常用大气污染指示植物及其受害症状指示植物在受到大气污染物伤害后,能较敏感和迅速地产生明显反应,发出受污染信息。通常可以选择草本植物、木本植物以及地衣、苔藓等。大气污染指示植物应具备下列条件:对污染物反应敏感;受污染后的反应症状明显;干扰症状少;生长期长,能不断萌发新叶;栽培管理和繁殖容易;尽可能具有一定的观赏或经济价值,起到美化环境与监测环境质量的双重作用。对指示植物的选择方法是:通过调查找出某一污染区内最易受害而且症状明显的植物作为指示植物,或者通过人工熏气实验,再通过不同类型污染区的栽培试验及叶片浸蘸等方法进行筛选。那些最易受害、反应最快、症状明显的植物便可作为指示植物。
世界上有300多种植物可用于大气污染监测,目前比较常用的大气污染指示植物如下。
①二氧化硫污染指示植物。常用的二氧化硫指示植物有地衣、苔藓、紫花苜蓿、荞麦、金荞麦、芝麻、向日葵、大马蓼、土荆芥、藜、曼陀罗、落叶松、美洲五针松、马尾松、枫杨、加拿大白杨、杜仲、水杉、雪松(幼嫩叶)胡萝卜、葱、菠菜、莴苣、南瓜等。二氧化硫伤害植物的典型症状是在植物叶片的叶脉间出现不规则的坏死区,斑点以灰白色和黄褐色居多。一般伸展的嫩叶易受害,中龄叶次之,老叶和未展开的嫩叶抗性较强。
②氟化氢污染指示植物。对氟化氢敏感的植物有唐菖蒲、郁金香、金荞麦、杏、葡萄、小苍兰、金线草、玉簪、梅、紫荆、雪松(幼嫩叶)、落叶松、美洲五针松和欧洲赤松等。植物受氟伤害的典型症状是叶尖和叶缘坏死,伤害区和非伤害区之间有一条红色或深红色界线。氟污染容易危害正在伸展的幼嫩叶子或枝梢顶端,呈现枯死现象。
③臭氧污染指示植物。臭氧污染的指示植物有烟草、矮牵牛、牵牛花、马唐、燕麦、洋葱、萝卜、马铃薯、光叶榉、女贞、银槭、梓树、皂荚、丁香、葡萄和牡丹等。量臭氧伤害叶子的典型症状是在叶面上出现密集的细小班点,主要危害栅栏组织,表皮呈现褐、黑、红或紫色,甚至失绿退色。针叶顶部出现坏死现象。一般中龄叶敏感,未伸展幼叶和老叶有抗性。
④过氧乙酰硝酸酯污染指示植物。常用的有早熟禾、矮牵牛、繁缕和菜豆等。
过氧乙酰硝酸酯伤害的叶片症状表现为叶背面呈银白色,进一步发展成青铜色。过氧乙酰硝酸酯主要危害幼叶。此外,植物在黑暗中受过氧乙酰硝酸酯影响小,抗性强,如光照2~3h再接触就变得敏感。
⑤乙烯污染指示植物。常用的乙烯污染指示植物有芝麻、番茄、香石竹和棉花等。乙烯主要影响植物的生长及花和果实的发育,并且加速植物组织的老化。
⑥氯气污染指示植物。氯气污染指示植物主要有芝麻、荞麦、向日葵、大马蓼、藜、翠菊、万寿菊、鸡冠花、大白菜、萝卜、桃树、枫杨、雪松、复叶槭、落叶松、油松等。氯气对植物的伤害症状大多为脉间点、块状伤斑,与正常组织之间界线模糊,或有过渡带,严重时全叶失绿漂白甚至脱落。
⑦二氧化氮污染指示植物。主要有悬铃木、向日葵、番茄、秋海棠、烟草等。二氧化氮危害植物的症状是在叶脉之间和近叶缘处的组织显示出不规则的白色或棕色的解体损伤。
⑧POPs指示植物。对POPs敏感的植物有地衣、苔藓以及某些植物的树叶等。
大气中的POPs从污染源排放到富集于地衣中至少需要2~3年的时间,因此,利用不同时间采集的地衣进行大气污染的时间分辨监测时,其分辨率在3年左右。利用不同地区地衣中POPs分布模式间的差异可进行污染源的追踪。苔藓没有真正的根、茎、叶的分化,不具有维管组织,仅靠茎叶体从周围大气中吸收养料,故苔藓能指示大气中POPs的污染状况而不受土壤条件差异的影响。研究表明,树叶中POPs的含量与大气中pOPs的浓度呈线性相关。其中,松柏类针叶由于表面积大、脂含量高、气孔下陷、生活周期长,对POPs的吸附容量大,在大气POPs污染监测中的应用最广,所涉及的化合物还包括PAHs、PCBs、OCPs、PCDD/Fs等。