环境污染对植物叶的危害

摘 要：近年来，各行业在习近平生态文明思想指导下普遍加强了环境影响评价，为环境治理工作提供了有力支撑。当前，正值生态文明高质量建设之际，应加强环境污染对植物叶的危害探究为其实践提供依托。基于此，对环境污染的类型与特点进行了概述，并在剖析环境污染对植物叶的危害与验证方法的基础上，提出了有利于促进其治理的对策。

关键词：环境污染；植物叶；危害

中图分类号：X503.23 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）10–00-03

保护环境是我国的基本国策，根据《“十四五”环境健康工作规划》《“十四五”生态环境领域科技创新专项规划》等文件，新时期我国在顶层设计层面构建了内容完整的现代环境治理体系，并且通过实施生态文明体制改革，中央生态环境保护督察，推动以生态产品为主的“第四产业”发展等，为保护环境提供了科学理论与可行性实施方案[1-3]。在此背景下，探究环境污染对植物叶的危害，既有利于找出危害的成因，又能为其高质量防治提供依据。这对生态文明高质量建设具有重要意义。

1 环境污染概述

1.1 环境污染的类型

环境污染主要是指由人类活动对环境造成的破坏与污染，按照环境要素、属性、人类活动、污染性质来源，可以将其分为不同类型。（1）从属性角度出发，可以将环境污染划分为显性与隐性污染两大类型。（2）按照环境要素构成，可以进一步将其细分为大气、水质、土壤等污染。一是大气污染。二氧化硫、氟化物以及二氧化氮等均为大气中的污染物，它们能够各自危害植物，但更多的是综合作用，尤其是形成酸雨，会在较长时间内显著破坏陆地及森林生态系统，弱化林木抵御侵染性及非侵染性病害的能力。二是水质污染。在灌溉水的作用下，一定含量的盐、碱等离子态物质会进入土壤，进而增加土壤溶液渗透压，并对作物根吸水产生影响。受到盐害的侵蚀，较多作物会显现出病害，如斑状缺苗、生长矮小以及叶体失绿等。若存在重金属污染，植物的不同器官均有较大风险累积重金属，无论是在形态特征上还是在生长发育上，或者在产量上，均会呈现出相应的受害症状。三是土壤污染。当土壤中的污染物（无机物、有机农药、有机废弃物、化学肥料、污泥、矿渣、粉煤灰、放射性物质、寄生虫、病原菌与病毒等）大于植物的耐受度之后，植物的吸收会受到很大影响，也会出现代谢失调；而部分污染物残留于植物体内，又会威胁植物生长发育，引发遗传变异。（3）根据人类活动方式则可以分为工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。（4）从污染性质来源分类，一般包括化学、生物、物理、固体废物、液体废物、能源污染，以及陆地、海洋、空气、水污染等[4-7]。

环境污染虽然在不同视角下类型不同，或者存在交叉的情况，但是本质上都是由于污染物质的浓度和毒性超出了环境自净能力，使其质量发生了根本性变化。

1.2 环境污染的特点

环境污染特点鲜明，集中表现在公害性、潜伏性、长久性方面。从时间分布性看，造成环境污染的污染物排放量与污染因素的强度会随着时间的变化而发生显著变化。例如，水体污染后，河流枯水期的污染物浓度与河流丰水期的污染物浓度不同；从空间分布看，在环境污染现象发生后，会在生态环境的循环作用下，通过土壤、气体、水之间的循环而出现空间分布变化，例如通过降雨方式将大气中的污染物或污染因素传导至土壤中。由于环境污染与污染物含量之间存在密切关系，因此可以通过单独作用、相加作用、相乘作用、拮抗作用等，使污染物或污染因素在空间进行动态变化，进而扩大其危害、延长其潜伏时间，以及增加治理难度等[8-11]。

2 环境污染对植物叶的危害

环境污染类型多、特点鲜明，对植物叶的危害广泛。通过查阅文献资料，与同行业开展技术交流，以及总结日常环境管理工作经验，确认大气污染对植物叶的危害首当其冲，其中的硫化物、氯化物、氮化物影响尤其显著。为了论述的清晰性，以下仅从二氧化硫（SO2）、氯气（Cl2）、二氧化氮（NO2）三种气体污染方面，对植物叶的危害进行具体分析。

2.1 以SO2对植物叶的危害为例

在我国大气污染中，SO2属于主要污染物或污染因素，不仅排放量大，还会对植物叶产生严重危害。一般而言，当SO2浓度为0.05～10.00 mg/L时，植物叶便会受到损伤，随着时间的持续，其危害程度会上升，症状表现如下：初期，叶片膨压略有失去，植物叶出现斑点并表现为暗绿色；中期，植物叶褪去绿色，出现干枯现象；末期，植物叶坏死，并在叶片上布满坏死斑点，甚至留下孔洞等[12-14]。

从危害机理方面来看，SO2被排放到大气后，其经过植物叶上的气孔进入到叶片内部，与其细胞壁中的水分发生了融溶，经过化学反应后形成了HSO3-、SO32-及H+三种离子，反应式如下：

SO2+H2O→2 H2SO3→H++HSO3-（1）

HSO3-→H++SO32-（2）

在上述3种离子中，HSO3-、SO32-会对植物叶的蛋白质结构造成直接破坏，H+可降低植物叶中的细胞pH值。在这种影响下，植物叶中的酶会逐渐失去活性，并通过产生的大量自由基（HSO3·、O2·和HO·）破坏植物叶中的细胞，从而使危害从初期向中期、末期逐步累加，直到造成植物叶死亡。

值得注意的是，不同植物的叶片对污染物或污染因素的敏感性存在差异。其敏感性排序从小到大依次为常绿树、阔叶树、针叶树、木本植物、草本植物等。在常见可食用植物中，对其比较敏感的有月季、天竺葵、玫瑰、大波斯菊、胡萝卜、菠菜、辣椒、小麦、大豆、蚕豆、芝麻等。

2.2 以Cl2对植物叶的危害为例

与SO2相比，Cl2对植物的危害更大，集中表现在毒性方面。例如，在浓度相同的条件下，Cl2对植物的危害程度通常是SO2危害的3～5倍，而且当Cl2在空气中的体积分数上升到6×10-6时，植物叶将受到危害，具体表现为植物叶中的叶绿色被破坏，出现褐色伤斑。如果危害加重，则会出现植物叶全叶漂白的现象，最终导致整个叶片枯萎甚至脱落。

进一步追溯造成这种危害的成因发现，在机理上与SO2相同，但是在影响因素方面存在显著的差异。具体而言，当Cl2进入植物叶中后，其会与水发生化学反应并生成盐酸（HCl）与次氯酸（HClO），进一步通过电离方式产生。化学反应式如下：

Cl2+H2O→HCl+HClO（3）

HCl→H++Cl-（4）

HClO→H++ClO-（5）

由于会减弱细胞中的pH值和漂白的作用，对植物叶的代谢过程造成干扰，因此当Cl2进入植物叶后能够通过其作用对植物叶造成危害。从敏感性方面看，胡萝卜、大麦、向日葵、冬瓜、菜豆、番茄、葱、韭菜、菠菜、白菜等可食用植物，均会在其影响下出现病害。

需要说明的是，该污染物或污染因素进入植物叶后形成的环境污染，只是在一定的程度上才会发生，当其含量较少时，植物叶会吸收其中部分元素并降低其危害。例如，大叶黄杨、美人蕉、女贞等，可以吸收约占叶干重量0.8%的含氯量。

2.3 以NO2对植物叶的危害为例

与前两种大气污染物或污染因素相比，NO2对植物叶的污染相对较轻，当其进入植物叶后，需要满足一定的光照条件才会加重其危害（植物叶阴天遭受的危害是晴天的2倍）。一般情况下，当NO2浓度为2～3 mg/L时，便会对植物造成损伤，并引发叶片褪色现象[15]。

当前，NO2对植物叶的危害机理尚不清楚，但是通过对它的危害研究可以了解到，此类污染物或污染因素进入植物叶片后，可以与水生成亚硝酸与硝酸，此类酸经还原酶作用能够产生氨。其中，酸性对植物叶的代谢影响较大，阻碍其光合作用等。

在低浓度污染的情况下，番茄、蚕豆会在10～22 d

内出现危害症状，但不会发生植物叶死亡。通过对其植物鲜重与干重的测量发现，受到其危害的植物叶重量会减少，减少量约占植物总重量的1/4[16]。在高浓度污染情况下，同样的植物叶会发生急性症状，植物叶片表面会出现不规则水渍状损伤，并通过急性扩散方式蔓延至全叶片。就敏感性而言，黄瓜、蚕豆对NO2比较敏感，但是石楠却对其具有一定的抗性，即使在

1 000 mg/L的浓度下，也可以保持1 h内不受其危害。

3 环境污染对植物叶的危害验证

3.1 验证目的

环境污染对植物叶的危害与否，除了分析危害症状与危害机理，还可以借助实验验证的方法对其进行验证，以便让研究人员及社会公众等对其产生科学认知，进而增强保护环境的意识。因此，在新时期习近平生态文明思想指导下，验证环境污染对植物叶的危害的目的，更应集中在知识传播、责任意识培养方面。

3.2 验证方法

从实验验证方法来看，操作者需要在实验目的导向下严格按照“实验方案设计→实验仪器与材料准备→实验方法确认→实验操作→数据记录→制作实验报告”等标准流程进行实践。SO2、Cl2、NO2对植物叶存在不同程度的危害，危害症状与危害机理存在显著的差异。但是，在实验验证方面，可以采用相同的实验步骤对三种气体的危害进行测定。

例如，准备好黄瓜叶、菠菜叶、大豆幼叶，以及实验所需的针头、橡皮塞、锥形瓶后，操作者可以取其中的叶片，将其置于锥形瓶A、B中，然后用塞子塞住瓶口，再使用针头将准备好的SO2、Cl2、NO2注入A瓶中，通过对比观察植物叶的变化是否与上述分析相一致。通常情况下，可以使用黄瓜叶检测NO2产生的危害、用菠菜叶检测Cl2产生的危害，用大豆幼叶检测SO2产生的危害等。

4 环境污染对植物叶的危害防治对策

4.1 系统性防治对策

环境污染对植物叶的危害不可小觑。当前，针对环境污染对植物叶的危害应以预防为主，可采用系统性防治对策[17]。例如，列举出对植物叶产生危害的环境污染类型，突出其中的污染物或污染因素。然后，收集此类污染物或影响因素的完整资料，选择适配性较高的层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）对其开展评价，确定层次总排序后，再结合排序结果制定与之匹配的系统性防治方案。层次分析法中的AHP模型具体如图1所示。

4.2 专项化防治对策

为了确保防治方案的有效实施，可以在系统性防治对策的基础上，采取专项化防治对策。一方面，设置针对具体污染物或污染因素的专项化防治小组；另一方面，通过任务分解法，分解出现场踏勘、防治管理制度规范条例精细化处理、权责机制分层落实、防治管理要素清单制作、防治管理指标体系建设、专项防治小组技术培训、现场采样、实验室测定、制定专项防治措施、具体实施等基本任务。随后，按部就班地完成环境污染对植物的危害防治。

需要注意的是，专项化防治是具体的防治措施，涉及人员、技术、设备、环境、法律、资金、管理等资源的优化配置，实践主体应突出该方面的重要性，并在保障资源优化配置的前提下，有效落实专项化防治措施。

图1" AHP模型

5 结束语

环境是人类赖以生存的前提条件，人类活动对环境造成污染后会对植物叶片产生不同程度的危害。此类危害类型众多、连锁性较强，因此在新时期防治此类危害时，遵循“思路决定出路”的基本原则。一方面，选择合适的实验方案对其危害进行验证；另一方面，结合实验结果制定系统性防治和专项化防治对策，进而在实现环境治理的前提下从根本上防范其产生的危害，为保护环境贡献力量。

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收稿日期：2024-07-07

作者简介：苏建红（1987—），男，甘肃白银人，讲师，研究方向为植物病理学。