葉の木の粒子状物質の除去能力を評価します。
Summary
超音波洗浄法は、午後は従来のクリーニング方法 (水洗浄のみまたは水洗浄とクリーニング ブラシ) で溶出した後、葉の表面に保持粒子状物質 (PM) を溶出に適用されました。方法論は、葉の PM 保存容量の推定精度を改善するために助けることができます。
Abstract
従来洗浄方法 (水洗浄 (WC) + (BC) のクリーニング ブラシ) に基づいて、本研究は、様々 な大きさで分類された粒子状物質 (PM) 葉の表面上に保持されますを収集で超音波洗浄 (UC) の影響を評価しました。我々 はさらに周囲の空気から定量的 PM を削除する都市木の能力を評価するために役立つ様々 なサイズ午後時まで葉の保持効率が特徴です。
3 広葉樹種 (イチョウ葉、槐スギ、イトヤナギ) と研究の目的として 2 つ針葉樹における木種 (マツ tabuliformisとサビーナ成虫) を取って、葉試料最新の降雨後 4 日間 (短い午後保持期間) と 14 日 (長い午後保持期間) を収集しました。葉の表面に保持午後は順番 WC、BC、UC による収集されました。その後、葉 (AE葉) 削除困難時 (DRP) と完全に取り外し可能な午後 (TRP)、簡単に取り外し可能な午後 (ERP) を含む、様々 な大きさで分類された午後の 3 つのタイプの保存効率を算出しました。午後に保持葉合計の約 23%-45% をオフに掃除し、トイレによって収集された可能性があります。WC + BC を葉を洗浄したとき異なる樹種の PM 保存容量の過小評価は WC + 紀元前に UC を補った場合、葉に保持されますすべての PM を削除でした様々 な大きさで分類された時ほとんどの 29%-46% の範囲内だった。
結論としては、UC は、従来の洗浄方法後補完された場合、葉の表面に以上の PM を溶出し、収集可能性があります。本研究で開発したプロシージャは、異なる樹種の PM 除去能力を評価するために使えます。
Introduction
周囲の空気から PM を削除する樹種の能力は、葉の表面に保持時の質量を定量化によって評価できます。この目的を達成するため減算方法1、2、膜フィルター方法3,4、5、および粒子サイズ分析6と相まって溶出計量法がされています。PM2.5量を定量的に調べるに適用 (径 ≤ 2.5 μ m)、PM10 (径 ≤ 10 μ m) または総浮遊粒子 (TSP) 葉上に保持されます。ただし、これらの方法の正確性は基本的には葉の表面に保持午後の収集でのパフォーマンスに依存します。現時点では、1 つまたは 2 つの手順が含まれています洗浄関連の研究で頻繁に使用法従来の葉にはすなわち洗濯は水だけ (吸収し、脱イオン水を使用して葉をすすいでください)3,7またはブラッシング5,プラス8,9します。 ただし、いくつかの研究10、11 、葉の表面に午後でした従来洗浄方法によって完全に溶出しないを示しました。超音波洗浄は、高速、高品質、およびオブジェクトの表面にはほとんど損傷の利点は、それは複雑な微細構造と葉の表面に保持する PM を収集するために使用する大きな可能性を秘めてをいます。現時点では、超音波洗浄で適用されている午後の葉の表面に保持されますを収集するためにいくつかの研究 (すなわち、脱イオン水に葉を入れてし、PM を溶出する超音波洗浄機を使用)12,13。ただし、このメソッドは、葉面からの午後の収集に肯定的な効果を持つ超音波洗浄し、, 最適な動作パラメーターがクリアもかどうかは知られていませんが、洗浄方法、葉を補完するものとしてのみされます。私たちの以前の研究は、適切な超音波クリーニング手順は従来のクリーニング方法11 に補われた場合にイチョウ葉の表面に保持する PM が完全に葉の表面を破壊することがなく溶出することを示しています。.ただし、安定性と超音波洗浄の一般的な適用性別ダスト保持期間を経験している別の植物種のパラメーター (超音波出力、時間、およびその他の情報) がまだ明確ではないです。
現在、PM2.5、午後10、または単位葉面積の TSP の質量は周囲の空気14,15から PM を削除する樹種の能力を評価するしばしば利用されています。自然条件下で葉の表面に保持午後を 2 つの部分に分類できます: 最初の部分は風の影響により葉から落ちることができます午後、降雨量、その他の部分は葉にしっかりと付着している PM 表面し ea をすることはできません軽く降雨による洗浄。ただし、いくつかの研究は、葉の表面に午後の両方のタイプの質量に焦点を当てています。さらに、さまざまな研究で葉の午後保存期間は非常に異なります。これらの研究の結果の比較は、貧しい人々、午後単位葉面積の保持量が木16PM 除去能力を評価するために採用している場合になります。PM 保存効率 (単位時間あたり単位葉面積に保持時の質量)、その結果、別の方法として都市の木5,17の午後水質浄化効果を評価する提案されました。一般的には、まだこの面で研究の欠如があります。非常に異なる樹種樹種の PM 除去能力を正確に評価するための方法論的基礎とデータのサポートを提供するための関連する研究を実施する必要があります。
3 広葉樹種 (G. biloba槐スギ、イトヤナギ) と 2 針葉樹における樹種 (マツ tabuliformisとサビーナ成虫) がここでは、選択された評価、PM 除去能力 2 つの午後の保存期間。葉の採取は、西土城公園 (39.97 ° N、116.36 ° E)、北京の重い汚染地区に位置します。本研究の 3 つの特定の目的があった: (1) 洗浄方法 (水洗浄 (WC)、ブラシ洗浄 (BC) と超音波洗浄 (UC)) の超音波洗浄の効果を検証するには (2) の葉に PM を溶出に異なる葉の効率を評価するには午後、溶出、小さじ、午後10PM5時2.5午後1樹種の保持効率を評価する (3)。
Protocol
Representative Results
Discussion
葉の表面に保持する PM の正確かつ適切なコレクションは異なる樹種の PM 除去能力を評価するための基礎です。しかし、従来の洗浄方法 (WC または紀元前プラス) 電子顕微鏡10をスキャンすることによって確認されている葉の表面の埃を完全に削除できません。これはさらに本研究で明確に実証された (図 1、図 2、 <str…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、中央大学 (2017ZY21)、中国の国家自然科学基金 (21607038) の基礎的研究資金によって支えられました。
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 |
Riferimenti
- 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).
