大气氟污染的植物监测的研究

摘要：本文主要分析了利用植物监测大气污染的中氟的相关问题，概述了监测的材料与方法，分析了油茶监测大气氟污染的结果，结果证明叶片中氟含量与环境中氟浓度、距污染源距离、随时间密切相关。

关键词：大气；氟污染；植物；监测

中图分类号：P185.16 文献标识码：A 文章编号：

植物在其生命周期中与周围环境不断进行着气体交换，当外界大气环境状况发生变化时，就会对处于其中的植物产生一定的影响，并在植物体的有关部位反映出来。氟化物是大气中的特异性污染物质，其污染程度可以通过植物中含氟量浓度的来反映。所以，利用植物监测大气污染是环境监测与评价的重要方法。笔者对广西平果铝厂周围地区的油茶叶子的含氟量进行了测定和相关分析的研究。希望能改善城市环境质量、提高人民健康水平。

一、材料与方法

（一）采样点的设置

本研究中设常年主导风向下风向西南采样点5个（见表1,2），分别距平果铝厂100、300、500、800和1100米,此外设对照点一个。每个点在进行大气采样的同时，进行油茶叶片的采集和分析测定。

（二）监测树种的选择

根据广西平果铝厂附近绿化树种的分布情况,选择了在平果栽植较多,能吸收氟的油茶来监测,选择树龄、树高相近的样树,树木周围无高大建筑物。

（三）采样方法

a、大气采样

大气采样采用大气氟化物月积累石灰滤纸法。在5月至9月期间每个月的下旬连续监测,每月取样分析一次。

b、植物样品的采集与测定

5至 9月每月的下旬, 在大气监测点附近采油茶叶片。采用部位面向污染源,取生长发育和着生部位一致的当年生新叶30克,冲洗干净，储存于清洁干燥的塑料烧杯中备用。

样品用 0.05N 硝酸溶液浸提, 再用0.1N氢氧化钠溶液继续浸提, 使样品中的氟转入溶液中。以柠檬酸的溶液做离子强度缓冲调节剂,氟离子选择电极在pH 值5～6范围内测定含氟量。

二、结果与分析

（一）叶片中氟含量与大气中氟浓度的关系

5个测定点5至9月份测得的油茶叶片中氟的含量和同时测定的大气氟浓度结果各异，见表1，表2。空气中氟浓度越高,叶片中氟含量越多,同时叶片中总氟含量随测定时间的增加变高。

表1 各测点大气氟浓度测定值 单位: g/ 100cm 2d(含氟)

将9月底叶片中总氟的含量与 5～9月间测得大气中氟浓度进行分析, 得方程:

y=246.574+47.993x

=0.9835

表 2 各测点树木叶片氟含量测定值 单位: g F/ g(叶氟)

检验表明,相关达到极显著水平(t0.01=5.841)。对相关关系进行差异显著性检验, F=88.665>F0.01=34.12, 结果差异达极显著水平。

结果表明一定时间内叶片中总氟含量与该段时间内大气中氟浓度有关,叶片中的氟含量反映了该时期内大气的氟含量程度。将各测点大气中氟含量临近两次的测定值平均, 再与同一测点同时测定的叶片中含量的增加值进行相关分析, 得方程:

y=40.887+7.931x

=0.7585

相关系数的计算和检验表明,相关达到极显著水平(t=5.334>t0.01 =2.831)。对相关关系进行差异显著性检验, F=37.501> F0.01=4.32,差异达极显著水平。

相关系数和相关关系的检验都达到极显著水平, 说明油茶叶片中测得的氟含量或增加量可以作为大气中氟污染程度的指标。

（二）叶片中和大气中氟浓度与距污染源距离的关系

将各测定点中油茶叶片的总含氟量与各测点距污染源的距离进行相关分析,得一元回归方程:

y=1583.758-1.213x

=-0.9686

对相关系数进行差异显著性检验,得t=6.743>t0.01=5.841, 说明一定时间内叶片中总氟含量与测点距污染源的距离相关达到极显著水平。

根据相关方程,5～9月份叶片中总氟含量与测定点距污染源的距离成反比。测定点距污染源越远,叶片中含氟量越低。各测点叶片中氟含量的增加值与各测定点距污染源的距离进行相关分析, 得一元回归方程:

y=267.3446-0.2079x

=-0.7622

根据相关方程, 叶片中氟的积累量与测定点距污染源的距离成反比例。测定点距污染源越远, 叶片中的含氟量和一定时间内氟的积累量越低。对相关系数进行差异显著性检验, 得t=5.6471>t23, 0001= 3.767, 说明一定时间内叶片中氟的增加量与测点距污染源的距离相关达到极显著水平。

将5～9月份各测点测得的大气中的氟浓度与各测定点距污染源的距离进行相关分析,得回归方程:

y=26.615-0.0235x

=-0.7196

根据得到的相关方程, 大气中氟的浓度与测定点距污染源的距离成反比。测定点距污染源越远,大气中氟的浓度越低。对相关系数进行差异显著性检验，得t=4.9698>t23,0001=3.767, 说明大气中的氟浓度与测点距污染源的距离相关达到极显著水平。

对相关关系的显著性检验, F=24.7>F0.01=4.28,说明上述相关关系正确。

采用污染程度相对值法将该地区划分为4个区:严重污染区,即距铝厂100米范围内；中度污染区,距铝厂300～600米范围；轻度污染区,距铝厂600～800米范围内；相对清洁区, 距铝厂1100 米以外的范围。

（三）叶片中氟含量随时间变化的关系

表1 表明，5～9月间大气中氟含量以5月份最高, 原因可能与夏季降雨有关。表2说明该阶段内叶片中氟含量的变化与上述变化一致, 但叶片中总氟含量一直呈增加的趋势。广西平果地区油茶展叶期多在5月初。因此从5月中期开始展开的树叶便已开始从大气中吸收氟。根据测定点距污染源的距离的不同, 以展叶后的时间(天)与叶片中氟的含量进行相关分析,油茶叶片中总氟含量随时间的增加逐渐提高。根据对相关系数的差异显著性检验结果, 600～1100米距离内相关达到或接近0.001的差异显著性水平；100～300米范围内,的差异显著性达到0.01的水平。

（四）叶片中含氟量，吸收氟的时间和大气中氟浓度的关系

分析表明叶片中氟化物的积累与大气中的氟浓度成正相关，与吸收的时间成正相关，与测定点距污染源的距离成负相关的关系。采用多元分析法, 分析大气中氟浓度(x1)、叶片吸收氟的时间(x2)(天)和叶片中氟含量(y), 建立相关方程:

y=-490.80+2.1083x1+6.9681x2

复相关系数x2=0.5744

对x1和x2系数的显著性检验, t=4.05 和4.95,达极显著相关。对方程的检验结果, F=1485，在0.0001水平上差异达显著, 证明建立的该方程是极其可靠的。根据建立的相关方程, 叶片中总氟含量与大气中氟的浓度成正相关, 与叶片吸收氟的时间成正相关。

三、结果与讨论

叶片中总氟的含量与5～9月间测得大气中氟浓度相关密切, 同时相邻两月间叶片中氟的增加值与两月大气氟浓度的均值相关密切。证明在氟污染区可以油茶叶片为材料作为大气氟污染程度的监测指标。氟在大气中易于流动,而树叶能够不断积累氟,在油茶落叶前采集叶片分析氟含量,作为该地5～9月间氟污染程度的指标优于直接的大气取样监测。

大气中氟化物含量和叶片中含量与测定：点距污染源的距离成反相关关系, 采用相对值法,可将广西平果铝厂周围地区划分为重污染区(距厂100米)、中度污染区(300～600米)、轻度污染区(600～800米)和相对清洁区(1100米以外范围)。

5～9月间大气中氟含量以5月份最高, 6～7月份逐渐降低,5月份最低, 9月份又略有升高。这种变化可能与夏季降雨有关。该阶段内叶片中氟含量的变化与上述变化一致,但叶片中总氟含量一直呈升高的趋势。

采用多元分析法,叶片中总氟含量与大气中氟浓度的平均值成正相关，与叶片吸收氟的量成正比。

参考文献：

[1]张志杰，张维平．环境污染生物监测与评价[J]．北京：中国环境科学出版社.1991，23―25.

[2]张志杰．环境生物监测[J]．北京：冶金工业出版社.1990，34―35.