全 文 ：热带亚热带植物学报 2003，1 1(4)：336-一340
Journal oy Tropical and Subtropical Botany
园林绿化植物对大气二氧化硫和氟化物
污染的净化能力及修复功能
张德强
陆耀东 2
褚国伟
胡羡聪2
余清发
薛克娜 2
刘世忠
孔 国辉
(1．中国科学院华南植物研究所，7一东 广州 510650：2．佛山市林业科学研究所，广东 佛 山528222)
摘要：研究 32种盆栽于佛 山市污染区的城市园林绿化植物对大气二氧化硫(so2)和氟化物的净化能力及其对大气污
染的修复功能。结果显示，竹节树、傅园榕等 14种植物对 S0 、氟化物等污染气体不但具有较强的抗性，而且具有较高
的吸收净化能力，叶片平均含硫量达 17 442(11 754—27 658mg ～DW)，是清洁区 (5 988mgkg- DW)的 2．9倍；平
均含氟量达 3 725．9(1 954．9—5 331．7 mg ～DW )，是清洁区 (170l3 mg 。DW)的 21倍。表 明这些植物对大气 so：、
HF复合污染具有很好的净化能力和修复功能，是值得推广 的城市园林绿化树种。
关键词：园林绿化植物：大气污染：净化能力；植物修复
中图分类号：Q948．116 文献标识码：A 文章编号：1005—3395(2o03)04—0336—05
Decontamination Ability of Garden Plants to Absorb
Sulfur Dioxide and Fluoride
ZHANG De—qiang CHU Guo—wei YU Qing—fa LIU Shi—zhong
LU Yao．dong HU X i an—cong XUE Ke—na KONG Guo—hu i
(1．South China Institute of Botany,the Chinese A cademy of Sclenees，Guangzhou 5 1 0650，China；
2．Foshan Institute of Forest Sc&nee，Foshan 528222，China)
Abstracts： Seventy-five species of garden plant seedlings were pored under contaminated environment at
Dongcun(DC)and Wuxing(WX)near ceramic industry sites in Foshan City,，Guangdong，and at botanical garden
(,contro1)．The contents of sulphur and fluorine in the leaves of the thirty—two surviving species were measured after
128 days，among which 14 species including c religiosa：， microcarpa var．fuyuensis，Lysidice rhodosteeia,
Cardlia brachiata ．Ilex rotunda，etc．had great ability to absorb air pollutants SO2 and fluoride．Average sulphur
and fluorine contents in leaves of these species pot．-grown at contaminated sites were 1 7 442 mg kg。DW and
3 725．9 mg kg～DW ，respectively,which were 1．9 times and 20 times higher than those at control site，respectively,，
showing that these species were more toleran t to SO2 and fluoride polutants．
Key words：Garden plants；Air pollution；Decontamination ability；Phytoremediation
园林植物是城市生态环境的重要组成部分，对
于一定浓度范围内的大气污染物，不仅有一定的抵
抗能力，而且也有相 当程度 的吸收净化能力。不同
植物种类，因其生态功能上 的差异 ，其环保功能有
显著不同。在环境污染区选择抗性强和吸收净化能
力强的绿化植物，构建不同类型的人工绿化生态工
程体系，可有效改善生态环境，缓解环境污染，并对
实现城市林业的可持续发展和生态公益林的构建
有重要意义。
利用植物吸收甚至去除环境中污染物 的技术，
收 稿 日期 ：2003-06-12 接 受 日期 ：2003一-08—29
基金项目：佛山市科学技术局科技发展专项资金(0102007A)；广东省环境保护局科技开发项 目 (1998—09)；CERN鼎湖 山森林生态系统
定位研究站联合资助
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第 4期 张德强等：园林绿化植物对大气二氧化硫和氟化物污染的净化能力及修复功能 337
称为植物修复(phytoremediation) ]。美国国家环保
局所定义的广义上的植物修复技术是指利用植物
提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或
地表、地下水中有毒有害污染物技术的总称 ]。植物
修复研究 目前更多侧重于对土壤和水体 中的重金
属[2-1 和有机污染物[12-14以及环境中 的放射性物
质 等的吸收和 去除。利用植物修复技术治理大气
污染尤其是近地表大气混合物污染则是近年来国
际上正在加强研究和迅速发展的前沿性新课题，而
我国在这方面的研究才刚刚起步，现有的报道也仅
是综述性的文章【1q，还没有真正开展实质性 的试验
研究 。
大气污染的植物修复是 一种以太阳能为动力，
利用植物 的 化或超同化功能净化污染大气的技
术[】q。事实上，大气污染的植物净化作用很早就被注
意到并得到应用，如在公路两旁种植植物以减轻汽
车造成的污染，在化工厂附近种植植物来减轻污染
并美化环境等。鲁敏等[】 利用短时间 (8 h)的熏气
试验研究了 28种 园林植物对硫、氟、氯的净化能
力，但这一试验并不能指出参试植物的抗性强度 。
随着植物修复技术理论体系的发展，大气污染的植
物修复近年才被明确提出。日前的研究更多是在试
验和筛选对大气污染有较强的抵抗能力并且对污
染物有较强的吸收净化能力的植物，以期通过这些
试验寻找出对大气污染具有一定修复功能的种类 。
本研究在陶瓷工业废气污染严重的地区进行。
陶瓷 [业废气主要以氟化物、SOz和粉尘污染为主 ，
属化学污染和物理污染 (大气污染主要有物理污
染、生物污染和化学污染)，本试验侧重研究植物对
化学污染的净化能力。这一研究为进一步开展大气
污染植物修复研究及种类的选择提供参考。
1材料和方法
1．1试验方法 与材 料的选择
在对污染地区周围现存植物生长状况进行广
泛调查基础上，结合 原有的研究资料 ，选择 75种
园林绿化植物作为试验对象。2001年以营养袋统一
进行种苗繁殖，2002年 2月 4日袋苗上盆(苗龄 l一
2 a生，个别为插条繁殖)，待盆苗定根后，选取生长
状况 良好 ，大小、高矮基本 一致的盆苗，于 2002年 6
月 3日一6日分别移至 3个试验地，每种苗木每个试
验点放置 5盆，并同时开始大气环境质量的监测。
试验地分别设在陶瓷工业发达的佛山市禅城 区的
东村(DC)和五星(wX)两地，华南植物园(BG)~JJ作为
相对清洁区对照点。因东村试验地环境条件恶劣，
近一半的种在采样之前 (10月中)已枯死 ，本文研
究的是存活下来 (至少在某一污染区)的 32种。各
试验点的大气环境状况见表 1。
1．2 样品采集 与分析 方法
试验过程中统一肥水管理。植物生长季结束前
(2002年 10月 l2日)统一采集成熟叶片为植物样
表 1 6-10月 各试验 点部 分大气 污染 物监 测结 果 (平 均值 )
Table l The concentration of air pollutants at diferent test sites averaged from Jun．to Oct，2002
品。为了保证所采样品叶龄一致，所有参试苗木在
移往试验地前，将 尚未展开的新叶挂上细小塑料牌
以作标记，采样时只取小塑料牌以上的几片叶，以
保证所采样品在污染环境中生长时间一致。叶片用
自来水冲洗干净，自然风干，60℃烘干，粉碎过 60
目筛，装瓶备用。大气硫酸盐化速率和氟化物测定
采用静态挂片取样法取样，每月取样一次，每次放
置挂片时间为 20 d。
植物叶片 S、F含量分别采用氧瓶燃烧 一硫酸钡
比浊法、标准添加法一氟离子选择 电极测定㈣。大气
硫酸盐化速率、氟化物分别采用：挂片法 一硫酸钡 比
浊、碱片法一氟离子选择 电极测定[201。
植物叶片对 S、F的相对吸收量：由污染区植物
叶片污染物含量减去相对清洁区植物叶片含量求
得。除少数几个非盆栽树种外，所有参试植物的吸
收量是采样时的吸收量，与污染物接触时间约 4个
1)硫酸盐化速率见国家环保局 1991年 《环境质量报告编写技术规定》推荐的标准；氟化物见 GB3095—1996
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338 热 带亚热 带植物学报 第 ll卷
2结果和分析
2．1对大气 SOz的吸收 净化
植物在能够忍受的浓度范围内，对大气 SO2的
吸收具有累积性 ，而且其吸收量与大气 SO2浓度成
正比。但不同的植物，因形态、结构等的不同，对大
气 SO 吸收净化量有很大差异。参试的 32种植物
在不 同环境中生长相 同时间后叶片的含硫量见表
2。由于东村的大气环境质量极为恶劣 (表 1)，采样
时仅有菩提榕等 l4种植物能存活，五星也只有 32
种植物能存活。同种植物生长在东村的叶片含硫量
比五星的更高 ，证 明植物对 SO 的吸收量与大气
SO 浓度成正比。从吸收量来看，生长在东村的菩提
榕 的吸收量最大 ，1 kg干叶可吸硫 16 985 mg(下
同)，其次是仪花 (15 898)、竹节树 (15 873)、傅园
榕 (15 063)、小叶榕 (14 581)和铁冬青 (14 526)
等，其硫含量是清洁区的 1．5-6倍。这些植物在恶劣
的环境 中长势 良好 ，不但表现 出很强的抗性 ，而且
对大气 SO 有很强的吸收净化能力，是很有潜力的
城市绿化优 良树种。
从表 2的试验结果还可以看 出，尽管一些植物
种类在 SO 浓度较高的地方难 以成活，但在 SO 不
很严重的地区却长势 良好，而且对 SO 有很强的吸
收净化能力 ，如生长在五星的红花木莲 (1 kg干叶
吸收 S达 21 093 mg，下 同)，刺果番荔枝 (16 128)，
石笔木 (10 531)，黄花夹竹桃 (9 149)等，其 叶片
含硫量是清洁区的 2-4倍多。另外，在五星试验地
附近生长的树种 中还发现 了一些非常有潜力的种
类 ，如鸭脚木 、光叶山矾 、尾叶桉和 山黄麻等 ，1 kg
干叶吸收 S分别为 14 507、12 453和 10 432 mg，其
叶片硫含量是清洁区的 2-4倍。尽管这些树种 比参
试植物接触污染物时间更长 ，但其对 SO 的吸收能
力仍然非常强，更重要的是它们在污染的环境中能
长期正常生长，这无疑为选择城市绿化优 良树种及
大气污染植物去污种类提供了更广阔的空间。
2．2 对 大气，l化物的 吸收 净化
植物叶片氟含量与硫含量一样，与大气污染物浓
度密切相关。通过表 2的结果计算得出，清洁对照点
的叶片含氟量平均为 1 55．43(30-1 477 mg kgDW)，五
星 为 1 849．54(653—4 515 mg kg DW)，东 村 则 是
3 725．86(1 954-5 331 mg kg～DW)，与各 自生长环
境大气 中氟化物浓度成正比。东村和五星两地大气
氟化物 的浓度差别不大 (54．368和 44．131 mg kg )，
但两地植物 叶片氟含量差异大 ，可能是五星的降
尘量远大于东村 (20．09和 9．013 mg m month～，表
1)，大量的降尘影响了叶片气孔的开放和导度，降
低了污染物进入叶片的通量。
不同植物对大气氟化物的吸收能力差异很大。
污染区(东村)与相对清洁对照区相差最大达 100多
倍，最小的也有 2倍多(表 2)。从相对吸收量来看，在
东村试验点，竹节树具有最大的吸收量 ，1 kg干叶
吸 F达 5 289．28 mg，其次是傅园榕(4 917．42 mg)、
小叶榕 (4 630．25 mg)，密花树 (4 603．10 mg)等 ，
最小的红花油茶，吸收量也有 1 560．84 mg(表 2)。
表明这些植物对大气氟化物不但有较强的抗性 ，而
且有很高的吸收能力，对氟化物污染有很好 的净化
功能。在污染相对较轻的五星试验点，也有一批对
大气氟化物污染具有一定抗性和吸收净化能力的
植物种类，如刺果番荔枝、黄花夹竹桃、小叶胭脂等，
还有一些当地生长的种类，如银柴、山黄麻、光叶山
矾、鸭脚木等。
2．3 对 So：、，l化物复合污染的净化能力及修复功
能分析
利用植物修复大气污染，不但能为人们提供风
景 园林美学上的视觉享受，还能净化空气 、美化环
境 、吸收有害物质 、降低噪音 、调节小气候 ，为人们
提供舒适的生活环境并满足人们对保健的要求。
植物对大气 SO 、氟化物污染的修复过程主要
是持留和去除。持留是一个物理过程，包括截获、吸
附和滞留等，其持留的效果取决于植物 的表面结
构，如叶面形态、粗糙度 、叶的着生角度和表面分泌
物等 ，但这一过程对气体污染的修复是极其有 限
的，更多的是靠去除过程来达到修复的目的。去除
过程包括吸收、转化、同化或超同化等。
鲁敏等【1刀利用熏气试验表 明 ，在 SOz浓 度为
1．8 mg m 下熏气 8 h，28种植物吸硫量介于 310-
2 350 mg kg (干 叶 重 ，下 同 )；在 HF浓 度 为
0．5 mg m 下 熏 气 8 h，植 物 吸 氟 量 介 于 30—
1 380 mg kg 。然而，修复大气污染的植物种类，必须
对污染物具有抗性强、吸收量大的特点，显然，短时
间的熏气，并不能鉴别植物的抗性强弱。本试验 的
参试植物在污染地区生长 128 d，存活的植物都具
有较强的抗性 。从表 2的试验结果可 以看出，表现
最为理想的种类有红树科的竹节树，在 SOz、氟化物
污染严重的东村 ，不但长势 良好 ，而且 1 kg干叶可
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第 4期 张德强等 ：园林绿化植物对大气二氧化硫和氟化物污染的净化能力及修复功能 339
红花木莲Manglietia ir~ignis
菩提榕 Ficus religiosa
仪花 L~idice rhodostegia
竹节树 妇 brarhi~a
傅园榕 Fu：us microccoTavat．fuyuensis
铁冬青 flex rotunda
小叶榕 Ficus microccoTa
晃伞枫 Ie ∽ frogmr~
密花树 Rr~anea neriifolia
红花油茶 Croneli~se er7位n
大头茶 Gordoni~oxilaries
茶花 C f妇 japonica
海南木莲 Manglieti~hainanensis
白桂木 Artoccopus hyp~gyreus
环榕 凡c n，l， d
铁力木 Mesua 口
海南红豆 Ormosia pinnaCa
无忧树 Saro~a chinensis
灰莉 Fograea ceilanica
小叶胭脂Artoccopus styro．cifolius
火焰木 ~hodea C∞ n，l 口
灰木莲 M~4ietla 口
吊瓜树 f c
毛黄肉楠Actinod~hne pilosa
石笔木 Tu~heria spectobilis
黄花夹竹桃 Theveti~pemviar~
刺果番荔枝 Annona muric~a
山黄麻 Tre orientalis
光叶 山矾 S~ loeos laneifolia
鸭脚木 &~flera octophyla
尾叶桉 Eucalyptus urophyla
银柴 Aporosa dioica
7．153±O．89
5．8l3±O．77
3．745±0．56
l 1．784±2．16
6．050±1．56
5．885±0．98
5，29O±O．76
4．395±0．86
6．356±0．7 l
5．675±0．6 l
4．3217l±O．72
5．605±0，78
8．343±1．29
5．268±0．6l
5．305±0，5 l
4．662±0，53
5．532±0．79
4．1 l5±0．48
6．078±0．77
4．025±0，59
6．52l±O 87
6．929±0，96
5．360±O．8 l
5，O83±O．62
4．405±0．55
7．72l±O．83
6．659±0．92
6．959±O．8l
6-364±O．77
5．185±O．7l
4．086±0，6 l
30．7±3．56
lO6．2±9．32
42．5±5．68
76．2±l3．88
69．9±8-38
36．2+4．78
l l3．1±6．87
56．5+-6-38
64．5±5．23
608．8±28_39
307．9±22．3 l
640．9±48．59
37．7±4．67
50．52±l3．42
l24．3±l 1．25
68，5±7，l3
42．5±4．98
46．2±4．76
99．1±14．87
l 14．4±l2．58
55．1±5．12
56．5+6，89
68．1±l3．89
43．3+5．32
89．2±l7-32
31．1±2．34
43．1±5．36
71．7±9．14
1477．7±97．52
33．2±3．47
50-3±4．15
3 l3，5±22-38
28．246±3．86
9．874±1．75
l7-4l4±2．9l
5．574±0．82
8．574±1．26
l2．388±1．6l
8．329±0．95
lO．532±1．53
5．405±0．84
7．156+0．97
l2．183±1．43
6．036±0．84
6．949±0．76
7．550±0．8l
8．233±l，O3
8．468+l-39
8．639±0．94
9，089±l，63
l1．4lO±1．77
l3．16l±l，ll
8-396±1．O8
8．128±l，27
14．936±1．17
l6．869±1．23
22．788±2．18
l7．39l±1．54
l8．8l7±1．63
l9．692±1．7l
l7．4l8±2．54
l567，3±l l3．6
l645．0±l34．5
2085．6±323．7
653．9±89．5
l923．5±l88．4
l8o9，l±95．8
1446．9±145．3
961．O±l29．4
914．3+95．3
962．6±92．1
l714，7±165．7
l080．4±75．7
2207．2±l 88．9
2l28．2±321．2
l l64，3±88．7
l658．5±125，9
l086．3±79，5
2144．7±203，5
l722．7±145．3
l5l0．9±ll5_3
670．8±83．2
2020．3±l91．4
836．2±76．2
2074．2±l 73．5
22lO．1±l78．6
3845．9±l67．5
3630，4±283．6
2329，2±2O1．2
3425．6±2lO．8
45 1 5．2±368．5
22．798±2．23
l9．643+2．O8
27，658±2．58
21．1l3±2-37
20．41 l±1．87
l9，87l±2．76
l7，293±2．12
l5．340±1．54
l5．328±1．67
14．783±l，8l
l3．156±l，76
l2．9O2±1．83
l2．132±1．43
l1．754±1．5l
4401．7±3l2．2
533 1．7±386．2
42l 1．6±276．5
4987．3+-3l5-3
4743．3+333．3
4667．6±267，9
2l69．7±l87．6
3O19．6±l27．7
2263．1±234．7
2l85．6±2O1．8
4433．7±258．7
359l，l±298．4
n=3
吸收 15 873 mg S和 4 135．4 mg F(表 2)，净化功能
极其显著；类似种类还有桑科的小叶榕 、傅园榕、菩
提榕 、环榕 ，山茶科的大头茶、红花油茶 ，苏木科 的
仪花，紫金牛科的密花树 ，山矾科的光叶山矾等，这
些植物对大气 SOz、氟化物污染不但有很强的抗性，
而且有很高的吸收净化能力，是大气 SOz、氟化物污
染严重地区空气净化植物的首选。 除上述种类外，
表现较为理想的种类还有 ：山茶科 的茶花 ，番荔枝
科的刺果番荔枝 ，夹竹桃科的黄花夹竹桃 ，五加科
的幌伞风 、鸭脚木 ，大 戟科 的银柴 ，榆科的山黄麻
等 ，这些植物对 SOz、氟化物污染抗性中等，也有一
定的吸收能力，是 SOz、氟化物污染较轻的大气环境
净化的理想种类。
3讨论
大气污染是个复杂的环境问题，植物能否有效
地净化大气污染并去除大气污染物受许多因素的
影响，如气候因素、土壤条件 、水热因子、污染物种
类和浓度及植物本身的特性等。植物在生长季节因
代谢旺盛，具有较强的修复功能。尽管有些植物对
大气污染有较强的修复功能，但有可能造成二次污
染。这些问题的研究是大气污染植物修复技术能否
走 向应用的关键，也是植物修复研究的主要方向之
本试验研究的植物对 S、F的吸收量是相对吸
收量，因为相对清洁区的大气环境质量较好，植物
叶片污染物含量接近本底值。因此，相对吸收量基
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340 热带 亚热带植物 学报 第 11卷
本能说明植物对大气 SO 、氟化物的吸收净化能力。
事实上，植物对污染物的吸收净化量包括吸收污染
物后向其他器官转移或部分被降解的量，还包括枝
条 (尤其是嫩枝)的吸收量，尽管有报道说枝条的
吸收量很少甚至可以忽略不计 。
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