第八、九章 大气、土壤污染及其生物防治

1、第八章第八章 大气污染及其生物防治大气污染及其生物防治一、大气污染和污染源一、大气污染和污染源二、主要大气污染物二、主要大气污染物三、大气污染的危害三、大气污染的危害四、我国大气污染状况四、我国大气污染状况第一节第一节 大气污染概述大气污染概述第二节第二节 大气污染与生物防治大气污染与生物防治一、植物在大气污染防治中的重要作用一、植物在大气污染防治中的重要作用 绿色植物是生态平衡的支柱。绿色植物不仅能美化绿色植物是生态平衡的支柱。绿色植物不仅能美化城市、吸收二氧化碳制造氧气，而且具有吸收有害气体、城市、吸收二氧化碳制造氧气，而且具有吸收有害气体、吸附尘粒、杀菌、改善小气候、避震、防噪音和监测空

2、吸附尘粒、杀菌、改善小气候、避震、防噪音和监测空气污染等多方面的长期和综合效果。气污染等多方面的长期和综合效果。生物防治是治理大生物防治是治理大气污染的一种有效持久的方法。气污染的一种有效持久的方法。很多植物能够吸收空气很多植物能够吸收空气中的有毒有害物质，并将这些物质在体内进行分解，转中的有毒有害物质，并将这些物质在体内进行分解，转化为无毒物质。化为无毒物质。 目前全世界森林面积约目前全世界森林面积约2828亿公顷，仅占陆地面积亿公顷，仅占陆地面积的的2222。由于森林具有再生性，在非彻底破坏的情况。由于森林具有再生性，在非彻底破坏的情况下，它可以自身重建，恢复起来。森林年固定太阳能下，它可

3、以自身重建，恢复起来。森林年固定太阳能约约123.31123.31兆焦耳，吸收二氧化碳兆焦耳，吸收二氧化碳1106.251106.25亿吨，水分亿吨，水分221250221250亿吨，释放氧气有亿吨，释放氧气有737.5737.5亿吨。森林还能把大亿吨。森林还能把大量的土壤液态水变为汽态水，散发到大气中去。森林量的土壤液态水变为汽态水，散发到大气中去。森林的这些作用都对大气的组成起着调节作用。因此说，的这些作用都对大气的组成起着调节作用。因此说，森林是自然环境的调节器，对防治大气污染起着至关森林是自然环境的调节器，对防治大气污染起着至关重要的作用。重要的作用。 绿色植物吸收有害气体主要是靠叶面

4、进行的。据试验，绿色植物吸收有害气体主要是靠叶面进行的。据试验，1 1万万m m2 2的高大森林，其叶面积可达的高大森林，其叶面积可达7575万万m m2 2；1 1万万m m2 2的草坪，的草坪，其叶面积为其叶面积为22-2822-28万万m m2 2。庞大的叶面积在净化大气方面起。庞大的叶面积在净化大气方面起到了重要的作用。但大气中有害气体超过了绿色植物能承到了重要的作用。但大气中有害气体超过了绿色植物能承受的浓度，植物本身也会受害，甚至枯死。受的浓度，植物本身也会受害，甚至枯死。 只有对有害气体抗性强、吸收量大的绿色植物才能在大气只有对有害气体抗性强、吸收量大的绿色植物才能在大气污染较严

5、重的地区顽强地生长，并发挥其净化作用。污染较严重的地区顽强地生长，并发挥其净化作用。 1.树木对有害气体的吸收作用树木对有害气体的吸收作用 （1 1）对）对SOSO2 2的吸收的吸收 SOSO2 2主要来源于燃料燃烧和化肥、硫酸等主要来源于燃料燃烧和化肥、硫酸等工业产生的废气。硫是植物所需要的营养元素之一，在非污染工业产生的废气。硫是植物所需要的营养元素之一，在非污染地区，一般叶中地区，一般叶中S S的含量为的含量为0.1-0.30.1-0.3（干重）左右。对（干重）左右。对SOSO2 2吸收吸收能力较强的树木有垂柳、加杨、山楂、洋槐、云杉、桃树等能力较强的树木有垂柳、加杨、山楂、洋槐、云杉、

6、桃树等1515余种。余种。 （2 2）对）对HFHF的吸收的吸收 HFHF主要来自化肥、冶金、电镀等工业产生主要来自化肥、冶金、电镀等工业产生的废气。的废气。 对对HFHF抗性强的植物有抗性强的植物有4040余种，如白皮松、松柏、侧柏、余种，如白皮松、松柏、侧柏、银杏、枸树、胡颓子等。植物对银杏、枸树、胡颓子等。植物对HFHF的最大吸氟量可达的最大吸氟量可达1000ppm1000ppm以以上，不同植物的最大吸氟量一般相差约上，不同植物的最大吸氟量一般相差约2-32-3倍。由于树叶、蔬菜、倍。由于树叶、蔬菜、花草等植物都能吸收大量的氟，所以，在氟化氢污染比较严重花草等植物都能吸收大量的氟，所以，

7、在氟化氢污染比较严重的地区，不宜种植食用植物，而适于种植多种非食用的树木、的地区，不宜种植食用植物，而适于种植多种非食用的树木、花草等植物。花草等植物。（3 3）对）对ClCl2 2的吸收的吸收 ClCl2 2是一种具有强烈臭味的黄绿色气体，主要来自化工是一种具有强烈臭味的黄绿色气体，主要来自化工厂、制药厂和农药厂。植物对氯气有一定的吸收和积累能厂、制药厂和农药厂。植物对氯气有一定的吸收和积累能力。在氯气污染区生长的植物，叶中含氯量往往比非污染力。在氯气污染区生长的植物，叶中含氯量往往比非污染区高几倍到几十倍，每万平方米植物的吸氯量为：柽柳区高几倍到几十倍，每万平方米植物的吸氯量为：柽柳140

8、kg140kg、皂荚、皂荚80kg80kg、刺槐、刺槐42kg42kg、银桦、银桦35kg35kg、兰桉、兰桉32.5kg32.5kg、华、华山松山松30kg30kg、桂香柳、桂香柳26kg26kg、构树、构树20kg20kg、垂柳、垂柳9kg9kg。（4）植物对其他有害气体的吸收）植物对其他有害气体的吸收 有关单位测定了有关单位测定了汞蒸气汞蒸气源附近一批植物叶中的含汞量，每源附近一批植物叶中的含汞量，每克干重叶中的含汞量（毫微克）为：夹竹桃克干重叶中的含汞量（毫微克）为：夹竹桃96、棕榈、棕榈84、樱花、樱花、桑树均为桑树均为60、大叶黄杨为、大叶黄杨为52、美人蕉为、美人蕉为19.2克、

9、广玉兰和月桂克、广玉兰和月桂均为均为6.8，而所有清洁对照点的植物中都不含汞。，而所有清洁对照点的植物中都不含汞。 有关试验单位曾测定有关试验单位曾测定铅烟铅烟环境下植物叶中的含铅量，每克环境下植物叶中的含铅量，每克干重叶中的含铅量（毫微克）为：大叶黄杨干重叶中的含铅量（毫微克）为：大叶黄杨42.6，女贞、榆树，女贞、榆树36.1，石榴、枸树，石榴、枸树34.7，刺槐为，刺槐为35.6，且均未表现受害症状。试，且均未表现受害症状。试验还说明，大多数植物都能吸收验还说明，大多数植物都能吸收臭氧臭氧，其中银杏、柳杉、樟树、，其中银杏、柳杉、樟树、青冈栎、夹竹桃、刺槐等青冈栎、夹竹桃、刺槐等10余种

10、树木净化臭氧的作用较大。很余种树木净化臭氧的作用较大。很多植物都能直接从空气中吸收多植物都能直接从空气中吸收NH3以满足所需总氮量的以满足所需总氮量的1020，如大豆幼苗一昼夜能吸收，如大豆幼苗一昼夜能吸收NH3 70g。此外，森林可吸收。此外，森林可吸收NOx、HC，减少地面，减少地面O3形成。形成。 2 2绿色植物的减尘作用绿色植物的减尘作用 绿色植物都有滞尘的作用，其滞尘量的大小与树种、林带、绿色植物都有滞尘的作用，其滞尘量的大小与树种、林带、草皮面积、种植情况以及气象条件等均有密切的关系。草皮面积、种植情况以及气象条件等均有密切的关系。 （1 1）树木、绿地的吸尘量）树木、绿地的吸尘量

11、 树木滞尘的方式有停着（树木滞尘的方式有停着（叶片光滑树种）叶片光滑树种）、附着（、附着（叶面叶面粗糙、有绒毛）粗糙、有绒毛）和粘着（和粘着（叶或枝干分泌树脂、粘液等）叶或枝干分泌树脂、粘液等）三种三种。绿色树木减尘的效果是非常明显的，一般来说，绿化树木地绿色树木减尘的效果是非常明显的，一般来说，绿化树木地带比非绿化的空旷地飘尘量要低得多。根据北京地区测定，带比非绿化的空旷地飘尘量要低得多。根据北京地区测定，绿化树木地带对飘尘的减尘率为绿化树木地带对飘尘的减尘率为21-3921-39，而南京测得的结果，而南京测得的结果为为37-6037-60。因此，有人讲。因此，有人讲森林是天然的吸尘器森林是

12、天然的吸尘器。 绿地也能起减尘作用绿地也能起减尘作用，生长茂盛的草皮，其叶面积为其生长茂盛的草皮，其叶面积为其占地面积的占地面积的2020倍以上。同时，其根茎与土壤表层紧密结合，倍以上。同时，其根茎与土壤表层紧密结合，形成地被，有风时也不易出现二次扬尘，对减尘有特殊的形成地被，有风时也不易出现二次扬尘，对减尘有特殊的功能。据北京地区测定，在有草皮的足球场，比赛期间大功能。据北京地区测定，在有草皮的足球场，比赛期间大气中颗粒物浓度为气中颗粒物浓度为0.88mg/m0.88mg/m3 3左右。而裸露地面的儿童游戏左右。而裸露地面的儿童游戏场，大气中颗粒物浓度高达场，大气中颗粒物浓度高达2.67mg

13、/m2.67mg/m3 3，在有，在有4-54-5级风时，级风时，裸露地面处的颗粒物浓度可高达裸露地面处的颗粒物浓度可高达9mg/m9mg/m3 3。 联合国生物圈生态与环境保护组织规定，城市居民每人联合国生物圈生态与环境保护组织规定，城市居民每人约需约需60m2的绿地，住宅区绿地每人要保持的绿地，住宅区绿地每人要保持28m2。世界上许。世界上许多国家都非常重视绿地的建设，例如，波兰华沙，多国家都非常重视绿地的建设，例如，波兰华沙，30 a前还前还是一座缺乏绿色植物的城市，现在市内有公园是一座缺乏绿色植物的城市，现在市内有公园95个，个，18.9万万亩绿地，大街两侧都是草坪；城郊有亩绿地，大街

14、两侧都是草坪；城郊有100万亩森林和防护林万亩森林和防护林带，人均绿地面积达带，人均绿地面积达90m2。 澳大利亚的堪培拉，现绿地已占该城面积的澳大利亚的堪培拉，现绿地已占该城面积的58.5，人均，人均绿地绿地70.5m2。其他如维也纳。其他如维也纳70 m2，斯德哥尔摩，斯德哥尔摩68.3m2，东柏林，东柏林50 m2，平壤，平壤47m2，华盛顿，华盛顿45.7m2，莫斯科，莫斯科44m2，巴黎，巴黎24.7m2，伦敦伦敦22.8m2。 我国由于种种原因，城市绿地面积很少。据我国由于种种原因，城市绿地面积很少。据55个城市调查的平均值计，人均在个城市调查的平均值计，人均在3m2以下的有以下的

15、有41个城市，占个城市，占总数的总数的74.5。为了减轻大气污染，保障人体健康，必须加速。为了减轻大气污染，保障人体健康，必须加速城市和厂矿区的绿化增加人均绿化定额。城市和厂矿区的绿化增加人均绿化定额。（2 2）防尘树种的选择）防尘树种的选择 树叶的总叶面积大、叶面粗糙多绒毛，能分泌粘性油脂或树叶的总叶面积大、叶面粗糙多绒毛，能分泌粘性油脂或汁浆的树种汁浆的树种都是比较好的防尘树种，如核桃、毛白杨、构树、都是比较好的防尘树种，如核桃、毛白杨、构树、板栗、臭椿、侧柏、华山松、刺楸、朴树、重阳木、刺槐、悬板栗、臭椿、侧柏、华山松、刺楸、朴树、重阳木、刺槐、悬铃木、女贞、泡桐等。铃木、女贞、泡桐等。

16、 3 3绿色植物的杀菌作用绿色植物的杀菌作用 大气中散布着各种细菌，通常尘粒上附有不少细菌，通大气中散布着各种细菌，通常尘粒上附有不少细菌，通过绿色植物的减尘作用，也就减少了空气中的细菌。同时，过绿色植物的减尘作用，也就减少了空气中的细菌。同时，绿色植物本身也具有杀菌作用。杀菌能力强的树种如表绿色植物本身也具有杀菌作用。杀菌能力强的树种如表7-127-12所示。根据有关研究部门测定：在人流少的绿化地带和公园所示。根据有关研究部门测定：在人流少的绿化地带和公园中，空气中细菌量一般为中，空气中细菌量一般为1000-50001000-5000个个/m/m3 3，但在公共场所或，但在公共场所或热闹的街

17、道，空气中的细菌量可高达热闹的街道，空气中的细菌量可高达20000-5000020000-50000个个/m/m3 3。基。基本没有绿化的闹市区比行道树枝叶浓密的闹市区空气中的细本没有绿化的闹市区比行道树枝叶浓密的闹市区空气中的细菌量要增加菌量要增加0.80.8倍左右。倍左右。4 4绿色植物吸收绿色植物吸收CO2放出放出O2的作用的作用 绿色植物能绿色植物能吸收固定吸收固定CO2，减缓温室效应，是，减缓温室效应，是O2的天然加的天然加工厂。通常工厂。通常1 1万万m m2 2的阔叶林在生长季节一天能消耗一吨的阔叶林在生长季节一天能消耗一吨COCO2 2，放，放出出0.730.73吨吨O O2

18、2。 如果成年人每天呼吸需氧气如果成年人每天呼吸需氧气0.75kg0.75kg，排出，排出 COCO2 2 0.9kg0.9kg，则每人需有，则每人需有10m10m2 2 的森林面积，就可消耗其呼吸排除的的森林面积，就可消耗其呼吸排除的COCO2 2，并供给需要的，并供给需要的O O2 2。 据有关材料说明，生长良好的草坪，据有关材料说明，生长良好的草坪，在进行光合作用时，每平方米每小时可吸收在进行光合作用时，每平方米每小时可吸收COCO2 21.51.5克，所以白克，所以白天如有天如有25m25m2 2的草坪就可以把一个人呼出的的草坪就可以把一个人呼出的COCO2 2全部吸收。全部吸收。 由

19、此可看出，由此可看出，绿色植物，特别是树木能吸收利用大量的绿色植物，特别是树木能吸收利用大量的COCO2 2并放出氧气，这对全球生物的生存与气候的稳定有着很大的影并放出氧气，这对全球生物的生存与气候的稳定有着很大的影响。响。此外，绿色植物还有减弱噪声、吸滞放射性物质的作用。此外，绿色植物还有减弱噪声、吸滞放射性物质的作用。二、大气污染的生物防治对策二、大气污染的生物防治对策 1. 1.选择和栽种抗污染树种选择和栽种抗污染树种 净化能力与抗性相结合，注意适地适树，兼顾环境整体净化能力与抗性相结合，注意适地适树，兼顾环境整体和谐。和谐。 木槿：木槿：叶片中的含氯量及粘附在叶片上的氯量很多。并且叶片

20、中的含氯量及粘附在叶片上的氯量很多。并且它对它对SO2 也有很强的抗性，也有很强的抗性， SO2 对木槿的叶肉细胞危害极对木槿的叶肉细胞危害极小，木槿小，木槿有有天然解毒机天然解毒机”之称之称。 榆树榆树：对空气中的尘埃有过滤作用。据测定，它的叶片滞对空气中的尘埃有过滤作用。据测定，它的叶片滞尘量为每平方米尘量为每平方米12.27g，有，有“粉尘过滤器粉尘过滤器”之称。同时，之称。同时，榆树对大气中的榆树对大气中的SO2 等有毒气体也有一定的抗性。等有毒气体也有一定的抗性。黄杨黄杨：枝繁叶茂、四季常青，是常见的庭园观赏树木。由枝繁叶茂、四季常青，是常见的庭园观赏树木。由于它的叶片有革质，表皮细

21、胞有较厚的角质层，所以对于它的叶片有革质，表皮细胞有较厚的角质层，所以对SO2 、Cl2、 H2S、HF等有很强的抗性，还有吸除毒气，等有很强的抗性，还有吸除毒气，净化空气的本领。它的吸氯量和抗性都很强。净化空气的本领。它的吸氯量和抗性都很强。夹竹桃夹竹桃：是一种抗污能力很强的树种。叶面有蜡质，既有是一种抗污能力很强的树种。叶面有蜡质，既有很强的耐旱能力，又能在毒气和尘埃弥漫的恶劣环境中照很强的耐旱能力，又能在毒气和尘埃弥漫的恶劣环境中照常生长。据试验，在常生长。据试验，在SO2强污染环境中，一般植物均会花强污染环境中，一般植物均会花落叶枯，而夹竹桃仍枝繁叶茂，生长正常。它对粉尘、烟落叶枯，而

22、夹竹桃仍枝繁叶茂，生长正常。它对粉尘、烟尘也有较强的吸附力，每平方米叶面积能吸附灰尘尘也有较强的吸附力，每平方米叶面积能吸附灰尘5g，因，因而被誉为而被誉为“绿色吸尘器绿色吸尘器”。泡桐：泡桐：是我国著名的速生用材树种之一。它的树干挺直，树是我国著名的速生用材树种之一。它的树干挺直，树冠庞大，叶大多毛，分泌粘液，能吸附粉尘，净化空气，并冠庞大，叶大多毛，分泌粘液，能吸附粉尘，净化空气，并且对且对SO2 、Cl2、HCl、HF、硝酸雾等有毒气体有较强的抗性，、硝酸雾等有毒气体有较强的抗性，被称为被称为“天然吸尘器天然吸尘器”。 另据报道，营造另据报道，营造1hm2柳杉林，每年可吸收柳杉林，每年可

23、吸收 SO2 720 kg。除森林外，草地也有很强的净化能力，除森林外，草地也有很强的净化能力，2589km2的紫花苜蓿，的紫花苜蓿，每年可使大气中的每年可使大气中的SO2 减少减少600t以上。以上。 2.2.建立净化防护林带建立净化防护林带 净化防护林带一般宜布置在污染源烟囱高度净化防护林带一般宜布置在污染源烟囱高度1520倍的倍的距离以外距离以外(在污染源与生活区之间在污染源与生活区之间)，因为在该范围内污染物，因为在该范围内污染物浓度最高。林带疏密度要合适，密而宽的林带可以完全不透浓度最高。林带疏密度要合适，密而宽的林带可以完全不透风，含污染物的气流常从树冠越过而得不到净化；过稀、过风

24、，含污染物的气流常从树冠越过而得不到净化；过稀、过窄的林带净化效果太差。最好的林带结构是疏密适度、下部窄的林带净化效果太差。最好的林带结构是疏密适度、下部适当通风，当气流将通过林带的最后部分时，则林下密度增适当通风，当气流将通过林带的最后部分时，则林下密度增大，迫使气流向上抬升，穿过林冠增加植物与气流接触面大，迫使气流向上抬升，穿过林冠增加植物与气流接触面积，达到最大限度的净化效果。积，达到最大限度的净化效果。 林带愈高，防护的范围愈宽；林带愈高，防护的范围愈宽；林带宽度林带宽度3040 m左右为左右为宜。宜。 3. 3.城市绿化城市绿化在绿化工作中应注意以下几个原则在绿化工作中应注意以下几个

25、原则： (1)常绿树与落叶树配合常绿树与落叶树配合，使各个季节都能起到净化作用；，使各个季节都能起到净化作用； (2)速生树与慢生树结合速生树与慢生树结合，前者易取得绿化效果但寿命短，前者易取得绿化效果但寿命短，因此要考虑若干年后用慢生树种接替速生树种；因此要考虑若干年后用慢生树种接替速生树种； (3)骨干树种与其他树种相结合骨干树种与其他树种相结合，目的是使城市绿化树种丰，目的是使城市绿化树种丰富多彩，各有特色；富多彩，各有特色； (4)乔、灌、草、藤相结合乔、灌、草、藤相结合，立体绿化，以增加单位土地面，立体绿化，以增加单位土地面积上的叶面积指数提高净化效率；在有条件的地区，要建积上的叶面

26、积指数提高净化效率；在有条件的地区，要建设屋顶花园；设屋顶花园； (5)尽量采用树型美观、没有病虫害和特殊气味的乡土植物。尽量采用树型美观、没有病虫害和特殊气味的乡土植物。第九章第九章 土壤污染及其生物防治土壤污染及其生物防治 中国耕地状况中国耕地状况： 耕地面积占世界耕地面积占世界7 7，人均耕地面积为世界人均的，人均耕地面积为世界人均的1/41/4。 存在的问题存在的问题： 土地资源锐减，土地沙漠化、水土流失加剧，受重金土地资源锐减，土地沙漠化、水土流失加剧，受重金属、农业化学品、酸雨、放射性物质、矿物油及致病微生属、农业化学品、酸雨、放射性物质、矿物油及致病微生物等污染的面积达物等污染的

27、面积达3 3亿亩亿亩，相当于总耕地面积的，相当于总耕地面积的1/51/5。废弃。废弃的土地累计超过的土地累计超过2 2亿亩亿亩，矿山开采、固体废弃物的堆放等，矿山开采、固体废弃物的堆放等占用土地面积达占用土地面积达3.33.310106 6 hm hm2 2。 如不及时采取科学有效的管理和防治措施，我国受污如不及时采取科学有效的管理和防治措施，我国受污染农田面积将进一步扩大，耕地面积将进一步减少，我国染农田面积将进一步扩大，耕地面积将进一步减少，我国生态环境压力将处于极其危险的境地。土壤生态系统的稳生态环境压力将处于极其危险的境地。土壤生态系统的稳定与否将直接关系到我国农业的可持续发展。定与否

28、将直接关系到我国农业的可持续发展。第一节第一节 土壤污染概述土壤污染概述一、土壤污染特点一、土壤污染特点 隐蔽性和潜伏性隐蔽性和潜伏性 不可逆性和长期性不可逆性和长期性 后果严重性后果严重性二、土壤污染物二、土壤污染物 重金属、农药、化肥、矿物油、放射性物质、重金属、农药、化肥、矿物油、放射性物质、 致病微生物、酸雨及固体沉降物致病微生物、酸雨及固体沉降物第二节第二节 土壤污染的生物防治土壤污染的生物防治一、土壤重金属污染防治一、土壤重金属污染防治1. 利用细菌降低土壤中重金属的毒性利用细菌降低土壤中重金属的毒性2. 应用植物去除土壤中的重金属应用植物去除土壤中的重金属3. 施加有机质、有机肥

29、、石灰改良法施加有机质、有机肥、石灰改良法4. 向土壤中投加粘合剂、土壤改良剂向土壤中投加粘合剂、土壤改良剂5. 排土客土法排土客土法二、土壤农药、化肥污染防治二、土壤农药、化肥污染防治1土壤农药污染防治土壤农药污染防治1）接种微生物：）接种微生物：可促进麦草畏、草灭平等除草剂分解。可促进麦草畏、草灭平等除草剂分解。2）利用化学添加剂：）利用化学添加剂：可控制土壤中农药的累积、改变农药可控制土壤中农药的累积、改变农药的吸附、迁移、淋溶、挥发、扩散等行为持性；例如，土的吸附、迁移、淋溶、挥发、扩散等行为持性；例如，土壤中壤中埋入活性炭埋入活性炭可降低磺乐灵或伏草隆在土壤中的活性。可降低磺乐灵或伏草隆在土壤中的活性。3）农业措施：）农业措施：土壤翻耕土壤翻耕可使残留农药和土壤混合，从而增可使残留农药和土壤混合，从而增强土壤对农药的吸附、稀释和解毒作用；强土壤对农药的吸附、稀释和解毒作用；田间大量灌水田间大量灌水可可使土壤中农药残留从根层淋失。除此以外，使土壤中农药残留从根层淋失。除此以外，合理使用