　万方铝厂24128

　龙源湖 5.536.5

2.2　污染分级

分析不同采样点叶片含硫量和含氟量,结果表明,不同地点叶片含硫量和含氟量有很大差异,车流量大以及工厂附近的地区叶片含量就高,而且由市区向郊区有逐渐递减的趋势.此外,在化工三厂附近,绿化情况较差,而且长期受硫化物和氟化物等污染物质的影响,许多植物长势不好,降低了植物对污染物的净化能力.根据污染区和对照区叶片硫化物和氟化物的含量,我们采用污染指数法对大气污染程度进行分级,并绘出了春季和秋季各监测点硫化物和氟化物的污染分级图(见图1、图2).

I cp=C m/C k

式中,I cp为各采样点的含污量指数;C m为监测点的样品含污量;C k为对照点的植物样品含污量.

I清洁区:I cp<1.5;II轻污染区:I cp为1.51～

2.7;III中污染区:I cp为2.71～4.0;IV重污染区:

I cp>4.

0.

图1　春季和秋季硫化物的污染分级图

Fig.1Pollution grade chart of sulfide

in spring and

autumn

图2　春季和秋季氟化物的污染分级图

Fig.2Pollution grade chart of f luoride

in spring and autumn

3　讨论

(1)叶片中污染物含量随季节有明显的差异,充分反映了植物具有吸收和富集污染物的能力,这为利用植物监测大气污染情况提供了依据.生物监测虽不像理化监测那样能精确地测出各种污染物浓度,但它不受仪器限制,而且普及面广,可直接反映出大气污染对生态系统的影响强度,综合评价大气环境质量.

(2)污染较为严重的地区叶片中污染物含量明显高于对照区,这与大气监测结果相符合,这一结果验证了生物监测的可行性.硫化物主要是由于大

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