1、第2章 生物污染與生物凈化1.綠色植物究竟是怎樣凈化環(huán)境的？（1）森林具有減塵、滯塵的作用。森林形體高大、枝葉茂盛，可使大粒灰塵因風速減小而降落到地面；植物葉片表面多絨毛，粗糙不平，有油脂或黏性物質(zhì)，能吸附、滯留和黏著一部分粉塵。據(jù)計算，松樹林每年每公頃可濾除粉塵36 t，橡樹林56 t，山毛櫸林63 t。（2）植物的分泌物。我們知道許多植物含有毒物質(zhì)，這些有毒物質(zhì)并非副產(chǎn)品，而是植物對抗昆蟲、草食動物等的一種重要防御手段，在自然生態(tài)平衡中起著關(guān)鍵作用。例如，多肽抗生素是生物界廣泛存在的一類生物活性物質(zhì)，具有抗細菌或真菌的作用，有些還具有抗原蟲、病毒或癌細胞的功能。又如，大蒜分泌的大蒜辣素也是

2、一種植物抗生素，它對化膿性球菌、大腸桿菌、結(jié)核桿菌、炭疽桿菌、霉菌等均有抑殺作用，同時還可增強機體的抵抗力。（3）吸收作用、固定作用。在長期的進化過程中，一些植物對污染環(huán)境產(chǎn)生了適應性，能夠吸收一種或幾種污染物，特別是有毒金屬，并將其轉(zhuǎn)移、貯存到莖葉中，從而達到凈化污染的效果。例如，十字花科天藍遏藍菜可以從土壤中積累高達4%的鋅而沒有明顯的受傷害癥狀，芥菜可以積累高濃度的鉛。通過植物的吸收和在根部的累積、沉淀，并將其移出農(nóng)田，可以減少土壤污染物，減少污染物對環(huán)境和人類健康的威脅，甚至還可以提煉出某些重金屬，如銅、鉛等。在對大氣污染物的吸收方面。在濃度較低時，植物可以吸收SO2（闊葉樹比針葉樹能

3、夠吸收更多的硫）；當空氣中碳氫化合物濃度大于5 mg/m3，CO濃度大于1 mg/m3，NO濃度為1.52.0 mg/m3時，就有可能產(chǎn)生光化學煙霧。光化學煙霧具有較大的毒性。橡樹和刺槐等可以吸收光化學煙霧；柑橘可以吸收低濃度的HF；而夾竹桃、芒果、細葉榕等樹種可以吸收Cl2等。（4）揮發(fā)作用。植物可以將土壤中的污染物吸收到體內(nèi)后，再將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，釋放到大氣中。在這方面研究得最多的是植物對汞和硒元素的吸收揮發(fā)。（5）降解作用。植物可以用于石油化工污染物、泄漏燃料、農(nóng)藥、炸藥廢物、氯代溶劑等有機污染物的治理。例如，裸麥可以促進脂肪烴的生物降解，水牛草可以分解萘。植物降解的原理有：吸收降解、

4、釋放降解酶和通過根系分泌物促進微生物的生長來加速污染物的分解等。2.微生物為什么有凈化作用？微生物通過以下方式進行凈化。（1）降解作用。細菌、真菌和藻類都可以降解有機污染物。如好氧革蘭氏陰性桿菌和球菌可以降解石油烴、有機磷農(nóng)藥、甲草胺、氯苯等；霉菌可以降解石油烴、敵百蟲、撲草凈等；藻類可以降解多種酚類化合物。例如，1989年，美國阿拉斯加州最早大規(guī)模應用微生物降解油輪擱淺后泄漏的3.8 t原油，在投入特殊的氮、磷營養(yǎng)鹽后，促進了當?shù)厥徒到饩纳L和繁殖，加速了油污的分解。（2）共代謝。微生物的共代謝是指微生物能夠分解有機物基質(zhì)，但是卻不能利用這種基質(zhì)作為能源和組成元素的現(xiàn)象。這類微生物有假單

5、胞菌屬、不動桿菌屬、諾卡式菌屬、芽孢桿菌屬等。（3）去毒作用。微生物通過轉(zhuǎn)化、降解、礦化、聚合等反應，改變污染物的分子結(jié)構(gòu)，從而降低或去除其毒性。如有機磷農(nóng)藥馬拉硫磷可以在微生物的水解作用下，被分解為含有一酸或二酸的物質(zhì)。但是，微生物的作用是復雜的，有些微生物在凈化作用的同時，也有毒化作用。這類微生物可以使無毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì)，從而產(chǎn)生新的污染。如三氯乙烯能夠在微生物作用下轉(zhuǎn)化為氯乙烯，這是強致癌物質(zhì)。因此，在利用微生物進行凈化的同時，要密切監(jiān)視系統(tǒng)中有機物分解的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物及其毒性。3.我國目前對污水進行處理的主要方法簡介污水中的污染物質(zhì)是多種多樣的，所以一般一種污水的處理需要聯(lián)合使

6、用幾種方法，進行污水的分級處理，最終達到排放要求后再排放。污水的一級處理，用以去除水中的漂浮物和部分懸浮狀態(tài)的污染物，調(diào)節(jié)pH等。主要方法有：（1）篩濾法，分離懸浮物質(zhì)或漂浮物。常用格柵和篩網(wǎng)，一般將其布置在污水處理站的進水口來除去污染物。（2）沉淀法，通過重力沉淀廢水中的懸浮物質(zhì)或漂浮物。常用沉砂池和沉淀池來沉淀污染物。污水的二級處理，用以除去污水中大量的有機污染物。主要方法有：（1）活性污泥法，一般包括曝氣池和二次沉淀池。在曝氣池內(nèi)不斷曝氣，為水中的微生物提供大量氧氣，使好氧微生物良好生長。經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)，廢水中就會產(chǎn)生絮狀體，里面充滿各種微生物和一些無機物以及分解中的有機物，這就是活

7、性污泥?；钚晕勰嘤泻軓姷奈胶脱趸纸饽芰?，可利用它的這種能力去除廢水中的污染物，隨后在二次沉淀池中進行固液分離。（2）生物膜法。其原理是：在用塑料等材料做成的波紋板、蜂窩管或環(huán)狀柱等濾料表面，固定生長著很多微生物，當污水通過時，濾料吸附的有機物質(zhì)使微生物繁殖生長，并進一步吸附水中的懸浮物、膠體等物質(zhì)，從而逐漸形成由細菌、真菌、原生動物等組成的生物膜。生物膜有很大的表面積，具有很強的吸附能力，并能夠氧化分解或降解被吸附的有機物。（3）氧化塘法，又稱生物塘法或穩(wěn)定塘法，是利用一個天然的或人工修整的池塘，由于污水在塘內(nèi)停留的時間較長，通過水中的微生物代謝活動可以將有機物降解。池塘分為好氧塘、厭氧塘和兼性塘等不同類型。好氧塘保持良好的溶氧狀態(tài)，塘內(nèi)生長的藻類提供氧氣，好氧菌降解有機物。厭氧塘用來處理有機物濃度較高的污水，厭氧菌分解部分有機物成沼氣，沼氣把污泥等帶到水面形成浮渣層，從而維持塘內(nèi)良好的厭氧狀態(tài)。厭氧塘的出水可用好氧塘進一步處理。兼性塘的水比好氧塘深，一般水深1.52.0 m，可以同時進行好氧和厭氧反應。污水三級處理，又稱污水深度處理或高級處理，以進一步去除二級處理未能除去的污染物，包括有機物和磷、氮等可溶性無機物等。除磷方法有化學沉淀法，如投入石灰使磷形