Summary

Evaluación de las capacidades de eliminación de materia particulada de árbol hojas

Published: October 07, 2018
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Summary

Para eluir la materia particulada (PM) retenida en la superficie de las hojas después de PM eluyó por los métodos convencionales de limpieza (lavado sólo con agua o el lavado con agua y cepillo de limpieza) se aplicó el método de limpieza ultrasónico. La metodología puede ayudar a mejorar la precisión de la estimación para PM capacidad de retención de hojas.

Abstract

Basado en los métodos de limpieza convencionales (agua de limpieza (WC) + cepillo de limpieza (AC)), este estudio evalúa la influencia de limpieza ultrasónica (UC) que recoge diferentes tamaño particulado (PM) retenido en la superficie de las hojas. Nos caracteriza la eficiencia de retención de hojas para diferentes tamaño PM, que ayudarán a evaluar las capacidades de los árboles urbanos para quitar PM de aire ambiente cuantitativamente.

Teniendo tres especies de árboles de hoja ancha (Ginkgo biloba, Sophora japonica y Salix babylonica) y dos especies del árbol del needleleaf (Pinus tabuliformis y Sabina chinensis) como los objetos de investigación, fueron las muestras de hojas recogidas 4 días (período de retención corto de PM) y 14 días (período largo de retención de PM) después de las últimas lluvias. PM retenida en la superficie de las hojas se recolectó por medio de WC, AC y UC en secuencia. Luego, se calculó la eficiencia de retención de hojas (hojadeAE) a tres tipos de la PM tamaño diversos, incluyendo PM fácilmente extraíble (ERP), difícil de quitar PM (DRP) y PM totalmente extraíble (TRP). Sólo alrededor de 23% – 45% del total PM retenido en las hojas podría limpiar y recogido por el WC. Cuando las hojas se hayan limpiado a través de WC + BC, la subestimación de la capacidad de retención de PM de diversa especie del árbol estaba en la gama de 29% – 46% para varios tamaños casi de h. PM todos retenidos en las hojas podría ser quitado si la UC se complementó al WC + AC.

En conclusión, si la UC se complementó después de los métodos de limpieza convencionales, más tarde las hojas podría eluida y recogida. El procedimiento desarrollado en este estudio puede utilizarse para evaluar las capacidades de eliminación de PM de diversa especie del árbol.

Introduction

Las capacidades de diversa especie del árbol para quitar PM del aire ambiente pueden ser evaluadas a través de la cuantificación de la masa de PM retenido en la superficie de las hojas. Para lograr este objetivo, el método de sustracción1,2, la membrana filtro método3,4,5y el método de elución de peso juntada con el análisis de tamaño de partícula6 han sido aplicados para estimar cuantitativamente la masa de PM2.5 (diámetro ≤ 2.5 μm), PM10 (diámetro ≤ 10 μm) o partículas suspendidas totales (TSP) retenido en las hojas. Sin embargo, la exactitud de estos métodos depende básicamente de su desempeño en la recolección de PM retenida en la superficie de las hojas. En la actualidad, la hoja convencional utilizado en estudios relacionados con método de limpieza incluye uno o dos pasos, es decir sólo agua lavado (remojo y enjuague las hojas con agua desionizada)3,7 o más cepillado5, 8 , 9. sin embargo, algunos estudios10,11 han demostrado que PM en superficies de la hoja no podría ser eluido totalmente por el método de limpieza convencional. Limpieza por ultrasonidos tiene las ventajas de alta velocidad, alta calidad y poco daño a la superficie del objeto, tiene gran potencial para ser utilizado para recoger la PM retenido en la superficie de las hojas con microestructuras complejas. En la actualidad, limpieza por ultrasonidos se ha aplicado en algunos estudios para recoger PM retenido en la superficie de las hojas (es decir, poner las hojas en agua desionizada y uso el limpiador ultrasónico a fin de eluir PM)12,13. Sin embargo, este método sólo se utiliza como complemento de una hoja de limpieza método, aunque no se conoce si la limpieza por ultrasonidos tiene un efecto positivo en la recogida de PM de las hojas y sus parámetros de funcionamiento óptimo no son también claras. Nuestra investigación anterior ha demostrado que la PM retenido en la superficie de la hoja de Ginkgo biloba podría ser Eluya completamente sin destruir la superficie de las hojas, si un procedimiento adecuado de limpieza ultrasónico fue suplido al método convencional de limpieza11 . Sin embargo, la estabilidad y la aplicabilidad general de la limpieza por ultrasonidos parámetros (energía ultrasónica, tiempo y otra información) para diferentes especies de plantas experimentan períodos de retención de polvo diferentes son todavía no claros.

En la actualidad, la masa de PM2.5y PM10TSP en unidad de área de hoja a menudo se ha utilizado para evaluar las habilidades de diversa especie del árbol para quitar PM de aire ambiente14,15. Bajo las condiciones naturales, el PM retenido en la superficie de las hojas se puede clasificar en dos partes: la primera parte es de la PM que puede caer hojas debido a los efectos de viento y lluvia, mientras que la otra parte es de la PM que se adhiere firmemente a la hoja de las superficies ya no ea sily lavada por la lluvia. Sin embargo, pocos estudios se han centrado en la masa de ambos tipos de PM en las hojas. Además, los períodos de retención de PM de hojas en diferentes estudios difieren enormemente. Así, la comparabilidad de los resultados de estos estudios será pobre, si se adopta la masa de PM retenido en la unidad de área de hoja para evaluar las capacidades de eliminación de PM de árboles16. En consecuencia, la eficiencia de retención de PM (la masa de PM retenido en la unidad de superficie foliar por unidad de tiempo), como alternativa, se propuso evaluar los efectos de la purificación de PM de árboles urbanos5,17. En general, todavía hay una falta de investigación en este aspecto. Es extremadamente necesario para llevar a cabo los estudios pertinentes por diversas especies del árbol prestar apoyan metodológico basic y datos para evaluar con precisión las capacidades de eliminación de PM de diversa especie del árbol.

Aquí, tres especies de árboles de hoja ancha (g. biloba, Sophora japonicay Salix babylonica) y dos especies de árbol de needleleaf (Pinus tabuliformis y Sabina chinensis) fueron seleccionadas para evaluar su retiro de PM habilidades en dos períodos de retención de PM. El sitio de muestreo de hojas fue en Parque Xitucheng (39,97 ° N, 116,36 ° E), situado en una zona con fuerte contaminación en Beijing. Los tres objetivos específicos de este estudio fueron: (1) para evaluar la eficacia de la hoja de diferentes métodos (limpieza del agua (WC), limpieza con cepillo (A.C.) y limpieza ultrasónica (UC)) en liberador de la PM en las hojas, (2) para verificar el efecto de limpieza por ultrasonidos en de limpieza liberador de PM y (3) para evaluar la eficiencia de retención de diversa especie del árbol PM1, PM2.5, PM5, PM10, y TSP.

Protocol

1. hoja de recogida, elución y medición de la masa de PM Seleccione cinco árboles individuales saludables (es decir, cinco repeticiones) de cada especie de árbol con diámetro similar a la altura del pecho. Recoger cuatro ramas más grandes al azar de cuatro direcciones de la cubierta exterior de la capa de dosel medio y corte todas las hojas intactas.Nota: Todas las plantas para el muestreo foliar deben estar ubicadas cerca en una franja verde con longitud y anchura de unos 250 y 60 m, respect…

Representative Results

Las retenidas en la superficie de las hojas de la tarde tenía dos tipos bajo condiciones naturales. El PM se cae fácilmente por las lluvias y viento en condiciones naturales se define como la materia de partículas fácilmente extraíble (ERP). Este tipo de PM estuvo representado por el PM eluida por WC en este estudio. La PM que se adhiere firmemente a la hoja de las superficies y no puede ser fácilmente lavada por BC y UC se define como la materia de partículas difíciles de elimina…

Discussion

Precisa y adecuada la PM retenido en la superficie de las hojas es la base para la evaluación de las capacidades de eliminación de PM de diversa especie del árbol. Sin embargo, el método convencional de limpieza (WC o más BC) no se puede quitar completamente el polvo de las hojas, que ha sido confirmado por análisis de microscopía electrónica10. Esto fue demostrado más claramente por el presente estudio (figura 1, figura 2,<stron…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue financiado por los fondos de investigación fundamentales para la Universidad Central (2017ZY21) y la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (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

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Cite This Article
Liu, J., Zhang, R., Liu, H., Duan, J., Kang, J., Guo, Z., Xi, B., Cao, Z. Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves. J. Vis. Exp. (140), e58026, doi:10.3791/58026 (2018).

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