大氣污染指示生物

植物生長髮育與周圍環境有密切的聯繫，環境條件的變化、生態平衡的破壞都會在植物體內以某種形式表現出來。大氣受到污染時，敏感的植物反應最快，最先發出污染信息，如出現污染症狀，生長髮育受阻，生理代謝過程發生變化和污染物在體內發生積累等。人們可以根據植物發出的各種信息來判斷大氣污染的狀況，對大氣質量作出評價。

指示植物對大氣污染的指示作用主要表現在四個方面：

①能夠綜合反映大氣污染對生態系統的影響強度。這種影響強度一般是無法用理化方法直接進行測定的。大氣受到多種污染物複合污染時，一些污染物之間會發生協同作用，使它們的影響比它們各自單獨的影響強烈；有時則產生拮抗作用，其影響要比它們各自的影響微弱。這些影響只有通過對生物各種反應進行觀察、分析和測定來了解。

②能較早地發現大氣污染。植物對大氣污染的反應比人敏感得多，人在SO2濃度達1～5ppm時才能嗅到，接觸3～10ppm超過8小時,才對健康有影響；而一些植物接觸0.5ppm，在2～4小時內就會出現傷害症狀。因而利用植物能及時發現污染，儘早防治。

③能檢測出不同的大氣污染物。不同污染物會使植物的葉片出現不同的受害症狀。SO2污染常使葉片的脈間出現有色的斑點或漂白斑；氟污染常使葉片的頂端和邊緣出現傷斑，受害組織與正常組織之間有明顯的界線；臭氧引起的典型症狀是葉表面近小葉脈處產生點狀或塊狀傷斑，因為柵欄組織對臭氧敏感，所以症狀大多出現在上表面；受到過氧乙酰硝酸酯(PAN)急性危害後,大部分雙子葉植物在葉片背面出現玻璃狀或古銅色傷斑。

④能反映一個地區的污染歷史。通過對植物進行年輪生長量的分析以及測定積累在植物體內的污染物的數量，能夠推測過去的污染狀況和污染的歷史，對大氣質量做出回顧評價。

19世紀中期，就有人注意到城市中地衣植物逐漸消失，在燒煤的煙囱附近，植物葉片出現“病斑”，後發現這與空氣污染有關，並認為可利用植物來監測和評價空氣污染狀況。到20世紀40～50年代，空氣污染日趨嚴重，對指示植物的研究也進一步開展起來。70年代初,中國也開始了這方面的工作,例如用唐菖蒲(Gladiolus gandavensis)等指示植物監測大氣的氟化物污染；分析加拿大白楊(Populus canadensis)、懸鈴木 (Platanus orientalis)等植物葉片的氟和硫的含量來監測較大範圍大氣中的氟化物和二氧化硫(SO2)的污染； 測定刺槐（Robinia pseudoacacia）、 皂角(Gleditsia sinensis)等植物葉片中鉛、鎘等的含量以監測大氣中的重金屬污染等。同時，選擇出適合於一些地區應用的指示植物,如金蕎麥(Fagopуrum cуmosum)等。

動物對大氣污染的敏感性一般比植物低，而且動物活動性大，在環境質量惡化時會遷移回避，因此，通常不大用來指示或監測大氣污染。但是有些小動物對一氧化碳(CO)的反應比人和植物靈敏得多。例如金絲雀、鼷鼠、麻雀、鴿子和狗等可用來作為CO的指示動物。狗的嗅覺特別靈敏，經過訓練可以用來監測煤氣管道漏氣和CO污染源。

一些動物生態學家提出以小動物分佈的多樣性指數來指示大氣污染。他們用燈光誘捕昆蟲，統計一定時期內捕集到的昆蟲種類和個體的數目，求出多樣性指數，用以表示大氣污染程度。

大氣污染指示植物應具備的條件是：對污染物敏感；受污染後的症狀明顯；干擾症狀少；生長期長，能不斷萌發新葉；栽培管理和繁殖容易；並儘可能具有一定的觀賞或經濟價值，以起到美化環境和監測環境質量的雙重作用。指示植物可以通過人工燻氣試驗、污染地區的植物調查、污染區栽培比較試驗和葉片浸蘸等方法進行篩選。那些最易受害、反應最快的植物便是敏感植物。

較常用的指示植物如下：

SO2污染指示植物──紫花苜蓿(Medicago sativa)、蕎麥(Fagopуrum esculentum)、金蕎麥、芝麻(Sesamu mindicum)、向日葵(Helianthus annuus)等；

氟化氫(HF)污染指示植物──唐菖蒲、鬱金香(Tulipa gesneriana)、金蕎麥、小蒼蘭(Freesia refracta)、 杏(Prunus armeniaca)、葡萄(Vitis vinifera)等；

臭氧(O3)污染指示植物──煙草(Nicotiana tabacum)、矮牽牛(Petunia hуbrida)、光葉櫸 (Zelkova serrata)、牽牛花(Pharbitis nil)等；

乙烯(C2H4)污染指示植物──芝麻、香石竹(Dianthus fragrans)、番茄(Lуcopersicum esculentum)等；

PAN污染指示植物──早熟禾(Poa annua)、矮牽牛、菜豆(Phaseolus vulgaris)等。

此外，地衣對大氣污染也很敏感,在SO2年平均濃度為 0.015～0.105ppm時就無法生存。但是它對污染的反應緩慢，適於監測濃度低、時間長的污染。

利用生物特別是利用植物指示大氣污染的優點是：指示植物種類多，取材容易，監測方法簡單，費用低廉並能美化環境；它可以在一個較大的範圍內，長期地觀察污染的積累性影響。缺點是：環境條件的變化和植物本身生長髮育的狀況都會影響植物對污染的敏感性，使結果出現誤差；在污染嚴重時，植物本身還會受害致死，失去繼續監測的能力等。