大气污染的环境修复技术.ppt

Ⅰ 筛选技术: 如筛选一些“嗜 NO2植物” 或者对SO2、HF等污染物 净化作用明显的超同化植物(表9.2-7);
Ⅱ 转基因技术:如将亚硝酸盐代谢过程中所需的硝酸盐还原酶(NR) 、 亚硝酸盐还原酶(NIR)和谷氨酰胺合成酶（GS）转入植物体中。
表9.2-7 不同试验点植物叶片S 和F含量
9.2.5 总结
➢ 植物可以通过其吸收作用有效的降低空气中苯三氯乙烯、甲苯和 PAHs 等挥发或半挥发性的有机污染物;
➢ 影响因素:污染物本身的物理化学性质(包括分子量溶解性蒸气压和辛 醇-水分配系数等)和气候条件等。
③ 其它
大多数植物都能吸收臭氧，其中银杏、柳杉、樟树、青冈栎、夹竹桃、 刺槐等10余种树木净化臭氧的作用较大。吸滞大气氯污染能力强的有树 种有榆树、京桃、枫杨、皂角、卫矛、美青杨、桂香柳；吸滞大气氟污 染能力强的有:榆树、花曲柳、刺槐、旱柳等。
④ 有机污染物: 经过一定的转化后隔离在植物细胞的液泡中或与 不溶性细胞结构如木质素相结合。
9.2.4 植物同化和超同化修复
同化:植物通过气孔将CO2、SO2等污染气体吸入体内，参与代谢， 最终以有机物的形式储存在氨基酸和蛋白质中; 超同化:将含有植物所需营养元素的大气污染物如氮氧化合物、硫氧 化合物等，作为营养物质源高效吸收与同化。
第九章 大气污染的环境修复技术
目录
9.1
大气污染概述
9.2
植物修复技术
9.3
微生物修复技术
9.4
无机矿物材料修复技术
9.1大气污染概述
9.1.1 大气污染现状
① 定义: 在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量 和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和 危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人 类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。
表9.2-6 主要绿化树种吸收净化SO2能力比较
种类 SO2 含量/（g·m2 叶面积） 种类 SO2 含量/（g·m2 叶面积）
加杨
106.63
皂角
63.41
旱柳
93.57
刺槐
62.89
花曲柳
90.31
桑树
53.65
榆树
78.76
青杨
42.36
京桃
66.05
丁香
18.68
②挥发或半挥发性的有机污染物
植物转化修复是利用植物的生理过程将污染物由一种形态 转化为另一种形态的过程，需要有植物体内多种酶类的参与 。
① 光合作用: CO2→O2
② 反硝化作用: NO3- (NO2- ) 反硝化细菌 N2 NO3- (NO2- ) 真菌 N2O
③ O3: 通过植物体内的一系列的酶如超氧化物岐化酶SOD、过氧 化物酶、过氧化氢酶等和一些非酶抗氧化剂如维生素C、维生素 E、谷胱甘肽等进行转化清除;
树种
泡桐 五角枫 乌柏 樱花 腊梅 加拿大白杨 黄金树 桂花 栀子
滞尘量
3.53 3.45 3.39 2.75 2.42 2.06 2.05 2.02 1.47
(2) 对病原体的作用
①空气中的病原体一般都附着在尘埃或飞沫上随气流移动， 绿色植物的滞尘作用可以减小其传播范围;
②植物的分泌物(柠檬油、松脂、肉桂油、丁香粉等 )具有 杀菌作用(表9.2-2)。
桑树、合欢、榆树、朴树、紫藤、紫穗槐、梧桐、 国槐、泡桐、白蜡、玉兰、广玉兰、栾树
竹子、榆叶梅、竹节草
复叶槭、梨、苹果、桃树、核桃、油松、黑松、 沙松、雪松、白皮松、樟子松、落叶松、 水杉、银杏、棕榈、槟榔、悬铃木、马尾 松、赤杨、白杨、枫杨、梅花
向日葵、紫花苜蓿、月季、暴马丁香、连 翘
强 较强 敏感
小叶黄杨、石榴、丁香、紫丁香、卫矛、 毛樱桃、接骨木
葡萄、杏树、黄杉、稠李、樟子松、油松、山 唐菖蒲、小苍兰、郁金香、苔藓、烟草、
桃、梨树、钻天杨、泡桐
芒果、四季海棠、榆叶梅
洋白蜡树，颤杨、美国五针松、五角枫、臭椿、 侧柏、银杏、圆柏、刺槐、国槐、钻天杨、 红叶李
苜蓿，烟草，葡萄、紫穗槐
美国白蜡
敏感牵牛花、牡丹
9.2 植物修复
空气污染的植物修复是 一种以太阳能为动力，利 用绿色植物及其相关的生 物区对环境污染物质进行 分解、去除、屏障或脱毒 的方法。
植物吸附与吸收修复 植物降解修复 植物转化修复
植物同化和超同化修复
9.2.1 植物吸附与吸收修复
(1) 滞尘作用 ➢ 植物对于污染物的吸附与吸收主要发生在地上部分的表面及叶片 的气孔，将其扣留在叶片的表面; ➢一种物理性过程; ➢与植物表面的结构如叶片形态、粗糙程度、叶片生长角度和表面 的分泌物有关 ; ➢可以有效地吸附空气中的浮尘、雾滴等悬浮物及其吸附着的污染 物(表9.2-1)。
瓜子黄杨、广玉兰、海桐、蚊母、墨西哥落叶 杉、棕榈
龙柏、芭蕉、圆柏、银杏、侧柏、松类、榆树、 水杉、夹竹桃
表9.2-8 不同树种对大气污染的修复作用表9.2-9 各种植物修复技 Nhomakorabea存在的问题
修复技术
存在的问题
① 植物如何从空气中吸收重金属的机理性认识还很有限 植物吸附和吸收修复 ② 如何防止植物体内的重金属和其它有毒有害污染物进入食物链
竹节草、绊根草、松叶牡丹、无花
银杏、枣树、山杏、大叶杨、白榆
果
木槿、辛树、苦楝、合欢、白蜡、旱柳、广玉 兰、玉兰、刺槐、国槐、杜仲、臭椿、旱 柳、茶条槭、复叶槭、加拿大杨、皂角、 紫椴、雪松、水杉、云杉、白皮松、沙松、 落叶松、华山松、青
杨、垂柳、旱柳、香椿、胡桃、银白杨、 银杏、桃树、核桃、悬铃木
表9.2-5 太原市各采样区国槐枝条含铅量
车流量（辆/h） 4609 3861 3561 3367 3166 2222 2145 -
枝含铅量（µg/g） 1994 6.8 6.2 6.15 4.7 4.6 4.55 4.5 <0.5
枝含铅量（µg/g）1996 9
8.25 7.49 6.25 6.03 5.92 5.4 <0.5
9.1.2 大气污染物的分类
1
物理性污染物: 主要是指粉尘 (TSP，PM10， PM2.5，PM1)
2
生物性污染物: 空气中一些原 有的微生物(如 真菌、杆菌等) 和某些病原微 生物
3
化学性污染 物:CO2,CO, NOx, SOx, PAHs等
9.1.3 大气污染的修复净化技术
污染的大气环境中通常有多种污染物复合或混合，并且污染物 具有长距离迁移和干湿沉降等特性。空气的污染对城市居民的健 康，城市景观和区域气候都有着很严重的破坏作用。因此对污染 进行修复净化显得十分必要。主要的修复技术有以下三种: ➢ 植物修复技术 ➢ 微生物修复技术 ➢ 无机矿物材料修复技术
的污染金属的种类和不同的树种之间具有明显的差异(表9.2-3、9.2-4)。
表9.2-3 主要绿化树种吸收铅能力比较(kg/ hm2 叶量)
表9.2-4 主要绿化树种吸收镉能力比较(kg/ hm2 叶量)
Ⅱ根据植物体内重金属的含量，还可以监测环境污染(如表9.2-5)。
采样点 火车站街 汽车站街 五一广场 新建路口 大南门 青年路口 桥东路 清洁区
植物降解修复
① 在植物转基因工程方面还需要做很多基础性研究工作 ② 如何使污染物不在果实和种子中富集
植物转化修复 防治植物增毒作用的发生
植物同化和超同化修 ① 在超同化植物的培养中，发生基因漂移，出现杂草化。
9.2.2 植物降解修复
Ⅰ主要针对大气中有机物污染，利用植物含有一系列代谢异生素 的专性同功酶及相应的基因来完成对有机污染物的分解 。
➢参与植物代谢异生素的酶主要包括细胞色素P450、过氧化物酶、 加氧酶、谷胱甘肽S-转移酶、羧酸酯酶、O-糖苷转移酶、N-糖苷转 移酶、O-丙二酸单酰转移酶和N-丙二酸单酰转移酶等。 ➢能直接降解有机物的酶类主要有脱卤酶、硝基还原酶、过氧化物 酶、漆酶和腈水解酶等。
铅 汞 砷 镉
主要来源 火力发电厂、钢铁厂、有色金属冶炼厂、化工厂、锅炉厂等
焦化厂 炼铁厂、化工厂、煤气发生站、石灰窑、砖瓦窑、汽车废气等 火力发电厂、石油化工厂、有色金属冶炼厂、使用硫化物的企业、如造
纸厂、丝缫厂等 氮肥厂、硝酸厂、硫酸厂（铅室法）、染料厂、炸药制造厂、汽车
废气等 石油化工厂、汽车废气等 化学纤维厂、石油加工厂、制药厂以及生产各种硫化物、杀虫剂、
②来源: Ⅰ 自然源:如植物腐烂、森林火灾、火山爆发等，多为一时性的; Ⅱ 人为源:如工业企业(表9-1) 、交通运输 、生活炉灶和采暖锅炉 等， 是造成现在大气情况日益恶化的主要原因。
表9.1-1 大气污染物的主要工业来源
污染物 烟尘及生产性
粉尘 一氧化碳 二氧化硫
氮氧化物
烃类 硫化氢
二硫化碳 氟化氢 氯化氢 氯气
二硫化碳等 化学纤维厂、橡胶硫化厂、生产二硫化碳的工厂等
制铝厂、磷肥厂、冰晶厂等 氯碱厂、镁厂等
各种氯化物制造厂、大型化工厂的制氯和漂白粉车间、生产合成盐 酸、滴滴涕的工厂
印刷厂、蓄电池厂、有色金属冶炼厂、汽车废气等 仪器仪表厂、灯泡厂、汞电解法氯碱厂、氯乙烯中间体厂、农药厂等
硫酸厂、农药厂（含砷杀虫剂）等 炼锌厂等
表9.2-2 杀菌能力强的树种和杀死原生动物所需时间/ Min
树种
时间
树种
时间
树种
时间
黑胡桃
0.08-0.25
柠檬
5
柳杉
8
柠檬桉
1.5
茉莉
5
稠李
10
悬铃木
3
薛荔
5
枳壳
10
紫薇
5
夏叶槭
6
雪松
10
桧柏属
5
柏木
7