環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害

摘 要：近年來，各行業(yè)在習(xí)近平生態(tài)文明思想指導(dǎo)下普遍加強(qiáng)了環(huán)境影響評(píng)價(jià)，為環(huán)境治理工作提供了有力支撐。當(dāng)前，正值生態(tài)文明高質(zhì)量建設(shè)之際，應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害探究為其實(shí)踐提供依托?；诖耍瑢?duì)環(huán)境污染的類型與特點(diǎn)進(jìn)行了概述，并在剖析環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害與驗(yàn)證方法的基礎(chǔ)上，提出了有利于促進(jìn)其治理的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：環(huán)境污染；植物葉；危害

中圖分類號(hào)：X503.23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）10–00-03

保護(hù)環(huán)境是我國的基本國策，根據(jù)《“十四五”環(huán)境健康工作規(guī)劃》《“十四五”生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》等文件，新時(shí)期我國在頂層設(shè)計(jì)層面構(gòu)建了內(nèi)容完整的現(xiàn)代環(huán)境治理體系，并且通過實(shí)施生態(tài)文明體制改革，中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察，推動(dòng)以生態(tài)產(chǎn)品為主的“第四產(chǎn)業(yè)”發(fā)展等，為保護(hù)環(huán)境提供了科學(xué)理論與可行性實(shí)施方案[1-3]。在此背景下，探究環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害，既有利于找出危害的成因，又能為其高質(zhì)量防治提供依據(jù)。這對(duì)生態(tài)文明高質(zhì)量建設(shè)具有重要意義。

1 環(huán)境污染概述

1.1 環(huán)境污染的類型

環(huán)境污染主要是指由人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成的破壞與污染，按照環(huán)境要素、屬性、人類活動(dòng)、污染性質(zhì)來源，可以將其分為不同類型。（1）從屬性角度出發(fā)，可以將環(huán)境污染劃分為顯性與隱性污染兩大類型。（2）按照環(huán)境要素構(gòu)成，可以進(jìn)一步將其細(xì)分為大氣、水質(zhì)、土壤等污染。一是大氣污染。二氧化硫、氟化物以及二氧化氮等均為大氣中的污染物，它們能夠各自危害植物，但更多的是綜合作用，尤其是形成酸雨，會(huì)在較長時(shí)間內(nèi)顯著破壞陸地及森林生態(tài)系統(tǒng)，弱化林木抵御侵染性及非侵染性病害的能力。二是水質(zhì)污染。在灌溉水的作用下，一定含量的鹽、堿等離子態(tài)物質(zhì)會(huì)進(jìn)入土壤，進(jìn)而增加土壤溶液滲透壓，并對(duì)作物根吸水產(chǎn)生影響。受到鹽害的侵蝕，較多作物會(huì)顯現(xiàn)出病害，如斑狀缺苗、生長矮小以及葉體失綠等。若存在重金屬污染，植物的不同器官均有較大風(fēng)險(xiǎn)累積重金屬，無論是在形態(tài)特征上還是在生長發(fā)育上，或者在產(chǎn)量上，均會(huì)呈現(xiàn)出相應(yīng)的受害癥狀。三是土壤污染。當(dāng)土壤中的污染物（無機(jī)物、有機(jī)農(nóng)藥、有機(jī)廢棄物、化學(xué)肥料、污泥、礦渣、粉煤灰、放射性物質(zhì)、寄生蟲、病原菌與病毒等）大于植物的耐受度之后，植物的吸收會(huì)受到很大影響，也會(huì)出現(xiàn)代謝失調(diào)；而部分污染物殘留于植物體內(nèi)，又會(huì)威脅植物生長發(fā)育，引發(fā)遺傳變異。（3）根據(jù)人類活動(dòng)方式則可以分為工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。（4）從污染性質(zhì)來源分類，一般包括化學(xué)、生物、物理、固體廢物、液體廢物、能源污染，以及陸地、海洋、空氣、水污染等[4-7]。

環(huán)境污染雖然在不同視角下類型不同，或者存在交叉的情況，但是本質(zhì)上都是由于污染物質(zhì)的濃度和毒性超出了環(huán)境自凈能力，使其質(zhì)量發(fā)生了根本性變化。

1.2 環(huán)境污染的特點(diǎn)

環(huán)境污染特點(diǎn)鮮明，集中表現(xiàn)在公害性、潛伏性、長久性方面。從時(shí)間分布性看，造成環(huán)境污染的污染物排放量與污染因素的強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間的變化而發(fā)生顯著變化。例如，水體污染后，河流枯水期的污染物濃度與河流豐水期的污染物濃度不同；從空間分布看，在環(huán)境污染現(xiàn)象發(fā)生后，會(huì)在生態(tài)環(huán)境的循環(huán)作用下，通過土壤、氣體、水之間的循環(huán)而出現(xiàn)空間分布變化，例如通過降雨方式將大氣中的污染物或污染因素傳導(dǎo)至土壤中。由于環(huán)境污染與污染物含量之間存在密切關(guān)系，因此可以通過單獨(dú)作用、相加作用、相乘作用、拮抗作用等，使污染物或污染因素在空間進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而擴(kuò)大其危害、延長其潛伏時(shí)間，以及增加治理難度等[8-11]。

2 環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害

環(huán)境污染類型多、特點(diǎn)鮮明，對(duì)植物葉的危害廣泛。通過查閱文獻(xiàn)資料，與同行業(yè)開展技術(shù)交流，以及總結(jié)日常環(huán)境管理工作經(jīng)驗(yàn)，確認(rèn)大氣污染對(duì)植物葉的危害首當(dāng)其沖，其中的硫化物、氯化物、氮化物影響尤其顯著。為了論述的清晰性，以下僅從二氧化硫（SO2）、氯氣（Cl2）、二氧化氮（NO2）三種氣體污染方面，對(duì)植物葉的危害進(jìn)行具體分析。

2.1 以SO2對(duì)植物葉的危害為例

在我國大氣污染中，SO2屬于主要污染物或污染因素，不僅排放量大，還會(huì)對(duì)植物葉產(chǎn)生嚴(yán)重危害。一般而言，當(dāng)SO2濃度為0.05～10.00 mg/L時(shí)，植物葉便會(huì)受到損傷，隨著時(shí)間的持續(xù)，其危害程度會(huì)上升，癥狀表現(xiàn)如下：初期，葉片膨壓略有失去，植物葉出現(xiàn)斑點(diǎn)并表現(xiàn)為暗綠色；中期，植物葉褪去綠色，出現(xiàn)干枯現(xiàn)象；末期，植物葉壞死，并在葉片上布滿壞死斑點(diǎn)，甚至留下孔洞等[12-14]。

從危害機(jī)理方面來看，SO2被排放到大氣后，其經(jīng)過植物葉上的氣孔進(jìn)入到葉片內(nèi)部，與其細(xì)胞壁中的水分發(fā)生了融溶，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后形成了HSO3-、SO32-及H+三種離子，反應(yīng)式如下：

SO2+H2O→2 H2SO3→H++HSO3-（1）

HSO3-→H++SO32-（2）

在上述3種離子中，HSO3-、SO32-會(huì)對(duì)植物葉的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)造成直接破壞，H+可降低植物葉中的細(xì)胞pH值。在這種影響下，植物葉中的酶會(huì)逐漸失去活性，并通過產(chǎn)生的大量自由基（HSO3·、O2·和HO·）破壞植物葉中的細(xì)胞，從而使危害從初期向中期、末期逐步累加，直到造成植物葉死亡。

值得注意的是，不同植物的葉片對(duì)污染物或污染因素的敏感性存在差異。其敏感性排序從小到大依次為常綠樹、闊葉樹、針葉樹、木本植物、草本植物等。在常見可食用植物中，對(duì)其比較敏感的有月季、天竺葵、玫瑰、大波斯菊、胡蘿卜、菠菜、辣椒、小麥、大豆、蠶豆、芝麻等。

2.2 以Cl2對(duì)植物葉的危害為例

與SO2相比，Cl2對(duì)植物的危害更大，集中表現(xiàn)在毒性方面。例如，在濃度相同的條件下，Cl2對(duì)植物的危害程度通常是SO2危害的3～5倍，而且當(dāng)Cl2在空氣中的體積分?jǐn)?shù)上升到6×10-6時(shí)，植物葉將受到危害，具體表現(xiàn)為植物葉中的葉綠色被破壞，出現(xiàn)褐色傷斑。如果危害加重，則會(huì)出現(xiàn)植物葉全葉漂白的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致整個(gè)葉片枯萎甚至脫落。

進(jìn)一步追溯造成這種危害的成因發(fā)現(xiàn)，在機(jī)理上與SO2相同，但是在影響因素方面存在顯著的差異。具體而言，當(dāng)Cl2進(jìn)入植物葉中后，其會(huì)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成鹽酸（HCl）與次氯酸（HClO），進(jìn)一步通過電離方式產(chǎn)生?；瘜W(xué)反應(yīng)式如下：

Cl2+H2O→HCl+HClO（3）

HCl→H++Cl-（4）

HClO→H++ClO-（5）

由于會(huì)減弱細(xì)胞中的pH值和漂白的作用，對(duì)植物葉的代謝過程造成干擾，因此當(dāng)Cl2進(jìn)入植物葉后能夠通過其作用對(duì)植物葉造成危害。從敏感性方面看，胡蘿卜、大麥、向日葵、冬瓜、菜豆、番茄、蔥、韭菜、菠菜、白菜等可食用植物，均會(huì)在其影響下出現(xiàn)病害。

需要說明的是，該污染物或污染因素進(jìn)入植物葉后形成的環(huán)境污染，只是在一定的程度上才會(huì)發(fā)生，當(dāng)其含量較少時(shí)，植物葉會(huì)吸收其中部分元素并降低其危害。例如，大葉黃楊、美人蕉、女貞等，可以吸收約占葉干重量0.8%的含氯量。

2.3 以NO2對(duì)植物葉的危害為例

與前兩種大氣污染物或污染因素相比，NO2對(duì)植物葉的污染相對(duì)較輕，當(dāng)其進(jìn)入植物葉后，需要滿足一定的光照條件才會(huì)加重其危害（植物葉陰天遭受的危害是晴天的2倍）。一般情況下，當(dāng)NO2濃度為2～3 mg/L時(shí)，便會(huì)對(duì)植物造成損傷，并引發(fā)葉片褪色現(xiàn)象[15]。

當(dāng)前，NO2對(duì)植物葉的危害機(jī)理尚不清楚，但是通過對(duì)它的危害研究可以了解到，此類污染物或污染因素進(jìn)入植物葉片后，可以與水生成亞硝酸與硝酸，此類酸經(jīng)還原酶作用能夠產(chǎn)生氨。其中，酸性對(duì)植物葉的代謝影響較大，阻礙其光合作用等。

在低濃度污染的情況下，番茄、蠶豆會(huì)在10～22 d

內(nèi)出現(xiàn)危害癥狀，但不會(huì)發(fā)生植物葉死亡。通過對(duì)其植物鮮重與干重的測(cè)量發(fā)現(xiàn)，受到其危害的植物葉重量會(huì)減少，減少量約占植物總重量的1/4[16]。在高濃度污染情況下，同樣的植物葉會(huì)發(fā)生急性癥狀，植物葉片表面會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則水漬狀損傷，并通過急性擴(kuò)散方式蔓延至全葉片。就敏感性而言，黃瓜、蠶豆對(duì)NO2比較敏感，但是石楠卻對(duì)其具有一定的抗性，即使在

1 000 mg/L的濃度下，也可以保持1 h內(nèi)不受其危害。

3 環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害驗(yàn)證

3.1 驗(yàn)證目的

環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害與否，除了分析危害癥狀與危害機(jī)理，還可以借助實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，以便讓研究人員及社會(huì)公眾等對(duì)其產(chǎn)生科學(xué)認(rèn)知，進(jìn)而增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。因此，在新時(shí)期習(xí)近平生態(tài)文明思想指導(dǎo)下，驗(yàn)證環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害的目的，更應(yīng)集中在知識(shí)傳播、責(zé)任意識(shí)培養(yǎng)方面。

3.2 驗(yàn)證方法

從實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法來看，操作者需要在實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?dǎo)向下嚴(yán)格按照“實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)→實(shí)驗(yàn)儀器與材料準(zhǔn)備→實(shí)驗(yàn)方法確認(rèn)→實(shí)驗(yàn)操作→數(shù)據(jù)記錄→制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告”等標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行實(shí)踐。SO2、Cl2、NO2對(duì)植物葉存在不同程度的危害，危害癥狀與危害機(jī)理存在顯著的差異。但是，在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面，可以采用相同的實(shí)驗(yàn)步驟對(duì)三種氣體的危害進(jìn)行測(cè)定。

例如，準(zhǔn)備好黃瓜葉、菠菜葉、大豆幼葉，以及實(shí)驗(yàn)所需的針頭、橡皮塞、錐形瓶后，操作者可以取其中的葉片，將其置于錐形瓶A、B中，然后用塞子塞住瓶口，再使用針頭將準(zhǔn)備好的SO2、Cl2、NO2注入A瓶中，通過對(duì)比觀察植物葉的變化是否與上述分析相一致。通常情況下，可以使用黃瓜葉檢測(cè)NO2產(chǎn)生的危害、用菠菜葉檢測(cè)Cl2產(chǎn)生的危害，用大豆幼葉檢測(cè)SO2產(chǎn)生的危害等。

4 環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害防治對(duì)策

4.1 系統(tǒng)性防治對(duì)策

環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害不可小覷。當(dāng)前，針對(duì)環(huán)境污染對(duì)植物葉的危害應(yīng)以預(yù)防為主，可采用系統(tǒng)性防治對(duì)策[17]。例如，列舉出對(duì)植物葉產(chǎn)生危害的環(huán)境污染類型，突出其中的污染物或污染因素。然后，收集此類污染物或影響因素的完整資料，選擇適配性較高的層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）對(duì)其開展評(píng)價(jià)，確定層次總排序后，再結(jié)合排序結(jié)果制定與之匹配的系統(tǒng)性防治方案。層次分析法中的AHP模型具體如圖1所示。

4.2 專項(xiàng)化防治對(duì)策

為了確保防治方案的有效實(shí)施，可以在系統(tǒng)性防治對(duì)策的基礎(chǔ)上，采取專項(xiàng)化防治對(duì)策。一方面，設(shè)置針對(duì)具體污染物或污染因素的專項(xiàng)化防治小組；另一方面，通過任務(wù)分解法，分解出現(xiàn)場(chǎng)踏勘、防治管理制度規(guī)范條例精細(xì)化處理、權(quán)責(zé)機(jī)制分層落實(shí)、防治管理要素清單制作、防治管理指標(biāo)體系建設(shè)、專項(xiàng)防治小組技術(shù)培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)采樣、實(shí)驗(yàn)室測(cè)定、制定專項(xiàng)防治措施、具體實(shí)施等基本任務(wù)。隨后，按部就班地完成環(huán)境污染對(duì)植物的危害防治。

需要注意的是，專項(xiàng)化防治是具體的防治措施，涉及人員、技術(shù)、設(shè)備、環(huán)境、法律、資金、管理等資源的優(yōu)化配置，實(shí)踐主體應(yīng)突出該方面的重要性，并在保障資源優(yōu)化配置的前提下，有效落實(shí)專項(xiàng)化防治措施。

圖1" AHP模型

5 結(jié)束語

環(huán)境是人類賴以生存的前提條件，人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成污染后會(huì)對(duì)植物葉片產(chǎn)生不同程度的危害。此類危害類型眾多、連鎖性較強(qiáng)，因此在新時(shí)期防治此類危害時(shí)，遵循“思路決定出路”的基本原則。一方面，選擇合適的實(shí)驗(yàn)方案對(duì)其危害進(jìn)行驗(yàn)證；另一方面，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果制定系統(tǒng)性防治和專項(xiàng)化防治對(duì)策，進(jìn)而在實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理的前提下從根本上防范其產(chǎn)生的危害，為保護(hù)環(huán)境貢獻(xiàn)力量。

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收稿日期：2024-07-07

作者簡介：蘇建紅（1987—），男，甘肅白銀人，講師，研究方向?yàn)橹参锊±韺W(xué)。