園林植物滯留不同粒徑大氣顆粒物的特征及規(guī)律之淺析

楊學忠

摘要：北方地區(qū)市適生的園林樹種滯塵能力有較大的差異，選擇滯塵能力強的樹種可以產(chǎn)生較大的滯塵效益。通過分析得出，葉片滯留大氣顆粒物的能力與葉片的微型態(tài)結構有關，對每一種植物進行深一步的微觀了解，可以有助于滯塵樹種的選擇。

關鍵詞：PM2.5污染 滯塵樹種 降塵和飄塵

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，北方地區(qū)的大氣環(huán)境問題愈來愈突出。目前，國內外學者在園林植物滯留大氣顆粒物機理和改善城市環(huán)境等方面進行了一些開拓性的工作影響因素（例如葉表面微形態(tài)）也有初步探討的阻滯和吸收作用仍沒有定量化的研究，只有少量的關于不同植被對PM2.5等顆粒物的阻滯和吸附的定性研究，園林植物對PM2.5的削減作用到底有多大，如何才能更有效的的發(fā)揮園林植物降低PM2.5污染的重要功能，這些還缺少必要的研究和總結。

一、材料與方法

1.樣品采集與測定

一般認為，15 mm 的降雨量就可以沖掉植物葉片的降塵，然后重新滯塵（張新獻等，1997）。于2012 年夏季雨后（雨量>15 mm）5 d、雨后（雨量>15 mm）10d對選好的樹種依據(jù)其自身特點從上、中、下不同高度采集葉片，喬木的縱向高度差距在75cm以上，灌木的縱向高度差距在25cm以上，采集時選擇生長狀態(tài)良好且具有代表性的葉片，并同時立即將葉片封存于干凈塑封袋中以防擠壓或葉毛被破壞。

2.葉片表面的電鏡掃描

本研究采用Hitachi臺式TM3000電鏡觀測葉片表面，每一觀測葉片均是在葉片上隨機裁剪的直徑小于70mm的部分葉片，選擇TM3000電鏡電壓15KV，觀測模式為分析模式，放大倍數(shù)為1200倍，存儲格式為TIFF。

3.顆粒物統(tǒng)計分析

對觀測影像上葉片顆粒物進行提取，首先利用Photo shop等軟件對影像進行增強處理，提取出顆粒物的柵格圖像，再利用Arc GIS等軟件對處理后的影像進行二值化、重分類等處理，提取出葉面顆粒物的矢量圖像，并做進一步統(tǒng)計分析處理（王蕾等，2006），得出顆粒物的不同粒徑分布情況。結果分析，植物滯留不同粒徑大氣顆粒物的分布特征分析利用Arc GIS地理信息系統(tǒng)軟件對電鏡圖像進行處理，提取出葉面顆粒物的矢量圖像，并做進一步統(tǒng)計分析處理。

4.葉表面顆粒物的體積-粒度分布

粒度分布能進一步反映不同樹種滯留顆粒物能力的大小。與葉片表面顆粒物的數(shù)量分布不同，雖然Dp>10μm（粗顆粒物）范圍內的顆粒物對總體數(shù)量的貢獻非常小，但這一粒徑范圍的顆粒物對體積的貢獻較大，9種樹種粗顆粒物的體積百分比均在20%以上，其中大葉黃楊的粗顆粒物百分比最高，達到了49%，小葉黃楊僅次大葉黃楊，為45%，說明大葉黃楊和小葉黃楊滯留粗顆粒物的能力較強；而在總體數(shù)量上貢獻較大的Dp≤2.5μm（PM2.5）范圍內的顆粒物對體積的貢獻最小，9種樹種在8.5%-17.6%之間，除月季以外9種園林植物滯留PM2.5時表時現(xiàn)出喬木比灌木的滯留能力強，這與PM2.5自身特點有關，粒徑小，懸浮于空氣中，更易被較高樹木葉片吸附和滯留；通過對比分析得出，滯留大氣顆粒物能力由高到低的微形態(tài)結構依次是蠟質結構并且這些微形態(tài)結構越密集、深淺差別越大，越有利于滯留大氣顆粒物。

5.累積滯塵規(guī)律分析

葉表面滯留顆粒物數(shù)量累積比較在相同觀測葉面積下，園林植物滯塵10d之后葉表面顆粒物數(shù)量均有所增加，增幅最大的是小葉黃楊，顆粒物總顆數(shù)增加了3.6倍，其次是大葉黃楊，增加了2.5倍，增幅最小的是月季，滯塵10d的葉表面顆粒物總顆數(shù)僅為滯塵5d時的1.06倍，兩次滯塵葉表面滯留顆粒物數(shù)量最少的均為絳柳，可能與絳柳葉片的表面結構特點、著生方式和易受風等因素影響有關。在相同觀測葉面積下，滯塵10d后9種園林植物葉表面滯留PM2.5的數(shù)量變化趨勢與葉表面滯留總顆粒物的數(shù)量變化趨勢基本一致，兩次滯塵結果均顯示葉表面滯留PM2.5的數(shù)量對葉表面滯留總顆粒物的數(shù)量貢獻較大。通過對9種園林植物滯塵10d后的葉表面顆粒物數(shù)量進行方差分析與多重比較發(fā)現(xiàn)，在相同觀測葉面積下，不同樹種滯留不同粒徑的顆粒物數(shù)量有所差異，由大到小排序：大葉黃楊>小葉黃楊>國槐>鉆石海棠>雜交馬褂木>金葉女貞>月季>銀杏>絳柳，其中，絳柳在滯留TSP、PM10和PM2.5時顆粒物數(shù)量顯著低于除銀杏之外的其它7種樹種，大葉黃楊、小葉黃楊和國槐葉表面滯留顆粒物的數(shù)量較多，并且顯著高于月季、銀杏和絳柳葉表面滯留的顆粒物數(shù)量。

二、結論與討論

通過分析得出，葉片滯留大氣顆粒物的能力與葉片的微型態(tài)結構有關，對每一種植物進行深一步的微觀了解，可以有助于滯塵樹種的選擇。由于園林植物個體葉表面特性的差異，葉片具有表面蠟質結構、表面粗糙、多皺、葉面多絨毛、分泌黏性的園林植物滯留不同粒徑大氣顆粒物的特征及規(guī)律種園林植物葉表面滯留不同粒徑顆粒物數(shù)量較滯塵5d的葉表面顆粒物數(shù)量均有所增加，方差分析結果表明絳柳滯留的顆粒物數(shù)量顯著低于除銀杏之外的其它7種樹種，大葉黃楊、小葉黃楊和國槐葉表面滯留顆粒物的數(shù)量較多，并且顯著高于月季、銀杏和絳柳葉表面滯留的顆粒物數(shù)量；滯留10d后9種園林植物葉片顆粒物總面積均未超過觀測葉面積的25%，至于葉片持續(xù)滯留顆粒物多少天后達到飽和狀態(tài)仍需進一步研究。因此，對于有利于附著細顆粒物的樹種，可在以飄塵為主的城市推廣此樹種，而有利于附著粗顆粒的樹種，可以在以降塵為主的城市推廣此樹種。如果在城市中種植滯塵能力強的樹種，再進行合理的結構設計，則對減輕城市中各種顆粒物的污染具有重要意義。

參考文獻：

[1]劉濱誼.人居環(huán)境學科群中的風景園林學科發(fā)展坐標系[J].南方建筑，2011（3）：4-5.

[2]劉濱誼.現(xiàn)代景觀規(guī)劃設計[M].第1版.南京：東南大學出版社，1999.endprint