北京市常见树种叶片吸滞颗粒物能力时间动态研究

目前,以显微镜观察叶片微观结构已被证明是研究叶片吸滞颗粒物机理的有效方法.本文利用颗粒物再悬浮法和原子力显微镜,观察了北京市主要园林树种吸滞颗粒物的能力和叶片的表面特征,并探讨了不同树种吸滞颗粒物能力随时间变化的规律及叶片微观结构对滞尘能力的影响.结果表明:1针叶树种吸滞总悬浮颗粒物(TSP)能力大于阔叶树种,排序为:油松((27.13±0.44)μg·cm~(-2))白皮松((10.74±0.23)μg·cm~(-2))五角枫((8.24±0.18)μg·cm~(-2))柳树((7.71±0.18)μg·cm~(-2))银杏((6.43±0.17)μg·cm~(-2))杨树((6.17±0.19)μg·cm~(-2)),不同时间段树种滞尘能力不一致;2观测期间,针叶树种吸滞TSP和粗颗粒物(PM10)能力随月份呈U型趋势,在8、9和10月最低,随后又逐渐上升,而阔叶树种吸滞颗粒物能力则呈倒U型趋势,在7、8月最高,但不同树种吸滞细颗粒物(PM2.5)能力随时间变化均无明显规律性;3通过对叶片表面原子力显微镜(AFM)结构观测发现,叶片表面粗糙度越大,其吸滞颗粒物能力越强.     

北京不同污染地区园林植物对空气颗粒物的滞纳能力

城市园林植物作为城市生态系统的重要组成成分,在滞纳空气颗粒物,净化城市大气环境发挥着重要作用.本文以北京市6种常见园林植物为研究对象,利用气溶胶再发生器(QRJZFSQ-I)测定了不同污染地区叶片对大气颗粒物的滞纳能力,同时利用环境扫描电镜观察了测试树种叶片结构变化.结果表明:1在所测的树种中,针叶树种单位叶面积滞纳空气颗粒物的能力比阔叶树种高,其中油松(Pinus tabuliformis)滞纳量最高,为(3.89±0.026)μg·cm-2,其次是白皮松(Pinus bungeana),为(2.82±0.392)μg·cm-2,毛白杨(Populus tomentosa)最小,为(2.00±0.118)μg·cm-2;2通过观察叶片微观形态结构发现,针叶树种气孔排列紧密,气孔密度比阔叶树种大,表面粗糙度高于阔叶树种,而且能够分泌油脂;3在不同污染区,相同树种叶片滞纳PM10存在显著差异,五环周围的树种叶片单位叶面积滞纳PM10能力要高于植物园的,而相同树种叶片单位叶面积滞纳PM2.5则无明显差异;4在不同污染区下,叶片结构发生了重要的适应性变化,相对于轻污染区,在重污染区植物叶片外表皮细胞收缩,叶片表皮纹理变得更加粗糙,气孔频度和绒毛长度增加.尽管暴露于重污染区植物叶片发生重要变化,但是这些植物仍然能够正常健康地生长.     

兰州市叶面尘磁性与黑碳特征对大气污染的响应

通过采集兰州市不同功能区小叶黄杨和刺柏叶片样品,对叶片表面滞尘量、叶表颗粒物磁性特征和黑碳（EC）浓度进行系统分析,探究其对周围大气污染的响应.结果显示,小叶黄杨和刺柏叶表颗粒物磁性特征以低矫顽力的亚铁磁性矿物为主导,磁晶体粒径以假单畴（PSD）颗粒为主.交通区小叶黄杨和刺柏饱和等温剩磁（SIRM）（489.40×10^-6A,290.73×10^-5A·m²/kg）显著高于公园（99.56×10^-6A,74.00×10^-5A·m²/kg）和生活区（61.91×10^-6A,209.79×10^-5A·m²/kg）,表明SIRM明显受到周围环境中污染物浓度的影响.小叶黄杨和刺柏叶表颗粒物亚铁磁性矿物浓度与黑碳浓度的高值分布区域在空间上具有一致性,并且二者高度相关（r=0.94,0.94;P<0.0001）,表明二者来源具有一致性.同时,不同采样高度不同树种叶片磁性对叶表颗粒物中黑碳浓度均有稳定的指示性,进一步表明叶表颗粒物SIRM可以作为指示叶表颗粒物黑碳污染的重要磁学参数.以城市绿化植物叶片为载体的环境磁学研究可实现颗粒物污染高空间分辨率的环境友好型监测.     

城市道路绿化带不同植物叶片附尘对大气污染的磁学响应

对上海市金沙江路两侧绿化带内24个常绿植物叶片样品进行了磁性与重金属测试,以探讨城市道路绿化带不同植物叶片附尘对大气污染的磁学响应.结果表明,χ、SIRM值分别在（4～59）×10-8m3.kg-1和（496～6 114）×10-6Am2.kg-1之间变化,S-300 mT在89%～98%之间变动.所有植物样品中χARM/χ〈4,χARM/SIRM〈30×10-5mA-1.磁性参数表明,植物叶片附尘以亚铁磁性矿物为主,磁性矿物颗粒以假单畴（PSD）-多畴（MD）为主.重金属元素Zn、Cu、Pb含量与反映亚铁磁性矿物含量的χ、SIRM、χARM呈显著正相关,可以将磁性参数SIRM作为叶片重金属元素的替代指标.推荐在上海地区广泛种植的广玉兰作为道路植物污染的指示植物。     

武汉市道路尘埃污染中磁学指标与重金属含量对比

对武汉市不同功能区的道路尘埃进行环境磁学和化学分析的综合研究.结果显示:尘埃中的磁性矿物含量在空间分布上具有较大的差异,平均磁化率为工业区(7.36×10~(-6)m~3/kg)交通沿线(5.38×10~(-6)m~3/kg)商业区(3.76×10~(-6)m~3/kg)开发区(2.26×10~(-6)m~3/kg)和风景区(2.48×10~(-6)m~3/kg).工业活动和交通因素是造成区域尘埃中磁性矿物含量升高的主要原因,地理位置和人口密度对尘埃中磁性矿物的含量也有一定的影响.岩石磁学研究结果表明:尘埃中的磁性载体以亚铁磁性矿物为主,部分样品中含有不完整反铁磁性矿物.扫描电镜和能谱分析显示:人类活动产生的磁性颗粒(铁的氧化物和铁的硅铝酸盐)一般呈球形,自然成土过程中形成的不规则状磁性颗粒(磁赤铁矿).污染负荷指数与磁化率(R~2=0.870)、饱和等温剩磁(R~2=0.665)等表征磁性矿物含量的参数呈显著正相关.因此,尘埃的磁学参数可以作为重金属含量的参考指标.     

北京城区公园及其邻近道路国槐叶面尘分布与重金属污染特征

叶面尘可以反映一段时间、一定区域内空气颗粒物的污染状况.为了探究城市公园环境和道路环境的空气颗粒物污染差异,同时采集了北京市12座公园及邻近道路的国槐(Sophora japonica)叶面尘,对比分析其滞尘量、粒径分布、重金属含量的差异,并探讨了重金属的可能来源,结果表明:行道树国槐滞尘量显著高于公园国槐(p =0.041),但后者富集了更多粒径范围在2～ 20 μm之间的颗粒物.叶面尘中的重金属污染程度表现为Cu ＞Pb ＞Zn ＞Cr＞ Ni＞ Mn,其中,Cu、Pb和Zn达到中度污染水平,公园国槐叶面尘重金属元素的含量一般高于行道树国槐.公园国槐叶面尘重金属主要来源于交通排放,其次来自土壤母质,小部分来自工业排放和化石燃料燃烧排放等;行道树国槐叶面尘重金属最重要的来源是交通排放,其次是非特定源(工业排放、化石燃料燃烧排放、地面灰尘的二次扬尘及土壤母质等).本文的研究结果表明,严格控制交通排放是缓解北京城市灰尘污染的重要途径.     

北京常见绿化树种叶表面形态与PM_(2.5)吸滞能力关系

文章以北京大兴南海子公园常见绿化树种为研究对象,应用气溶胶再发生器对植物叶片在自然状态和饱和状态下PM_(2.5)吸滞量进行定量分析,分析叶表面微形态特征。结果表明:不同树种自然状态下单位面积PM_(2.5)吸滞量存在显著差异,整体表现为针叶树种显著高于阔叶、灌木树种,其中桧柏、油松PM_(2.5)吸滞量较大,银杏、杨树吸滞量较小;饱和状态下,PM_(2.5)吸滞量显著增加,但其吸滞能力排序与自然状态下基本保持一致。叶表面存在气孔、细密沟状组织等,有利于叶片吸滞PM_(2.5)等细颗粒物;叶表面光滑,无明显起伏,存在较宽沟壑,不利于叶片吸滞细颗粒物。为合理选择滞尘能力强的绿化树种提供理论依据,从而提高城市绿化植被的环保效益。     

北京9个树种叶片滞尘量及叶面微形态解释

不同树种叶片对PM(颗粒物)的滞留能力存在较大差别,并与其表面特性密切相关. 在北京市选择空气相对清洁的植物园和污染严重的国贸桥2个地点,测定了9个常见绿化树种——白蜡、大叶黄杨、垂柳、国槐、毛白杨、玉兰、紫叶李、元宝枫和银杏的单位叶面积滞尘量及其粒径组成,并观测了各树种叶面微形态结构. 结果表明,国贸桥和北京植物园9个树种PM、PM>10、PM_2.5~10和PM_2.5平均滞留量之比分别为1.64、1.60、1.89和2.50,该比值随PM粒径减小呈增大的趋势. 环境污染会改变树木叶片表面结构与性质,从而改变其滞尘能力. 叶面沟槽深且间距大、润湿性好、气孔密度(>189 N/mm2)(以单位面积气孔数计)较大有利于滞尘;气孔密度(>217 N/mm2)更大的叶片有利于滞留PM_2.5~10. 此外,叶面绒毛数量直接影响PM_2.5滞留量,在不同污染程度下均表现为有绒毛树叶的PM_2.5滞留能力更强.      

福州市公园灰尘磁学特征及其环境意义

以福州市公园灰尘为研究对象,对其进行了磁学参数特征研究,结果表明,福州市公园灰尘χ、χfd%、SIRM、S-ratio、SIRM/χ平均值分别为269.80×10-8m3/kg、0.73、6175.07×10-5(A?m2)/kg、0.91、30.82A/m.综合分析发现,福州市公园灰尘磁性矿物含量较高,部分样品的主要磁性矿物为铁磁性矿物,部分样品为反铁磁性矿物,且Day图反映了其磁性矿物粒径主要以单畴(SD)和假单畴(PSD)为主,这些均受控于交通、城市建设等人类活动的干扰、由西向东倾斜的地形条件和夏季台风的滞留效应的影响;福州市二环内外受不同的城市化过程中人类活动、土地利用格局、季风等影响,其磁学参数特征所表征的环境意义不同;福州市公园灰尘磁学特征(χ、χfd%、IRM及其组合参数、磁滞回线)可以作为福州市城市污染物监测的一种重要的替代指标.     

3条风沙进京路径植物吸附颗粒物能力

在3条风沙进京路径上选取10个城市(北线:二连浩特—苏尼特右旗—张家口—北京;中线:额济纳旗—呼和浩特—北京;西线:哈密—张掖—银川—太原—北京)的植物为研究对象,应用气溶胶再发生器对植物叶片颗粒物吸附量进行了定量测定,同时应用环境扫描电镜观察了不同城市树木叶表面微形态特征结构,阐释了不同城市树木叶表面结构与吸滞颗粒物的关系。结果表明:3条线路的PM_(10)吸附量表现为中线(1.57±0.24)μg/cm~2西线(1.51±0.18)μg/cm~2北线(1.50±0.76)μg/cm~2,PM_(2.5)吸附量表现为西线(0.15±0.06)μg/cm~2北线(0.12±0.03)μg/cm~2中线(0.11±0.04)μg/cm~2;不同风沙进京路径植物吸附颗粒物在3-4月和11月是植物吸附颗粒物较高的月份,7月和9月是植物吸附颗粒物较低的月份,植物吸附PM_(2.5)和PM_(10)量均不在风沙源头和终点城市最大,而是在风沙传输路径的中间城市最大;3条风沙进京路径植物吸附PM_(10)约为1.53μg/cm~2,吸附PM_(2.5)约为0.13μg/cm~2;在叶面粗糙、凹凸不平的时期,颗粒物的吸附量均较大,叶片光滑、粗糙度较低的月份,植物颗粒物吸附量均较低。可见,风沙进京路径植物吸附PM_(10)主要来源于新疆和蒙古高原以西的沙漠区域,吸附PM_(2.5)主要来源于新疆和蒙古高原北部,在风沙运移过程中植物吸附颗粒物主要以PM_(10)为主,处于风沙频繁、污染严重、沙尘较大的时间和地区在叶面形态上更有利于吸附颗粒物。研究结果可为政府部门决策和造林治沙工程的实施提供依据。     

宝鸡市滨河路不同植被环境污染的磁学响应

为理解城市道路绿化带不同植被叶片附尘对污染的磁学响应,对宝鸡市滨河路不同类型的植被叶片进行系统的环境磁学实验分析.结果表明,植被叶片中磁性矿物含量相对较低,主要的载磁矿物为假单畴和多畴的亚铁磁性矿物,同时含有赤铁矿,灌木植被叶片的磁性矿物浓度与粒径均大于乔木,其中χ_lf值平均值为6.49×10^-8m³/kg,相比较校园清洁区的植被叶片,表现出较高的浓度.滨河路植被叶片的饱和等温剩磁（SIRM）和非磁滞剩磁磁化率（χ_ARM）的变化范围分别为（964~1226）×10^-6Am²/kg和（9.9~44.7）×10^-8m³/kg,同样也都远高于校园植被叶片（453~771）×10^-6Am²/kg和（6.8~15.1）×10^-8m³/kg,表明亚铁磁性矿物的相对含量较高.磁学参数表现出一定的空间变化规律,随着高度的增大,植被叶片含有的磁性矿物浓度和粒径逐渐递减.随着高度逐渐递减.同一高度内不同种类植被记录的环境污染各有差异,灌木植被紫金叶女贞的叶片样品中含有较高的磁性矿物浓度,指示其具有更好的滞尘和防治污染的能力.植被叶片的磁性矿物浓度在滨河路东段十字路口与西段路口呈现两个高值中心,指示两个污染相对较为严重的区域.     

上海城市表土磁性特征对重金属污染的指示作用

选取上海市城市表土作为研究对象,结合磁学方法与传统化学方法,研究了上海市192件表土样品的磁性特征和重金属含量,并探讨了磁学参数指示重金属污染的可行性.结果表明,上海市表土磁化率平均值为187.66×10~(-8)m~3·kg~(-1),亚铁磁性矿物占主导地位,颗粒较粗.上海市表土重金属Zn、Pb、Cu、Cr、Ni、Mn、Fe含量均超过背景值,属于轻度污染.重金属和磁学参数(磁化率、饱和等温剩磁)具有相似的空间分布,高值集中在宝山区和闵行区,低值集中在崇明区.工业生产和交通活动是上海市表土重金属、磁性矿物的主要来源.磁化率χlf指示污染负荷指数的半定量结果为:χlf38.90×10~(-8)m~3·kg~(-1)时,土壤属于清洁状态,无污染;38.90×10~(-8)m~3·kg~(-1)≤χlf258.69×10~(-8)m~3·kg~(-1)时,土壤遭受轻度污染;258.69×10~(-8)m~3·kg~(-1)≤χlf793.45×10~(-8)m~3·kg~(-1)时,土壤遭受中度污染;χlf≥793.45×10~(-8)m~3·kg~(-1)时,土壤遭受重度污染.因此,磁学参数对城市表土重金属污染有着一定的指示意义.     

西北干旱区农田土壤磁性特征及其环境意义

为探究环境磁学方法在西北干旱区农田土壤污染监测中的可行性,以典型绿洲农业区张掖市(临泽县、甘州区、民乐县和山丹县)为研究区域,采集农田土壤样品102份并对其进行系统的环境磁学分析.结果表明,张掖市农田土壤磁性特征以亚铁磁性的磁铁矿为主导,磁晶颗粒主要为粗粒假单畴(PSD)和多畴(MD),颗粒等效粒径介于0.2~1μm之间;样品磁化率(χlf)变化范围为22.27×10~(-8)~188.36×10~(-8)m~3·kg~(-1),平均值为63.85×10~(-8)m~3·kg~(-1),磁性矿物含量总体较少但空间变化较大;磁参数空间分布表明,磁性矿物含量在甘州区、民乐县和山丹县高于临泽县,并在甘州区的中部、民乐县的西南边和山丹县的西边呈现相对高值;甘州区中部的磁性高值主要受控于工业生产等人类活动,民乐县西南边和山丹县西边的磁性高值主要与较强的自然成土作用有关.综合多种磁学参数的系统分析能够有效区分和划定农田土壤人为污染范围,为农田土壤污染防治工作提供依据.     

城市污染环境中适生树种滞尘能力研究

本文介绍了太原市近十年颗粒物污染状况 ,对长期生长在严重空气污染环境中的绿化植物净化大气颗粒物污染的能力进行了调查测试 ,就不同树种叶片滞尘量和单株树木滞尘能力作了分析研究。     

京西门头沟区自然植被滞尘能力及效益研究

利用2006年夏季实地测量的植物叶片滞尘数值,得出常绿乔木、落叶阔叶乔木、灌木以及草地4种不同植物类型的平均滞尘能力,再将其与用遥感方法估算出的叶面积指数以及植被统计数据相结合,评估了门头沟区自然植被总体的滞尘能力、滞尘量与滞尘效益.结果表明: 自然植被具有明显的滞尘功能,门头沟区自然植被的年滞尘量为39.47×104 t,由此带来的滞尘效益价值为67.10×106元;灌木林和落叶阔叶林2种植被类型,是研究区自然植被滞尘能力和年滞尘量的主要组成部分;常绿乔木的滞尘时间长于其他任何植物种类,其年滞尘量与滞尘能力所占比例有所增加.      

北京大兴6种常见绿化树种吸附PM_(2.5)能力研究

该文以北京大兴南海子公园6种常见园林绿化树种为研究对象,应用气溶胶再发生器对植物叶片PM_(2.5)吸附量进行了定量研究,分析了叶表面微形态特征。结果表明:单位叶面积PM_(2.5)吸附量油松和白皮松最大,其次为柳树、五角枫,杨树和银杏最小,且针叶树种PM_(2.5)吸附能力强于阔叶树种;不同树种单位叶面积PM_(2.5)吸附量均值:4月在(0.008±0.002)~(0.053±0.008)μg/cm2之间、5月在(0.010±0.001)~(0.067±0.017)μg/cm2之间、6月在(0.014±0.001)~(0.328±0.073)μg/cm2之间,从不同月份看,表现为6月(0.093±0.124)μg/cm25月(0.031±0.023)μg/cm24月(0.027±0.019)μg/cm2;油松、白皮松叶表面凹凸不平,粗糙度较大,且气孔密集,开度较大,从而致使其吸附PM_(2.5)能力最强;而杨树、银杏、五角枫叶表面光滑,气孔较少,颗粒物不易附着,且因蜡质的疏水特性,对植物表面具有一定的清洁作用,其吸附PM_(2.5)能力较弱;此外,叶表面存在绒毛有利于植物叶片吸附PM_(2.5)等颗粒物。因此,在绿化造林时可优先考虑种植叶表面粗糙、有绒毛存在的针叶树种,将更有利于PM_(2.5)等颗粒物的吸收,从而提高植物的环保效益。     

开放源对环境空气质量影响的评估技术与实例

开放源排放的颗粒物已经成为城市环境大气颗粒物的主要来源之一,介绍了其对环境空气质量影响的评估技术,采用开放源的动力学经验公式测算S市粉煤灰场、原煤堆场、土堆、沙石料堆4类开放源不同粒径颗粒物的起动风速及扩散距离,并利用箱模型(A值)和源解析(化学质量平衡法,CMB)模型测算开放源的区域年均起尘量及其对环境空气中颗粒物的贡献值.结果表明:开放源排放的颗粒物易升腾而且影响面积很大;S市区开放源类排放的小于100 μm的颗粒物约22.2×104 t/a,小于10 μm的颗粒物约15.8×104 t/a;开放源对环境空气中TSP的贡献值约370 μg/m3,质量浓度分担率达60%,对PM₁₀的贡献值约263 μg/m3,分担率达64%.      

深圳市大气气溶胶中~(210)Po的比活度及其辐照剂量

研究了深圳市大气颗粒物中~(210)Po的放射性比活度及其对人体所致辐照剂量.深圳大气总悬浮颗粒物(TSP)和PM_(2.5)中~(210)Po的比活度变化范围为0.01~0.20m Bq/m~3(平均0.08mBq/m~3)和0.03~0.38mBq/m~3(平均0.12mBq/m~3).研究发现,大气~(210(Po比活度与大气PM_(2.5)含量呈显著的正相关关系,而与降雨呈弱负相关,认为大气颗粒物是影响大气~(210)Po含量的重要因素.由呼吸摄入~(210)Po所致人体的年均待积有效剂量为4.53×10~(-6)Sv.     

煤炭型城市绿化树种叶片磁性及对PM_(2.5)的指示作用

近年来,以PM_(2.5)为主的城市大气污染日益严重,城市绿化树种叶片磁性对PM_(2.5)具有指示作用。该研究通过对平顶山市不同功能区内常见的19种绿化树种叶片样品进行磁性测试,旨在比较不同树种叶片磁性的差异,探讨叶片磁性与PM_(2.5)的关系。结果表明:(1)同一城市功能区,不同树种的叶片质量磁化率存在显著差异(p0.05)。在污染严重的矿区,不同绿化树种叶片磁性参数均高于其它区域。其中广玉兰叶片磁性参数最高,为67.30×10~(-9)m~3/kg,悬铃木叶片磁性最低,为6.41×10~(-9)m~3/kg。同一区域,广玉兰、构树、侧柏、栾树、油松叶片磁性参数均较大,对空气有较好的净化作用;(2)不同城市功能区,同一树种叶片质量磁化率差异显著(p0.05);(3)在5个城市功能区均有大量分布的绿化树种(悬铃木、广玉兰和杨树)叶片磁性均与PM_(2.5)回归关系显著(p0.05)。本研究表明在不同城市功能区,可以栽植叶片磁性较大的树种对PM_(2.5)进行净化,并可利用在不同城市功能区广泛分布的悬铃木、广玉兰和杨树的叶片磁性对该市PM_(2.5)污染程度及其分布的空间格局进行指示和监测。     

上海典型植物叶表滞尘离子组成及差异分析

城市植被对大气颗粒物的滞纳是削减城市大气污染的重要途径。该研究使用单颗粒飞行时间质谱仪(SPAMS)在2016年7月-2017年4月期间对上海市2个典型污染区(吴泾工业区、松江交通枢纽)的大气颗粒物、自然降尘和4种典型绿化植物(香樟Cinnamomum camphora、二球悬铃木Platanus acerifolia、龙柏Sabina chinensis、水杉Metasequoia glyptostroboidesd)叶片表面滞尘的离子组成进行了一年四季共39 d的测定,结果表明:(1)上海典型污染区大气颗粒物、自然降尘和典型绿化树种叶片上滞留的颗粒物的主要离子成分依次为CN~-、NO_3~-、NO_2~-、SO_4~-、Cl~-等,不同类别的离子占比存在显著差异;(2)4树种均对主要来源于扬尘的Fe~+有着明显的吸附特征,但香樟与水杉叶片表面滞尘与同期自然降尘中的离子组成较为接近,表明2树种叶表滞尘过程受所在地区大气环境影响较大;而龙柏和悬铃木叶片滞尘的离子组成与同期降尘成分存在明显差异,在滞尘过程中表现出对特定离子的专属吸附特性。最后提出针对不同空气污染区选配更高效滞尘树种的建议,为提高城市植被的生态系统服务功能提供技术支撑。