利用植物解决环境问题分析报告.ppt

01 植物修复去除重金属污染物的机理 1）植物挥发：是指利用一些植物来促进重金属转变为可挥发的形态,挥发出土壤和植物表面的过程。 一些金属,如硒、砷和汞等生物甲基化后可以形成可挥发性的分子。 例如Rugh等已成功地把细菌的Hg2+还原酶基因导入拟南芥植株,最终的转基因植株能忍耐并挥发汞;另一些植物则可将环境中的硒转化为可挥发的气态形式,从而降低硒对土壤生态系统的毒性。 另有研究表明,根际细菌不仅能够增强植物对硒的吸收,而且还能提高硒的挥发率。这主要是由于根际细菌能刺激产生一种热稳定化合物,并使其通过质膜进入植物根系内;而这种热稳定化合物进入植物根际后,硒盐就会在植物体内大量积累,并转化为可挥发的气态形式。 2）植物稳定或钝化：即利用植物吸收和沉淀 来固定土壤中的大量有毒金属,以降低其生物有效性和防止其进入地下水和食物链。 具体地说,主要是保护污染土壤不受侵蚀,减少土壤渗漏,防止金属污染物的淋移;或者是通过在根部累积和沉淀,或通过根表吸收金属来改变污染物的化学形态。 此外,植物还可以通过改变根际环境(pH、Eh值等)来改变污染物的化学形态。这种植物稳定与钝化技术相结合将会显示出更大的应用潜力。 水体富营养化(eutrophication) 是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。 在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华（淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象）。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。 01 物理方法： 投资高，工程量大，存在二次污染风险（如清淤） 02 化学方法： 存在二次污染，有毒害最用（如钝化剂、沉淀剂） 03 生物方法： 周期长，需要考虑自然环境 01 食物链原理： 通过食物链使浮游动物增加，进而增加对浮游植物的消耗，改善水体环境 02 植物生理原理： 利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质 01 大型水生植物： 包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体，植物和根区微生物共生，产生协同效应，净化污水。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒，同时对重金属分子也有降解效果。 02 一些沉水植物： 如伊乐藻菹草，虽然生长期在冬季，但在只有其生长的区域，很容易由于其衰亡而造成水体透明度的逐渐下降，使得其在冬季的生长受到限制，影响其对水体的净化作用。利用耐寒型沉水植物和喜温植物组建常绿型水生植被，可以弥补这一不足，形成生长期和净化功能的季节性交替互补。除了吸收营养物质之外，这些植物的水质净化功能还表现在其对浮游藻类的竞争抑制以及对湖水中污染物的吸附净化和促进沉降等方面。研究表明不论是夏季还是冬季，常绿水生植被系统对水体中总磷总氮均有较高的去除率。 03 高等水生植物： 包括挺水植物、漂浮植物、根生浮叶植物和沉水植物。水生植物在富营养化水体的净化中起着十分重要的作用。其对水体的净化是吸附沉淀、吸收代谢、富集浓缩等各种综合作用的结果。一方面，水生植物自身能吸收一部分营养物质以供植物体本身的生长发育；另一方面，植物根区为微型生物的生存及其降解营养物质提供了必要的场所和相互分异的氧化还原微环境。 水生高等植物重要的功能之一就是将氧气从上部输送至根部，使根区形成一种好氧环境，从而刺激有机物质的分解和硝化细菌的生长。因此，选择运送氧气到根区能力强的水生植物来净化水体是至关重要的。 影响植物去除氮磷效果的因素有很多，如温度，水体中的营养盐浓度，pH值等。当温度处于植物适应的范围内时，随着温度的升高，植物的生长速度加快， 其对水体中氮磷等营养物质的去除效果也随之增强;水体中营养盐浓度较大时，有利于植物的生长，其对氮磷的去除效果也较好;大气中 O2浓度的升高主要通过影响植物生长而间接影响微生物的生长和活动;在不同pH值条件下，微生物群落活性不相同，其净化效果也不同。 生物方法的优点： 01 改善和净化水质 02 去除N、P，控制水体富营