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【新闻】园林植物如何吸附空气中细颗粒物黄叶树科

发布时间:2020-10-19 01:48:04 阅读: 来源:色精厂家

大气污染是许多国家和地区面临的重要环境问题,冬天的到来让大气污染问题更为凸显。而粉尘颗粒物(PM)污染是城市空气质量改善的重要制约因素。

一般按污染颗粒直径大小将其分为总悬浮颗粒物(粒径10~100μm)、粗颗粒物PM10(粒径2. 5~10μm,此颗粒物类会被人体直接吸入)、细颗粒物PM2. 5(0. 1~2. 5μm,此类颗粒物会被人体直接吸入肺部,称为可入肺颗粒物)和超细颗粒物PM0. 1(粒径0. 1μm)4种类型。

中老年人“与霾共舞”

而园林植物能够吸附空气颗粒物(PM),显著减少空气中颗粒物的含量,有效地改善城市环境质量,因此,园林植物的生态效益越来越受到人们的重视。

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一、园林植物叶片吸附空气颗粒物的方式

园林植物叶片吸附空气悬浮颗粒物的方式大气中颗粒物的沉降是指颗粒物撞击后滞留在物体表面,从而脱离大气环境的过程,一般可分为干沉降和湿沉降;由于PM2. 5粒径过小,很难靠自身重力沉降,因此湍流是PM2. 5最主要的干沉降方式。研究表明,植物叶片吸附粉尘有滞留(或停着)、附着和粘附3种方式,且不同吸附方式的作用机制存在差异。

滞留(或停着)方式是通过植物枝叶对气流的阻挡降低风速,从而使空气中携带的颗粒污染物下沉落到叶片表面。这种方式滞留的颗粒污染物的量与空气中颗粒污染物的浓度相关,且在风速增大及其他外力作用下易再次返回空气中,但降雨可将其迅速淋洗到地面,为有效滞尘提供了条件。

附着方式是通过植物叶片粗糙表皮与角质层特征截取和固定空气颗粒污染物。附着方式滞尘的效果比较稳定,不易被风刮起。相关研究人员通过电镜观察发现,叶表皮具沟状组织、密集纤毛的树种滞尘能力强,叶表皮具瘤状或疣状突起的树种滞尘能力差,云杉、冷杉等针叶树种由于其叶表面不光滑,同时叶片相对开展,具有较好的堆积灰尘的性能,因此滞尘能力较强;松科的针叶树其叶片表面较光滑,叶片呈近圆柱状,难以使灰尘停留。因此,树种滞留微尘与叶片结构、形状、表皮及角质层特征、叶序有关,而叶面粗糙度是植物附着方式的决定因素。

粘附是靠植物叶表面特殊的分泌物来粘附空气粉尘的方式。一般认为,粘附滞尘的效果最为稳定,即使降雨或一般冲洗也不能完全去除叶片滞尘颗粒物。具有较复杂细针叶结构的针叶树和叶面毛的阔叶树捕获空气粉尘效率更高,针叶树比阔叶树吸滞空气颗粒物的能力强。有科研人员在2007年就对大叶黄杨叶片上表皮的滞尘颗粒物进行电镜扫描,图像显示叶片滞尘颗粒物形态特征受清洗作用影响较大,简单清洗并不能去除大多数叶片滞尘颗粒物,PM10颗粒物可以滞留在大叶黄杨叶片上;即使深度清洗仍不能彻底清除叶片表面颗粒物,更细小的粒子被固定在叶片表皮上,而油松能分泌树脂黏液,滞尘能力相对较强。研究人员通过电脑模拟,发现松树吸滞PM能力是阔叶树种的2倍,这些可能与针叶树叶片对颗粒污染物的吸附方式有关。

油松

二、园林植物吸附PM2. 5的能力的比较

关于园林植物吸附PM2. 5的能力,研究人员测定了4中常见行道树的滞尘能力,研究发现叶表吸附以2. 5~10. 0μm(微米,1微米=10-6米)的颗粒物为主,其中阿江榄仁树>腊肠豆>三角梅和垂直暗罗;由于三角梅角质层没有伤害症状,是污染区最好的吸污植物。外国学者Hwang则选取了银杏、日本赤松、榉树、美国梧桐(和东北红豆杉5种乔木树种进行气室实验,研究证明针叶树对空气中亚微米级颗粒物(<1μm)和超细级颗粒物(<0. 1μm)的吸附远远大于阔叶树种,具有主脉明显的美国梧桐和榉树的吸附效果也优于银杏,而叶片具有细密绒毛状结构的美国梧桐吸附效果优于榉树。研究人员通过多层过滤的方法研究了美国金钟连翘、洋常春藤、金叶风箱果、日本绣线菊吸附PM0. 2-2. 5的能力,发现美国金钟连翘和日本绣线菊叶片表面吸附细颗粒物的能力比其他两种植物强。

三角梅

在挪威和波兰选择欧洲城市常见的22个乔木树种和25个灌木种,比较测定了这些木本植物的滞尘能力,表明不同树种间的滞尘能力相差10~20倍。其中,欧洲山松、欧洲赤松、曼地亚红豆杉、欧洲红豆杉、小米空木和欧洲白桦是具有阻滞空气PM的高效种,而挪威、欧洲甜樱桃和欧洲椴阻滞空气PM的能力较低;并且发现有绒毛的叶片比光滑的叶片吸附PM2. 5的能力强。此外,针叶树种虽然叶片没有绒毛,但因其针叶细长,更容易吸附PM2. 5。相关研究表明凤尾兰吸附灰霾能力比大叶黄杨高4. 4倍,从植物叶片每克鲜重附尘量观察,凤尾兰也是吸附灰霾能力最强,比大叶黄杨高2倍,比龙柏高1.7倍。

凤尾兰

植物叶片对于不同类型颗粒物的吸附能力有明显差异。以颗粒物中的金属元素为例,不同种类植物的叶片吸附的重金属元素含量有着较大的差别,同种植物叶片对于不同种元素的吸附能力也有差异。铅是目前学者研究最多的金属元素,如海桐叶片吸附铅的量为0. 38 mg·kg-1,而雪松叶片则为4. 57 mg·kg-1;但海桐叶片吸附锌的能力却很强,达到26. 53mg·kg-1。枫杨叶片吸附锌的量( 7. 85 mg·kg-1)较吸附铅的量( 2. 35 mg·kg-1)大,而银杏吸附铅的量( 2. 3 mg·kg-1)较吸附锌的量( 1. 05 mg·kg-1)大。

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