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利用日本牵牛花对酸雨进行监测的研究摹'毫JII5撬l989年IO月大气环境ATMOSPHERICENVIRONMENTV01.N0.60ct.1080利用日本牵牛花对酸雨进行监测的研究谢田许莹徐中际李庆新(贵卅【省环保科研所)周秉明(贵t,J-学院化工系)摘要拳文研宄日本幸牛花对醢雨曲反应现象及规律.用一系列pH伍不同的溶液对这种花喷洒,结果表明:日拳牵牛花对醢碱均有敏感反应,井从大致的定量数据总结得到:曰末牵牛花是一种可用于室外监测酸雨的观赏花卉.由于近年来工业的迅速发胜及居民主活用燃料大量依赖于含硫量高的煤的缘故.贵阳地区已成为我倒酸雨较严重的地区之一.为了进一步加强对酸雨的监测,我们考虑用一些观赏花卉和植物作为监测生物.这样,既美化了环境.又由于这些花卉及植物能对酸雨表现出较为明显的反应特l征,能滴便直观地测知酸雨污染的大致程度.其中,又以日本牵牛花对酸雨的反应最为敏感,故可考虑将其作为一种监测花卉对酸雨进行监测.一,材料和方法1.模拟酸雨的配制:其配法基本.Lee.J.J.的方法,但各化学组分取贵阳地区自然酸雨所台组分平均值.配制成pH一3.2,pH=4,pH=4.5,pH=5.2的一系列溶液作人工酸雨.并配制pH=6.3,pH=9.2的缓冲溶液,pH=6.5的模拟自然雨水.同时取自来水,去离子水(pH5.8),自然雨水数份.其中自然雨水是分取三个样点同的天降雨,其pH.直不定.2.采样点概况:样点l为市区某单位花园,周围多为机关单位;样点2设在市区居民密集处;样点3在市郊某公园.土壤结构.栽培方法均无大差异,主要差异在于大气污染程度不同.3.喷洒及观察法:甩滴管将所配制的溶液滴在牵牛花植株的花瓣上.从喷洒之时起开始;t-ifl,到出现斑时为上.或将同一段时阊内花瓣被各种溶液侵蚀后出现的伤斑,摄成彩色照'.(或以肉眼科察份斑颜色记录实验时的时间温度,湿度,天气状况等等.整个观察期从每年的5月到9月.现已历三年.4.材料:牵牛花(pharbitisnil)L哥紫红色目军牵牛花:包泽深花瓣大.2号带自边的红色日本牵牛花,花潜大.3号浅蓝色日本牵牛花,花瓣大.大气虾墟,ll4号:本地牵牛花,花瓣小.二,结果及论讨1.酸雨对牵牛花的影响,由于牵牛花花瓣含有石蕊素,我们将所配溶液洒在其花瓣上后,不久即出现不同的伤斑.酸液出现红斑碱液出现蓝斑.现将实验结果介绍如下:(1)酸度大小的影响经多次观察结果发现均具有表(1)所示规律:袭1同一时期内(约6分钟)牵牛花瓣出现伤斑的颜色变化溶液pH值花瓣上伤1斑颤色''-一1一'u_I一'rT模拟袭雨_去离子东缓冲溶液模拟正常一一一_L一.l4.3l5.2ll.?I一一一&雨水中性稀释溶液旧来水I.不定1I缓冲溶液l无伤害的永迹白蓝这表弭溶液酸度越大,牵牛花的反应越敏惑.这种现象在表(2)也可表现出来袭2紫红色牵牛花花瓣上伤斑出现的时间1087.82晨10耐藩液槎拟酸雨pH值花瓣上伤氍出现的盯同【分)伤斑翊色l红IlI击离子水I缓冲落液l楼拟正常雨水I中性稀释溶维l宴来水喜傻红红l无伤害的水6.8,906.0l30自I矗表2数据由实验阶段中某一天对同一植株上自.牵牛花试验得到.其它各天的数据亦自如表(2)一致的趋势.即溶液的酸(碱)度越大,牵牛花花瓣上的红(蓝)斑出现得越快.同时,大量数据显示:即使练合考虑了多因子影硐的因素模拟酸雨在牵牛花花瓣上造成红斑的时间均束超过5分钟;反之,凡在牵牛花花瓣上出现红斑时间超过5分钟.尚酸容液,其pH值都超过了j.8这条是否醢雨的"分界绞.这就路贵阳地区利用日牵牛花进行目然酸雨的监测提供l一十重要的定量数据臣lj如果自然阳出降落在牵牛花花瓣上,j分钟内出现了红斑,那么这场Ic水是酸雨"就可基本予以肯定.同叫以上数据电髓:溶液的酸度强弱,是造成牵花花瓣上红色伤斑出现早迟的最重要因素(2)对不同品种牵牛花的影响:同等条哔下.可发现:l号紫红色日本牵牛花遇酸雨后出现伤斑的时问最短,3号浅蓝仨牵花出现伤斑所需时间长如表34号本地牵牛花反应不如上述品种灵敏.显见,用紫红色曰术牵牛花进行监测效果较好这种现象似乎电表,紫差色牵牛花中石蕊素含量要高一些(3)对不同地区的影响敦分别在三个采样点进行了试验其中样点2处于市区居民高度集中地区空pSO8,CO含量颇高,属严重污染地区.样点l受到较重污染.样点3则空气清新,污染最_二-5搿谢田等:利用日北牵牛花对酸雨进行监恻研究裹5PHi3.2的模拟酸雨在牵牛花花瓣上造成伤斑所需时间时间(分)品舜1昙2号3号252.50少.用同天收集的自然雨水刘牵牛花进行试验的结果表明:样点2牵牛花上出现伤斑所需时间最短,祥点3则最长.如对l987,8.2o同场自然雨水的pH值进行比较发现:样点2为4.0,样点1为4.2,样点3则为5.o左右.这样不同采样点牵牛花出现红斑耐间不同的原因就可得到满意的解释.(4)其他因素的影响其它影响因素包括温度,湿度,日光照度土壤结构.牵牛花体内的生物钟等等.温度高日照强度大,牵牛花遇酸雨后红斑会出现得更快一些,而阴冷天气则稍慢但这种趋势也受到牵牛花体内生物种的育趣调节.如当其它条件相同列,花瓣上出现伤斑的时间早晨10时要比8时短,而l1时过,则又要相应长一些.实验结果电表,湿度大时比湿度小时现伤斑所需时间要长.土壤结构的影响不大.以上所有结果均表明:溶液的酸(碱)度越大,日本牵牛花的反应越灵敏,其中又以紫红品种最突出.这样,日本牵牛花不仅仅可用于进行酸雨监到,也可考虑用于某些厂矿造成的碱性大气污染的监测.又由于这种花不仪仅对酸雨和碱溶液有反应,而且到所有pH值不同的溶液均有程度不同的反壹,所以应根据不同地区具体情况进定量监测.如对贵阳地区来说,判断其自然雨水是否酸雨即可由自降雨时起花瓣一k红斑是否在5分钟内出现而给予基本肯定三,结论日本牵牛花对酸碱均极敏感且分布广,取材容易,成本低监测方法简便直观是种可对酸雨进行有效生物监恻的观赏花卉.同时可开发为一种碱性污染的监酗生物.参考文献(1高煜珠:植物生理学(2余叔文,汪嘉熙等:大气污染伤害植物症状囤谱(3Cheng,R.J.,ProceedingsoftheFirstU.S.一ChinaConerenceonEnergyJResouteesandEnvirollraent.(4Lee.J.J.eta1.Envirol1.Exp.Botany,21(2),171185(1981).(5Evallg,L.S.,Water.AirandSoi1Pol1ution,18(2),395403(1982)(6Hegg.D.A.eta1.Atmos.Envi1"01"1.12,241(1978).(7余叙文等.植物生理,5,403-409(1979).(8Acidrai11adtrasportedairpollut/on"Co"gressoftheU.S.,OfficeofTechnologYAssessment.Juae1984.