作者:Thomas Karl 来源:《科学》 发布时间:2010-10-28 10:23:49
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树叶净化空气能力高于预期

 
杨树的叶片能够吸收大气中的污染物质oVOCs。
 
(图片提供:Thomas Karl/《科学》)
 
环境组织一直提醒我们需要减少污染以及温室气体的排放。然而植物已经在履行它们的职责了。一项日前在线发表于美国《科学》杂志的研究表明,落叶树木的树叶——例如枫树、山杨以及杨树的叶片——能够比之前的预期吸收更多的大气污染物。
 
这项研究关注了大气中基于碳的一类最大量的微粒,即所谓的挥发性有机化合物(VOCs)。VOCs是一类含碳化合物的总称,会造成空气污染和烟雾问题,影响人类健康,生活中常听到的甲醛、甲苯等都属于VOCs。
 
植物在其腐烂时会产生VOCs,但是这种化合物的一个主要源头来自于汽车尾气、煤炭燃烧以及其他人类活动。一些大气中的VOCs会与氧气结合,从而形成微小的大气颗粒物,被称为含氧挥发性有机化合物(oVOCs),它会隔离大气并导致气候变暖。并未参与该项研究的德国美因茨市马普学会化学研究所的大气化学家Jos Lelieveld指出,这些oVOCs曾被“拙劣地描述,或是在(气候)模型中被部分忽视了”。同时尽管植物在进行光合作用的过程中吸收了一种主要的温室气体——二氧化碳,但是研究人员尚不能确定,它们是否也能够在很大程度上消耗oVOCs。
 
因此由美国科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心(NCAR)的Thomas Karl领导的科学家,决定再次调查每年落叶的植物是如何与oVOCs相互作用的。通过将计算机模型、实验室试验与野外研究相结合,研究人员分析了一个杨树叶片样本到底能够吸收多少oVOCs。结果显示,将植物暴露在oVOCs下会增加它们常规的化合物摄入量,即比预期多吸收40%。而在植物不同部位中,树冠吸收得最多,最高可达总吸收量的97%。并未参与该项研究的美国加利福尼亚大学河畔分校的化学家Roger Atkinson指出,尽管科学家曾对植物能够消耗少量的oVOCs表示过怀疑,但这项研究提供了“第一组具体的数据”。
 
研究小组在另一组试验中发现,将植物置于压力下——例如,将其暴露在被臭氧污染的环境中或使其遭受物理损伤——也会增加它们的oVOCs摄取量。其原因在于,压力之下的植物会产生一些化合物进行自我保护,但过多的化合物也会殃及植物自身,此时植物会产生一些酶,将这些化合物转化为毒性较小的物质,而在酶的产生过程中,植物需要利用空气中的挥发性有机化合物进行代谢,此时植物吸收挥发性有机化合物的速度就显著提高。
 
Karl认为,这意味着落叶树木提供了良好的大气污染负反馈:越多的大气被污染,就将有越多的oVOCs被植物吸收。但是他说,植物能够处理多少污染依然存在一个界限。Karl和他的研究团队如今计划看看松树和其他针叶林,以便搞清它们是否也能够吸收oVOCs和其他污染物质。
 
瑞典哥特堡大学的大气化学家Mattias Hallquist认为,这些数据连同这项新的研究将帮助科学家开发出更加准确的气候模型。
 
Karl还指出了了解植物如何处理oVOCs的另一个可能的益处。他说:“这看起来是非常遥远的未来,但或许这些新模型将能够引领遗传工程植物以吸收更多的空气污染物质。”(来源:科学时报 群芳)
 
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