北京西山冬季针叶树种叶片滞纳PM_(2.5)功能研究

以北京西山8种针叶树为研究对象,应用气溶胶再发生器对不同植物叶片冬季PM_(2.5)吸附量进行测定,应用环境扫描电镜观察了叶表面微形态特征结构,阐释了不同树种叶表面结构与吸滞PM_(2.5)关系。结果表明:冬季单位叶面积PM_(2.5)吸附量排序为雪松((3.04±0.39)μg/cm~2)油松((2.93±0.32)μg/cm~2)红松((2.87±0.28)μg/cm~2)白皮松((2.79±0.29)μg/cm~2)侧柏((2.19±0.20)μg/cm~2)冷杉((1.89±0.33)μg/cm~2)龙柏((1.80±0.25)μg/cm~2)桧柏((1.75±0.19)μg/cm~2),从冬季不同月份来看,不同树种单位叶面积PM_(2.5)吸附量表现为2月((2.81±0.59)μg/cm~2)1月((2.45±0.53)μg/cm~2)12月((2.33±0.51)μg/cm~2)11月((2.05±0.48)μg/cm~2);雪松、白皮松和油松有大量凹陷和突起,气孔密度和开度较大,叶表面较粗糙,吸滞PM_(2.5)能力强;冷杉、龙柏和桧柏因其叶表面平滑、气孔密度较小,绒毛较少,吸滞PM_(2.5)能力较弱。因此,为提高城市植被的环境效应,可选择叶表面形态有利于吸滞PM_(2.5)等颗粒物的树种。     

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。     

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。     

道路两侧不同树种对大气中可吸入污染颗粒物的吸附效应分析研究

不同树种对大气中可吸入污染颗粒物的吸附效应存在显著差异,其中,白杄、油松对PM_(10)的吸附效应较强,白杄对PM_(1.0)的吸附效应较强,油松对TSP的吸附效应较强,白杄、油松对PM_(2.5)的吸附效应较强;而国槐对上述可吸入污染颗粒物的吸附效应较弱;白毛杨的吸附效应最弱。因此可以得出结论,气孔密集、绒毛多的叶片有利于树种对污染颗粒物的吸附,其中,白杄、油松的综合吸附效应最好,能够有效降低大气中可吸入污染颗粒物的含量,是优良的道路两侧绿化树种。     

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.     

北京10个常绿树种颗粒物吸附能力研究

大气中颗粒物PM(particulate matter)不仅造成环境污染,还对人体造成严重的危害.城市绿色植物作为大气过滤器,能够有效地提高城市空气质量,保护人体健康.因此了解不同树种对空气颗粒物的吸附滞纳作用是必要的.以北京植物园10种常绿植被为研究对象,应用空气气溶胶再发生器(QRJZFSQ-I)测定了北京市常见6种乔木和4种灌木叶片对空气总悬浮颗粒物(TSP)、PM10、PM2.5和PM1.0的吸附能力.结果表明:1不同树种叶片表面附着颗粒物的能力差异明显,最高的是雪松(Cedrus deodara)和油松(Pinus tabuliformis),吸附量分别是(18.95±0.71)μg·cm-2和(14.61±0.78)μg·cm-2,冷杉(Abies fabri)最小,为(8.02±0.4)μg·cm-2;2不同树种叶片单位面积对不同颗粒物的附着能力也存在差异,附着PM10能力最强的是油松和雪松,附着PM2.5能力最强的是雪松、铺地柏(Juniperus procumbens)、龙柏(Juniperus chinensis cv.kaizuka)和油松,附着PM1.0能力最强的是雪松、铺地柏、冷杉和油松;3不同月份叶片上附着的各粒级颗粒物(PM10、PM2.5)占TSP的比例不同.其中PM10在4~6月之间主要表现两种变化趋势,一是先上升后下降,主要为灌木树种;二是逐渐上升,主要的树种是乔木树种.而PM2.5则没有这种明显的变化趋势.     

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.     

北京1o个常绿树种颗粒物吸附能力研究

大气中颗粒物PM( particuIate matter)不仅造成环境污染,还对人体造成严重的危害.城市绿色植物作为大气过滤器,能够有效地提高城市空气质量,保护人体健康.因此了解不同树种对空气颗粒物的吸附滞纳作用是必要的.以北京植物园10种常绿植被为研究对象,应用空气气溶胶再发生器( QRJZFSQ_I)测定了北京市常见6种乔木和4种灌木叶片对空气总悬浮颗粒物( TSP)﹑PM10﹑PM2.5和PM1.0的吸附能力.结果表明①不同树种叶片表面附着颗粒物的能力差异明显,最高的是雪松( Cedrus deodara)和油松( pinus tabuliformis),吸附量分别是(18.95±0.71)μg.cm-2和(14.61±0.78)μg.cm-2,冷杉( Abies fabri)最小,为(8.02±0.4)μg.cm-2;②不同树种叶片单位面积对不同颗粒物的附着能力也存在差异,附着PM10能力最强的是油松和雪松,附着PM2.5能力最强的是雪松﹑铺地柏( Juniperus procumbens)﹑龙柏( Juniperus chinensis cv. kaizuka)和油松,附着PM1.0能力最强的是雪松﹑铺地柏﹑冷杉和油松;③不同月份叶片上附着的各粒级颗粒物( PM10﹑ PM2.5 )占TSP的比例不同.其中PM10在4~6月之间主要表现两种变化趋势,一是先上升后下降,主要为灌木树种;二是逐渐上升,主要的树种是乔木树种.而PM2.5则没有这种明显的变化趋势.     

叶片微观结构变化对其颗粒物滞纳能力的影响

叶片作为植物滞留大气颗粒物最主要的载体,其表面微观结构特征和粗糙度的差异是颗粒物滞纳能力的重要决定因素.叶片微观结构会随着生长(内部因素)以及环境污染强度(外部因素)发生变化,然而现有的粉尘喷洒模拟实验,一般持续时间较短,而微观结构变化响应具有明显的滞后性,其结果无法客观反映由内外因素作用引起的微观结构变化对颗粒物滞纳能力的影响.本研究利用新叶和老叶研究叶片生长,并选择自然状态下不同污染源条件研究污染强度,分析叶片表面微观结构的变化及其对颗粒物滞纳能力的影响.研究得到3种常绿树种(矮紫杉Taxus cuspidata var.、侧柏Platycladus orientalis和油松Pinus tabuliformis)的老叶滞纳TSP、 PM_(10)、 PM_(2.5)和PM_1量均高于新叶,随着叶片的生长其颗粒物滞纳量在增大,且新叶与老叶对不同粒径颗粒物的滞纳量间均存在极显著的差异.生长中叶片粗糙度Rq值的增大是老叶颗粒物滞纳能力增大的主要原因. 5个树种(侧柏、油松、国槐Sophora japonica、毛白杨Populus tomentosa和银杏Ginkgo biloba)TSP和PM_(10)滞纳量为重度污染区高于相对清洁区.而PM_(2.5)和PM_1滞纳量则是油松、银杏和侧柏为重度污染区高于相对清洁区,国槐和毛白杨为相对清洁区高于重度污染区.不同污染强度区域间叶片TSP、PM_(10)和PM_(2.5)滞纳量存在着极显著的差异,PM_1滞纳量也存在着差异.主要归因于与相对清洁区相比,重度污染区叶片的气孔指数降低,蜡质层退化,表面纹理和细胞边界更加不规则,绒毛变长,变硬,叶片微观结构的这些变化使得重度污染区叶片粗糙度Rq值高于相对清洁区,且叶片背面的增加较正面更明显.研究结果将为深入揭示叶片颗粒物滞纳能力的驱动因素,以及提出更科学地提升净化颗粒物功能的城市森林管理措施提供数据支持.     

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.