大气化学污染的植物净化研究进展

大气污染是人类面临的严重环境问题之一,植物除了可以监测大气的化学污染外,在近地表大气污染物的清除中起着重要作用。利用植物净化大气化学污染是一种经济、有效、非破坏型的环境污染修复方式,植物净化污染大气的思想及其技术对城市园林绿化、环境规划和生态环境建设等具有直接的指导意义和应用价值。文章简要介绍了大气化学污染植物净化的机理,综述了近年来利用植物净化大气无机污染物和有机污染物的研究成果,并展望了今后需要进一步研究的领域。植物净化化学性大气污染的主要过程是持留和去除:持留过程涉及植物截获、吸附和滞留等,去除过程包括植物吸收、降解、转化、同化和超同化等。利用生物学、化学、农学、土壤科学和环境科学等多学科交叉,筛选高效的净化植物、研究污染物在植物体内的转化机理和影响净化效果的因素、开发联合修复技术、培育转基因净化植物等是未来研究的主要方向。     

土壤多环芳烃污染根际修复研究进展

多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是环境中普遍存在的具有代表性的一类重要持久性有机污染物,具“三致性”、难降解性,在土壤环境中不断积累,严重危害着土壤的生产和生态功能、农产品质量和人类健康。修复土壤多环芳烃污染已成为研究的焦点。根际修复是利用植物-微生物和根际环境降解有机污染物的复合生物修复技术,是目前最具潜力的土壤生物修复技术之一。对国内外学者近年来在土壤多环芳烃污染根际修复的效果、根际修复机理和根际修复的影响因素方面的研究进展作了较系统的综述,并分别分析了单作体系、混作体系、多进程根际修复系统和接种植物生长促进菌根际修复系统对土壤多环芳烃的修复效果。指出根际环境对PAHs的修复主要有3种机制:根系直接吸收和代谢PAHs;植物根系释放酶和分泌物去除PAHs,增加根际微生物数量,提高其活性,强化微生物群体降解PAHs。并讨论了影响根际修复PAHs的环境因素如植物、土壤类型、PAHs理化性质、菌根真菌以及表面活性剂等。植物-表面活性剂结合的根际修复技术、PAHs胁迫下根际的动态调节过程、运用分子生物学技术并结合植物根分泌物的特异性筛选高效修复植物以及植物富集的PAHs代谢产物进行跟踪与风险评价将成为未来研究的主流。     

人工景观生态湖滨净化带植物的遴选

对水生植物处理生活污水的效果等展开了一些初步的研究。利用盆栽试验,比较了香蒲、美人蕉等8种水生植物的净化效果,所选的8种植物对污水均有不同程度的去除效果。挺水植物对污水的净化效果和耐污能力均优于沉水植物。利用水生植物处理生活污水,5 d的停留时间可以使污水达到较好的去除效果。挺水植物中美人蕉和水竹对污水的净化效果比香蒲和灯心草更好;沉水植物中伊乐藻的净化效果最好。植物对污水的净化效率有明显的季节差异,冬季污水净化效率低于夏秋两季,沉水植物在不同季节脱氮除磷效果有显著的差异。     

4种植物对水体中苯的净化效果及其抗性响应

以植物修复理论为基础,探寻对含苯废水具有较强耐受能力和较好净化效果的植物种类,为城市污水净化和河道绿化提供新型的植物材料。利用菊芋(Helianthus tuberosus L.)、旋覆花(Inula japonica Thunb.)、千屈菜(Lythrum salicaria L.)和红蓼(Polygonum orientale L.)4种耐水湿观赏植物为修复材料去除水体的苯,对其净化苯的效果进行了测定和比较,同时从生长状况和生理指标方面探讨了4种植物在苯胁迫下的抗性响应,包括生长量、细胞伤害指标、抗氧化酶、渗透调节物质和光合作用指标的变化。结果表明,处理30 d后4种植物对1.75 g·L~(-1)苯的去除能力大小顺序为红蓼(78.22%)菊芋(59.83%)旋覆花(26.94%)千屈菜(21.14%)。此外,苯胁迫对植物生长有一定的抑制作用,但是植物可以通过体内保护酶体系和渗透调节能力来抵御苯的胁迫,使其保持或恢复正常的叶绿素水平、光合能力,防止细胞因膜质过氧化程度加剧而受到伤害,4种植物对苯的耐受能力顺序为红蓼菊芋千屈菜旋覆花;抵御苯胁迫时酶体系保护能力强弱顺序为红蓼菊芋千屈菜旋覆花;通过渗透调节来抵御苯胁迫的能力大小为菊芋红蓼千屈菜旋覆花;在苯胁迫下保持和恢复光合作用能力的大小顺序为红蓼菊芋旋覆花千屈菜。总之,4种植物均对水体中的苯毒物具有较强的耐受能力和明显的净化效果,在现代城市污水综合治理及污水河道绿化中具有应用潜力,可以在水体环境工程实践中进一步研究。     

植物排放的羰基化合物及其与大气的交换

综述了植物来源的羰基化合物的研究结果,并着重总结了植物与大气之间羰基化合物的交换研究.羰基化合物在植物与大气之间的交换包括植物本身排放羰基化合物、羰基化合物沉降到植物叶片以及植物对羰基化合物的吸收和代谢3个过程.在植物周围空气中羰基化合物的浓度与交换补偿点的关系决定交换的方向:羰基化合物是被植物排放到大气中,还是沉降到植物叶面.当其在空气中的浓度低于补偿点时,植物排放羰基化合物;而当其在空气中的浓度高于补偿点时,羰基化合物沉降到植物叶面.作者还提出,与人类生活密切相关的景观植物的排放应受到格外的重视.利用植物代谢有害污染物的能力来净化空气,是植物修复技术在大气污染环境中的应用.筛选吸收、代谢污染物强的植物种类,科学搭配种类组成,建立不同类型的人工植物群落,以实现最佳植物净化效果.将环境科学与生态学、遗传学等多学科结合起来,探索更为理想的植物修复方法是未来的主要研究方向.     

梯级河滩湿地模型对受污染河水氮磷和CODCr的净化效果

在贾鲁河畔构建3组并联的梯级河滩湿地模型,引种9种不同类型的湿地植物进行筛选试验,将湿地模型串联运行比较研究3种不同植物配置的梯级湿地对受污染河水的净化效果,在此基础上设定12h和24h等两组不同水力滞留时间,研究延长滞留时间对水质净化效果的影响。试验结果表明：对氮磷和有机物的去除效果挺水植物明显好于沉水植物,其中茭草（Zizania caduciflora）、荆三棱（Scirpus fluviatilis）和狭叶香蒲（Typha angustifolia）去除效果最好;沉水植物和挺水植物对氨氮的去除表现好于浮叶植物;延长水力滞留时间对改善水质净化效果明显,滞留时间由12h延长到24h后,TN、TP、氨氮和CODCr去除率分别提高10.2%、21.7%、30.2%和12.9%,对氨氮的净化效果改善最为明显;挺水植物＋沉水植物＋浮叶植物组合较单纯挺水植物组合在对氨氮和TN去除效果方面表现出较明显的优势,主要是由于不同类型湿地植物所营造的好氧、厌氧环境提高了对氨氮和TN去除效果。研究结果证明在湿地植被组建中,根据进水水质,应灵活选择植物种类,进行合理的植物配置,可提高湿地的净化效果。     

6种观赏植物吸收甲醛能力比较研究

城市住宅的室内空气污染十分严重,甲醛已经成为中国目前室内空气中的首要污染物.在已有的报道中,盆栽观赏植物吸收甲醛的效果并未排除盆土的净化能力,由此植物净化效果显然缺乏科学性.选用6种常用室内观赏植物,将盆土与茎叶部分隔开,放入自行研制的甲醛熏蒸箱中,对植物进行熏蒸实验.测得熏蒸前后甲醛的变化量和植物叶面积,以净吸收率及单位叶面积甲醛减少量来比较6种植物吸收甲醛能力的大小.主要结论如下:(1)甲醛质量浓度是国际标准(0.08 mg·m~(-3))23倍情况下,6种观赏植物均能吸收空气中的甲醛,且因种类不同吸收能力大小不一.吸收甲醛能力排序为:广东万年青(Aglaonema modestum)>绿萝(Epipremnum aureum)>垂叶榕(Ficus benjamina)>虎尾兰(Sansevieria trifasciata)>龟背竹(Monstera deliciosa)>四季秋海棠(Begonia semperflorens-hybr.).单位叶面积植物吸收甲醛量依次为:广东万年青绿萝>虎尾兰>龟背竹>垂叶榕>四季秋海棠.(2)甲醛质量浓度是国际标准(0.08mg·m~(-3))57倍情况下,6种观赏植物吸收甲醛能力排序为:垂叶榕>虎尾兰>绿萝>广东万年青>龟背竹>四季秋海棠.单位叶面积植物吸收甲醛量依次为:虎尾兰>垂叶榕>龟背竹>广东万年青>绿萝>四季秋海棠.(3)根据净吸收率及单位叶面积吸收甲醛量的差异,将植物的吸收能力分为两类,吸收甲醛能力较强的植物有:广东万年青、绿萝、虎尾兰、龟背竹、垂叶榕(与空白组相比有显著性差异(P<0.05));较低的植物有:四季秋海棠(与空白组相比无显著性差异).     

复合空气污染净化液对人造板中甲醛的去除效率

目前,国内室内污染的治理方法主要有:物理吸附法、臭氧净化法、静电除尘法、负氧离子净化法、空气净化器、空气清新剂、甲醛捕捉剂等,这些方法中大多能耗较大,并且易产生二次污染,而复合空气污染净化液能够克服以上缺点,快速去除甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等多种有害物质.     

鳞片对维路提拉吸收大气污染物甲醛的影响

人工去除空气凤梨维路提拉叶表鳞片,通过比较鳞片的有无以及多少研究空气凤梨鳞片对吸收大气污染物甲醛的影响.结果发现,人工去除鳞片后,鳞片的翼状细胞几乎被完全去除,环状细胞和碟状细胞也被部分破坏,暴露出大量之前被覆盖的表皮细胞.所有植株均可有效吸收甲醛,没有去除鳞片的植株净化甲醛的能力明显高于去除鳞片的植株,但是鳞片的多少与净化甲醛能力并不成正比.本研究表明,叶表鳞片对甲醛的吸收存在重要的影响,但空气凤梨净化甲醛是一个复杂的过程,表皮细胞等其他结构可能也会影响甲醛的吸收.     

硝基芳香化合物的植物作用研究进展

硝基芳香化合物是环境中难以降解的污染物之一。因其用途广泛,大量残留于土壤,水体和大气中,造成的环境污染日趋严重。多种植物对该类污染物具有吸收、富集和代谢降解作用,利用植物对其环境污染进行治理是一种有效的方法。文章在总结国内外有关硝基芳香化合物的植物作用研究基础上,重点阐述了植物对硝基芳香化合物的吸收、转运和代谢过程,分析了吸收、代谢机理以及影响吸收的因素;硝基芳香化合物的理化特性、浓度和植物自身特性及其它外界条件都会影响植物对该类化合物的吸收,植物可以通过体内降解、体外联合代谢、根部释放酶催化的机制实现该类化合物的降解。目前,硝基芳香化合物进入植物细胞膜的机理认知不足,模拟模型缺乏有力数据验证;代谢机制中参与反应的酶、化合物等体系和反应产物环境特性仍不明确,植物修复可行性缺乏有力证据。未来将在模型预测构建、降解机理和修复工程的实际应用方面作进一步探究,以形成系统的认知,为硝基芳香化合物污染土壤和农产品的生态风险评价以及植物修复提供理论依据。     

石油污染对土壤-植物系统的生态效应

伴随着石油的工业化生产和利用,石油污染已经成为一个严重的环境问题.本文从土壤、植物个体、植物群落与生态系统等层次对石油污染的生态效应进行了系统总结.含有多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)、苯系物(Benzene、toluene、ethylbenzene和xylene,BTEX)等多种有毒物质的石油及其化工产品进入土壤-植物系统后会发生迁移.这不仅对土壤-植物系统的组成、结构、功能和服务产生影响,也会通过食物链危害人类健康.石油污染影响土壤水分状况、孔隙度等物理性质,土壤碳含量、养分含量等化学性质,以及土壤微生物群落组成和多样性、土壤酶活性等生物学性质.通常,石油污染会对大多数植物形成氧化胁迫,影响细胞膜透性,影响光合作用等生理活动,抑制植物生长,影响植物萌发、开花和结实.由于石油污染对植物个体的不同效应以及植物个体对石油污染的不同响应,石油污染对植物群落的影响存在3种基本模式,并最终导致植物群落生物量下降,物种多样性降低,植被盖度降低.进一步影响生态系统的生产力、稳定性和健康,最终危及生态系统的功能和服务.利用微生物、植物及其联合体菌根可以对石油污染物进行生物修复和降解,添加外源营养物质和通气等措施可以强化生物修复过程.应用植被指数和红边效应等遥感方法进行石油污染的生态效应监测具有较大的潜力.总之,如何把土壤-植物系统各水平上不同指标对石油污染物的响应与石油污染的生态效应联系起来,是目前石油污染生态效应研究的重点和难点之一.因此,亟需开展多尺度的系统研究,把室内控制实验、野外控制实验和野外调查有机地结合起来,构建多层次的石油污染标志物体系,全面认识石油污染对土壤-植物系统的生态效应,为石油污染的生态风险评价、治理和控制提供理论基础和实践指导.     

两种常见植物净化室内空气的效果

为探讨家居植物对甲醛的吸收能力和对改善室内空气质量的效果,将库拉索芦荟（Aloevera）和虎尾兰（Sansevieria trifasciata）两种植物放置于相对封闭的环境中,进行16d的甲醛暴露实验。结果表明,虎尾兰的甲醛耐受性高于库拉索芦荟,在整个实验过程中都保持良好的生长状态,具有持续的甲醛去除能力（去除率达...     

中国北方典型污染城市主要绿化树种的滞尘效应(英文)

为研究城市人工植被的滞尘效应及其对城市生态环境的改善作用,以中国北方典型污染城市--临汾市为例.通过野外典型采样法和室内分析,测定了不同生活型主要绿化植物的滞尘能力,讨论了植物的滞尘量与滞尘时间的关系,并且研究了污染程度及距污染源距离对植物滞尘能力的影响.结果表明,在同一降尘条件下,不同生活型植物滞尘能力差异表现为草本植物的滞尘能力显著高于其它生活型植物(落叶乔木,灌木和藤本植物),而其它生活型植物间的滞尘能力无显著差异性;对针叶林来说,圆柏和雪松的滞尘能力间亦存在显著差异.在不同的污染情况下(污染程度及和污染源的距离不同),同种植物的滞尘能力亦有明显的差异,这与植物的高度和生长特性有关.而且,随时间推移,植物叶片的滞尘量呈现周期变化.而不是一个随时间无限增长的量,也有其饱和量.因此,在进行城市绿化设计时,需要综合考虑绿化树种的滞尘能力、滞尘周期及其生长环境情况等.     

石家庄市室内空气中甲醛、苯系物和TVOC的污染特征

在石家庄市内选取部分新装修装饰的民用住宅进行室内空气采样,对甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC分别采用酚试剂分光光度法和气相色谱法进行分析。测定结果表明:新装修装饰后的室内空气中甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC存在不同程度的超标现象,其中,甲苯污染相当严重,最大超标倍数为17.7;卧室中甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC等污染物的超标率普遍高于客厅,其中卧室甲醛超标率约为客厅的2倍;室内空气中甲醛浓度随着密闭时间的增加持续增加。最后提出一系列相应的防治措施与建议。     

High photocatalytic decomposition of the air pollutant formaldehyde using nano-ZnO on bone char

Air pollution is a major issue leading to many serious illnesses. Exposure to formaldehyde may occur by breathing contaminated indoor air, tobacco smoke, or ambient urban air. Exposure to formaldehyde has been associated with lung and nasopharyngeal cancer. Therefore, there is a need for methods to degrade formaldehyde. Here, we studied the photocatalytic decomposition of gaseous formaldehyde over nanosized ZnO particles on bone char. The conditions were UV/bone char, UV/ZnO nanoparticles, and UV/ZnO-bone char in continuous flow mode. We investigated the effects of humidity, initial formaldehyde concentration, and residence time on decomposition of formaldehyde. Agglomeration of ZnO particles in the bone char pores was characterized by Brunauer, Emmett, and Teller surface area, and scanning electron micrograph. Results show that maximum decomposition efficiency of formaldehyde was 73 %. The optimal relative humidity was by 35 %. Findings also indicated that immobilization of ZnO nanoparticles on bone char has a synergetic action on photocatalytic degradation. This is explained by the strong adsorption of formaldehyde molecules on bone char, resulting in higher diffusion to the catalytic ZnO and thus a higher rate of photocatalysis.     

16种室内观赏植物对甲醛净化效果及生理生化变化

采用气体密封舱熏气法模拟居室装修后的甲醛污染环境,对16种常见室内观赏植物进行甲醛熏气处理,以熏气12h后植物单位叶面积吸收甲醛的量作为指标评价了不同植物对甲醛气体的净化能力,同时测定了熏气后植物的外观形态变化和叶片的SPAD值、相对电导率、丙二醛含量及POD活性等指标。结果显示,被测植物在一定程度上均可以有效吸收甲醛,单位面积吸收量从大到小依次为香石竹（Dianthus caryophyllus）、瑞典常春藤（Lsodon amethystoides）、蚊净香草（Saivia spp.）、比利时杜鹃（Rhododendron hybrida）、柠檬（Citrus limon）、袖珍椰子（Chamaedorea elegans）、龟背竹（Monstera deliciosa）、冷水花（Pilea cadierei）、长寿花（Kalanchoe blossfeldiana）、‘粉冠军’（Anthurium spp.）、巢蕨（Neottopteris nidus）、吊竹梅（Zebrina pendula）、栀子花（Gardenia jasminoides var.grandiflora）、百合竹（Dracaena reflex）、口红花（Aeschynanthus radicans）、孔雀竹芋（Calathea makoyana）。不同植物在甲醛熏气后表现出不同程度的受害反应和生理生化指标的变化,综合分析结果表明香石竹、瑞典常春藤、蚊净香草、袖珍椰子、冷水花、巢蕨等对甲醛的综合净化能力和抗性较好。     

中国燃煤电厂碳排放量计算及分析

人类活动造成的温室气体排放已经对自然生态造成了巨大的影响。如果无法有效解决气候变化问题,到2030年将有超过1亿人因此而失去生命,且全球经济增长将削减3.2%。有效地控制和减少温室气体的排放是人类急需解决的问题。目前中国温室气体排放总量已经超越美国成为全球第一大温室气体排放国,中国的能源结构决定了中国燃煤发电是中国CO2主要排放源之一,因此实现燃煤发电碳减排对降低中国碳排放总量,减少温室气体排放具有重要意义。准确地计算燃煤电厂产生的碳排放量是进行碳排放权交易、低碳火电厂在经济上具有可行性,最终实现燃煤电厂碳减排的前提条件之一。本研究根据世界资源研究所提供的计算工具首先界定了本研究对于碳排放计算的范围,其次阐述了不同电厂应针对其使用的燃煤进行工业分析的精细化程度不同而采用不同的计算方法,最后对两组不同机组类型的中国火电厂进行了碳排放量计算和对比分析。根据以上分析得出了大容量、高参数的燃煤发电机组相比小容量发电机组不仅能提高能源利用效率,同时也能相对减少因生产电能而产生的CO2排放。其次,燃煤电厂CO2排放中煤炭固定燃烧占有绝对比例,脱硫及外购电力所占比例较小,但排放的绝对总量并不小。再次,由于大容量、高参数机组与小容量发电机组相比在生产单位电能所消耗的燃煤量更少、其排放的废弃中的CO2浓度相对较高,应此更适合安装碳捕捉系统,有助于提高捕捉效率,降低捕捉CO2的成本。因此,建议在未来建设碳捕捉系统时应优先选择大容量、高参数机组。本研究的创新点在于在上述研究的基础上考虑单个燃煤电厂的煤质、考虑电厂脱硫、外购电力的因素,根据电厂对煤质不同程度的工业分析采用不同的计算方法,目的在于更?     

一株甲醛转化霉菌Paecilomyces sp.H6的分离鉴定

甲醛广泛应用于室内装修材料中,造成室内空气污染,危害人的身心健康。本研究用含甲醛的培养基从驯化的菜园土中分离出一株霉菌,并观察平板培养特征、孢子形态,提取DNA,PCR扩增,产物测序,序列比对,查找同源率,构建系统发育树等,研究了其在一定浓度下的甲醛转化能力,结果表明：该菌株的培养特征、孢子形态和宛氏拟青霉（Paecilomycesvariotii）最相似,18S rDNA序列与宛氏拟青霉（Paecilomyces variotii）的同源率为100%,160 r.min-130℃摇床培养144 h,能将ρ（甲醛）=1 235、ρ（甲醛）=1 682 mg·L-1转化为ρ（甲醛）=0和ρ（甲醛）=65 mg·L-1,其转化能力分别为100%、96.1%,菌丝干质量分别从0.468 9、0.475 9 g增长到0.529 8、0.523 6 g,还能将ρ（甲醛）=2 377、ρ（甲醛）=2 849 mg·L-1转化为ρ（甲醛）=854、ρ（甲醛）=1 507 mg.L-1,其转化能力也能达到64.1%、47.1%,但菌丝增长缓慢,结果显示该菌株是高浓度的甲醛转化霉菌,具有重要的研究意义。     

SO_2和NO_2胁迫对红花荷等植物光合生理影响及抗性评价

为探讨红花荷（Rhodoleia championii）等12种园林植物抗SO2和NO2污染能力,以1～2年生实生苗为材料,通过人工气候室的盆栽实验,研究不同SO2和NO2混合气体胁迫对园林植物苗木光合参数和相对叶绿素含量的影响,并利用隶属函数法及系统聚类分析法对其抗SO2和NO2污染能力进行了综合评价。结果表明,植物叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和相对叶绿素含量基本上随着SO2和NO2胁迫的加剧而逐渐降低,但水分利用效率受净光合速率和蒸腾速率变化的影响规律不明显。综合隶属函数和聚类分析可知,红花荷和红千层（Callistemon rigidus）抗污染能力强,杜鹃红山茶（Camellia azalea）和粉红羊蹄甲（Bauhinia blakeana）抗污染能力较强,红花银桦（Grevillea robusta）和无忧树（Saraca divespierre）抗污染能力中等,大叶紫薇（Lagerstroemia speciosa）、金花风铃木（Tabebuia chrysantha）和腊肠树（Cassia fistula）抗污染能力较弱,而本地火焰木（Spathodea nilotica）、复羽叶栾树（Koelreuteria bipinnata）和樱花（Prunus serrulata）抗污染能力弱。研究结果为火电厂、陶瓷厂、钢铁厂、石化厂等重度酸污染地区植物选择提供参考。