הערכת היכולות הסרת חלקיקים של העץ עלים
Summary
שיטת ניקוי אולטראסוניות הוחל על elute את חלקיקי החומר (PM) נשמרות על משטחים עלה לאחר PM היה eluted על ידי שיטות ניקוי קונבנציונאלי (ניקוי רק מים או מים ניקוי בתוספת מברשת ניקוי). המתודולוגיה יכול לסייע לשפר את דיוק אומדן לקיבולת השמירה PM של עלים.
Abstract
המבוסס על שיטות ניקוי רגיל (מים ניקוי (שירותים) + מברשת ניקוי (לפנה ס)), מחקר זה העריך את ההשפעה של שטיפה (UC) על איסוף שונים בגודל חלקיקים (PM) נשמרות על משטחים עלה. אנחנו עוד יותר מאופיין יעילות השמירה של עלים כדי PM בגדלים שונים, אשר יעזרו להעריך את יכולותיהם של עירוני עצים כדי להסיר PM הסביבתית באופן כמותי.
לוקח שלושה מינים עץ רחב עלים (גינקו בילובה, Sophora japonica, ערבת בבל), שני needleleaf עץ המינים (אורן tabuliformis , סבינה chinensis) כאובייקטים המחקר, היו דגימות עלים אסף 4 ימים (תקופת השמירה PM קצר) ו-14 ימים (תקופת זמן השמירה PM) אחרי הגשמים האחרונים. PM נשמר על משטחים עלה נאספה באמצעות שירותים, לפני הספירה, UC ברצף. לאחר מכן, יעילות השמירה של העלים (leafAE) שלושה סוגי ראש הממשלה בגדלים שונים, כולל נשלף בקלות PM (ERP), קשה להסיר PM (DRP), ו- PM לגמרי נשלף (TRP), חושבו. יכול להיות תנקה את עצמך, שנאספו על ידי שירותים רק סביב 23% – 45% מכלל PM על עלים. כאשר העלים נוקו דרך שירותים + לפנה ס, underestimation השמירה PM לקיבולת של מינים שונים עץ היה בטווח של 29% – 46% עבור כמעט אחה”צ בגדלים שונים היתה אפשרות להסיר את כל PM נשמר על עלים אם UC היה בתוספת שירותים + לפנה ס.
לסיכום, אם UC היה החמיא לאחר שיטות ניקוי קונבנציונאלי, PM יותר על משטחים עלה יכול להיות eluted ואסף. ההליך שפותחו במחקר זה יכול לשמש להערכת היכולות להסרת PM של מינים עץ שונים.
Introduction
וצריך להעריך את היכולות של מינים שונים עץ כדי להסיר PM אויר דרך לכימות המסה של PM נשמר על משטחים עלה. כדי להשיג מטרה זו, כבר את שיטה1,של חיסור2ממברנה מסנן שיטה3,4,5, שיטת שקילה • תנאי בשילוב עם ניתוח חלקיקים בגודל6 החלת להעריך באופן כמותי את המסה של PM2.5 (≤ בקוטר 2.5 מיקרומטר), PM10 (קוטר ≤ 10 מיקרומטר) או חלקיקים הכולל תנאי (כפית) שמרו על עלים. עם זאת, הדיוק של שיטות אלה בעצם תלוי את הביצועים שלהם באיסוף PM נשמר על משטחים עלה. בזמן הנוכחי, העלה קונבנציונאלי שיטת שימוש במחקרים הקשורים לעתים קרובות הניקוי כולל שלבים אחד או שניים, כלומר רק מים כביסה (להשרות ולשטוף עלים באמצעות מים יונים)3,7 או פלוס צחצוח5, 8 , 9. אולם,10,11 כמה מחקרים הראו כי PM על משטחים עלה יכול לא להיות לגמרי eluted על ידי שיטת הניקוי קונבנציונלי. כמו שטיפה-יש את היתרונות של מהירות גבוהה באיכות גבוהה, נזק מועט על פני השטח של האובייקט, יש פוטנציאל אדיר כדי לשמש כדי לאסוף את ראש הממשלה שמרה על משטחים עלה עם מזערים מורכבים. בזמן הנוכחי, שטיפה-הוחל במחקרים מסוימים כדי לאסוף PM נשמר על משטחים עלה (קרי, מכניסים את העלים מים יונים, והשתמש המנקה אולטראסאונד כדי elute PM)12,13. עם זאת, שיטה זו משמשת רק כתוספת עלה ניקוי שיטה, בזמן לא ידוע אם ניקוי אולטראסוניות יש השפעה חיובית על איסוף PM משטחים עלה, פרמטרי הפעלה אופטימלית שלה הם גם לא ברור. שלנו מחקר קודם הראה כי ראש הממשלה שמרה על גינקו בילובה עלים השטח יכול להיות לגמרי eluted מבלי להרוס את המשטחים עלה, אם הליך נאות ניקוי אולטראסוניות היה שיושלם לשיטת ניקוי קונבנציונלי11 . עם זאת, היציבות של תחולת כללי ניקוי אולטראסוניות פרמטרים (כוח קולי, זמן, ומידע אחר) כדי מינים שונים חווה תקופות השמירה אבק שונים הם עדיין לא ברור.
כיום, המסה של PM2.5, PM10או כפית על יחידת שטח העלה יש נעזרו לעיתים קרובות כדי להעריך את היכולות של מינים שונים עץ כדי להסיר PM הסביבתית14,15. בתנאים טבעיים, ראש הממשלה שמרה על משטחים עלה יכול להיות מסווגים לשני חלקים: החלק הראשון הוא ראש הממשלה זה יכול ליפול עלים בשל ההשפעות של רוח, משקעים, בעוד החלק השני הוא ראש הממשלה כי הוא הדוק דבקה העלה משטחים ואין אפשרות ea sily נשטף על ידי גשמים. עם זאת, מחקרים מעטים התמקדו המסה של שני סוגי PM על משטחים עלה. בנוסף, תקופות השמירה PM עלים במחקרים שונים נבדלים מאוד… לפיכך, comparability של התוצאות של מחקרים אלה יהיו עניים, אם המסה של PM על עלה ליחידת שטח מאומצת כדי להעריך את היכולות להסרת PM עצים16. כתוצאה מכך, PM השמירה יעילות (המסה של PM על יחידה באזור עלה ליחידת זמן), כחלופה, הוצע כדי להעריך את השפעת טיהור PM עירוני עצים5,17. באופן כללי, עדיין יש חוסר מחקר בהיבט הזה. זה הכרחי מאוד לבצע מחקרים רלוונטיים עבור מינים שונים עץ לספק בסיסי מתודולוגי ותמיכה נתונים להערכת היכולות להסרת PM של מינים שונים העץ במדויק.
שלושה מינים עץ רחב עלים (בילובה ג Sophora japonica, ערבת בבל), שני מינים עץ needleleaf (tabuliformis אורן , סבינה chinensis) נבחרו כדי להעריך את הוצאתם PM יכולות תקופות השמירה PM תחת שני. האתר דגימה עלה היה בפארק Xitucheng (39.97° N, 116.36° E), הממוקם באזור עם זיהום כבד בבייג’ינג. מטרות ספציפיות שלושה במחקר זה היו: (1) כדי להעריך את היעילות של עלים שונים ניקוי שיטות (מים (שירותים), מברשת ניקוי (לפנה ס), וניקוי אולטראסאונד (UC)) ב- eluting ראש הממשלה על עלים, (2) כדי לבדוק את ההשפעה של שטיפה על eluting PM, ו- (3) כדי להעריך את יעילות השמירה של מינים שונים עץ PM1, PM2.5, PM5, PM10של כפית.
Protocol
Representative Results
Discussion
אוסף מדויק ונכון של ראש הממשלה שמרה על משטחים עלה היא הבסיס להערכת היכולות להסרת PM של מינים עץ שונים. לעומת זאת, שיטת הניקוי קונבנציונליים (בב ש או פלוס לפנה ס) לא יכול להסיר לחלוטין את האבק על משטחים עלה, אשר אושרה על-ידי סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים10. זה עוד יותר הודגם בבירור על י?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי המימון למחקר בסיסי האוניברסיטאות המרכזי (2017ZY21), את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (21607038).
Materials
| MSA2258-1CE-DU ten-thousandth scale | Sartorius Scientific Instruments (Beijing) Co., Ltd. | MSA2258-1CE-DU | precision: 0.01 mg |
| The IS13320 laser granularity instrument | Beckman Coulter, Brea, USA | IS13320 | working conditions: liquid/power samples; particle size range of measurement: 0.017-2000 μm |
| Epson Twain Pro high-quality scanner | Seiko Epson, Nagano, Japan | expression1680 | |
| Automatic image analysis software WinRHIZO | Regent Instruments Inc., Quebec, Canada | WinRHIZO Pro 2013a |
Referenzen
- Baidurela, A., Halik, U., Aishan, T., Nuermaimaiti, K. Maximum dust retention of main greening trees in arid land oasis cities, Northwest China. Scientia Silvae Sinicae. 51, 57-63 (2015).
- Fan, S. Y., et al. Dust capturing capacities of twenty-six deciduous broad-leaved trees in Beijing. Chinese Journal of Plant Ecology. 39, 736-745 (2015).
- Dzierzanowski, K., Gawroński, S. W. Use of trees for reducing particulate matter pollution in air. Challenges of Modern Technology. 2, 69-73 (2011).
- Przybysz, A., Sæbø, A., Hanslin, H. M., Gawroński, S. W. Accumulation of particulate matter and trace elements on vegetation as affected by pollution level, rainfall and the passage of time. Science of the Total Environment. 481, 360-369 (2014).
- Chen, L. X., Liu, C. M., Zou, R., Yang, M., Zhang, Z. Q. Experimental examination of effectiveness of vegetation as bio-filter of particulate matter in the urban environment. Environmental Pollution. 208, 198-208 (2016).
- Zhang, Z. D., Xi, B. Y., Cao, Z. G., Jia, L. M. Exploration of a quantitative methodology to characterize the retention of PM2.5 and other atmospheric particulate matter by plant leaves: Taking Populus tomentosa as an example. Chinese Journal of Applied Ecology. 25, 2238-2242 (2014).
- Zhang, F. Studies on the Existing Shrubs of the Road in Changchun and the Dust Retention Capacity of the Three Shrubs. Jilin Agricultural University. , (2013).
- Beckett, K. P., Freer-Smith, P., Taylor, G. Effective tree species for local air-quality management. Journal of Arboriculture. 163, 12-19 (2000).
- Wang, H. X., Shi, H., Wang, Y. H. Dynamics of the captured quantity of particulate matter by plant leaves under typical weather conditions. Acta Ecologica Sinica. 35, 1696-1705 (2015).
- Wang, Z. H., Li, J. B. Capacity of dust uptake by leaf surface of Euonymus Japonicus Thunb. and the morphology of captured particle in air polluted city. Ecology & Environment. 15, 327-330 (2006).
- Liu, H. H., et al. Analysis of the Role of Ultrasonic Cleaning in Quantitative Evaluation of the Retention of Tree Leaves to Atmospheric Particles: A Case Study with Ginkgo biloba. Scientia Silvae Sinicae. 52 (12), 133-140 (2016).
- Chen, W., et al. Dust absorption effect of urban conifers in Northeast China. Chinese. Journal of Applied Ecology. 14 (12), 2113-2116 (2003).
- Li, H., Yang, S. L. Changes of suspended particulates adhering to salt marsh plants. Acta Oceanolo Giga Sinica. 32 (1), 114-119 (2010).
- Nguyen, T., Yu, X. X., Zhang, Z. M., Liu, M. M., Liu, X. H. Relationship between types of urban forest and PM2.5 capture at three growth stages of leaves. Journal of Environmental Sciences. 27 (1), 33-41 (2015).
- Fan, S. X., Li, X. P., Han, J., Cao, Y., Dong, L. Field assessment of the impacts of landscape structure on different-sized airborne particles in residential areas of Beijing, China. Atmospheric Environment. 166, 192-203 (2017).
- Liu, J. Q., et al. Ultrasonic based investigation on particulate size distribution and retention efficiency of particulate matters retained on tree leaves-Taking Ginkgo biloba and Pinus tabuliformis as examples. Chinese Journal of Applied Ecology. 40, 798-809 (2016).
- Yao, X. Y., Hu, Y. S., Liu, Y. H. Dust-retention effect of 8 common greening Tree Species in Beijing. Journal of Northwest Forestry University. 29, 92-95 (2014).
- Wang, H. X., Shi, H., Wang, Y. H., Duan, J., Wang, Y. H. Influence of surface structure on the particle size distribution captured by Ligustrum lucidum. Journal of Safety & Environment. 1, 258-262 (2015).
