大气污染的植物修复①VIP免费

2002年第3期土壤·113·大气污染的植物修复①骆永明查宏光宋静李华（中国科学院南京土壤研究所南京210008）摘要本文综述了近年来国际上利用植物修复大气污染的研究现状与趋势。认为人类可以有意识地选择单一的或组合的野生植物和人工植物，利用植物对大气污染物的吸附、吸收、转化、同化、降解等功能，形成和发展经济、高效、持续、安全的大气污染绿色修复理论和技术，实现污染大气环境的生物修复关键词大气污染；植物修复大气污染是大气中污染物含量达到一定程度，对环境、生态和人体健康产生影响或造成损害的现象。随着世界各地工业化、城市化和现代化的迅速发展，由人为因素造成的大气污染已成为人类无法回避的现实问题。大气中一次污染物与二次污染物的复合污染，有机污染物与无机污染物的混合污染和颗粒物、颗粒携带污染物与气态污染物的交织污染，已直接或间接地威胁到了陆地生态系统和人类自身的健康与生存。控制和治理大气污染是维持和提高区域性和全球性环境质量、保障生态环境卫生和人体健康的迫切需要，也是社会经济可持续发展的重大需求。利用植物修复技术来治理大气污染尤其是近地表大气的混合污染是近年来国际上正在加强研究和迅速发展的前沿性新课题。大气污染的植物修复是一种以太阳能为动力，利用植物的同化或超同化功能净化污染大气的绿色植物技术。这种生物修复过程可以是直接的，也可以是间接的，或者两者同时存在。植物对大气污染的直接修复是植物通过其地上部分的叶片气孔及茎叶表面对大气污染物的吸收与同化的过程，而间接修复则是指通过植物根系或其与根际微生物的协同作用清除干湿沉降进入土壤或水体中大气污染物的过程。最近，Omasa等［1］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的超同化植物（hyperassimilator）的概念。超同化植物可将含有植物所需营养元素的大气污染物如氮氧化合物、硫氧化合物等，作为营养物质源高效吸收与同化，同时促进自身的生长。这种现象也可称为超同化作用（hyperassimilation）。近来，Morikawa和Takahashi[2]提出了另一概念，即所谓的“气－气转化植物”。随着对大气污染的植物修复研究的不断深入，更多的新概念和新内容补充到现有的这种绿色生物修复理论与技术体系中是可以预料的。应该指出的是实际上植物对大气污染的净化作用很早就被注意到并得到应用，例如，在公路边种植植物以减轻汽车造成的污染和在一些化工厂或类似的人为污染源附近种植大量植物来减轻污染并美化环境等。然而，明确地提出大气污染的植物修复却不仅仅是一个新的名词，而是环境污染植物修复这一技术的理论体系不断发展的结果，其中包括污染大气的植物修复分子机理的揭示、有关植物生理方面研究进展的取得，以及用来提高植物修复功能的手段尤其是基因工程技术的突破。①国家杰出青年科学基金项目（40125005）和中国科学院南京土壤研究所土壤与环境联合开放研究实验室项目资助。·114·土壤2002年第3期利用植物修复大气污染的技术及其原理的研究在国际上正在崛起，发展潜力很大，应用前景明显。这种新动向和新趋势已受到国内学者的注意，但是有关的专门研究在国内还非常有限。污染土壤和水体环境的植物修复［3，4］已成为国内外环境污染修复前沿领域的热门研究课题。在本文，作者将对污染大气特别是化学性污染大气环境的植物修复作一综述性介绍，旨在推动国内有关大气污染的植物修复的理论创新和技术进步。1大气污染类型与植物修复近地表大气中污染物一般可分成3大类：物理性污染物、生物性污染物和化学性污染物，因而，相应地有物理性大气污染、生物性大气污染和化学性大气污染。污染的大气环境中通常有多种污染物复合或混合，并且污染物具有长距离迁移和干湿沉降等特性。由于植物的种类、群落及其生态习性与功能的差异，不同的植物可以在不同的时空尺度上对近地表（包括室内）空气污染进行修复与净化。粉尘是主要的物理性大气污染物。绿色植物都有滞尘的作用，但其滞尘量的大小与树种、林带宽度、种植状况和气象条件有关。总叶面积大、叶面粗糙多绒毛、能分泌粘性油脂或浆汁的物种，如核桃、板栗、臭椿、侧柏等可被选为滞尘树种，用于防...