榆樹用于北京山區(qū)建筑工程施工大氣污染修復(fù)的可行性論述①

石磊娜

(北京北控京奧建設(shè)有限公司環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展工作組 北京 102100)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市環(huán)境污染也在加重，越來越多的人選擇到市郊生活或者進(jìn)行娛樂活動(dòng)，因此市郊工程建設(shè)也愈演愈烈，大氣污染也隨之而來。有害氣體和高濃度二氧化碳不僅危害環(huán)境，還威脅到人們的健康。為了緩解工程建設(shè)對(duì)北京山區(qū)大氣環(huán)境的污染，我們有必要采取一些措施來應(yīng)對(duì)這個(gè)問題。在眾多環(huán)境修復(fù)方式中，植物修復(fù)是一個(gè)很重要的方式，植物修復(fù)具有綠色、低耗、安全及可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，是最經(jīng)濟(jì)有效的大氣污染修復(fù)措施。本文通過研究北京鄉(xiāng)土樹種榆樹對(duì)北京山區(qū)大氣污染修復(fù)作用，得出結(jié)論，為山區(qū)工程建設(shè)大氣污染修復(fù)提供思路。

1 榆樹的形態(tài)特征、生理特性及建筑工程大氣污染現(xiàn)狀

1.1 榆樹的主要形態(tài)特征

落葉喬木，樹高可達(dá)25m，但在干瘠之地長(zhǎng)成灌木；幼樹樹皮平滑，灰褐色或淺灰色，大樹之皮暗灰色，不規(guī)則深縱裂，粗糙；小枝無毛或有毛，有散生皮孔。冬芽?jī)?nèi)層芽鱗邊緣有長(zhǎng)柔毛。葉橢圓狀卵形、長(zhǎng)卵形、橢圓狀披針形或卵狀披針形，先端漸尖或長(zhǎng)漸尖，葉面平滑無毛，幼葉背面有短柔毛，后變無毛或部分脈腋有簇生毛，葉脈上面有短柔毛，邊緣具重鋸齒或單鋸齒，花先葉開放，在生枝的葉腋成簇生狀。翅果近圓形，稀倒卵狀圓形，除頂端缺口柱頭面被毛外，余處無毛，果核成熟前后其色與果翅相同，初淡綠色，后白黃色，宿存花被無毛，4淺裂，裂片邊緣有毛，果梗較花被為短[1]。

1.2 榆樹的生理特性

榆樹生于海拔1000～2500m以下的山坡、山谷、川地、丘陵及沙崗等處，陽性樹種，喜光，耐旱，耐寒，耐瘠薄，不擇土壤，適應(yīng)性很強(qiáng)。根系發(fā)達(dá)，抗風(fēng)力、保土力強(qiáng)。萌芽力強(qiáng)，耐修剪。生長(zhǎng)快，壽命長(zhǎng)，可達(dá)百年以上[2]。榆樹分布于東北、華北、西北及西南各省區(qū)，為北京地區(qū)鄉(xiāng)土樹種。

1.3 建筑工程施工大氣污染現(xiàn)狀

建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的大氣環(huán)境污染主要包括：（1）土方施工造成的揚(yáng)塵；（2）建筑材料揚(yáng)塵，如水泥、沙子、碎石、粉煤灰、石灰等；（3）路面清掃、機(jī)動(dòng)車輛行駛、渣土運(yùn)輸車輛撒漏等造成的揚(yáng)塵；（4）土方、材料運(yùn)輸車輛（機(jī)動(dòng)車輛）尾氣，其中主要污染氣體為碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含鉛化合物及固體顆粒物等[3]；（5）柴油發(fā)電機(jī)排放的尾氣，主要污染氣體為一氧化碳、烴類、二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等[4]；（6）瀝青煙內(nèi)含大量多環(huán)芳烴及少量氧、氮、硫的雜環(huán)混合物[5]；（7）二氧化碳本身是無毒氣體，但高濃度二氧化碳就會(huì)危害大氣環(huán)境甚至是人的身體健康，研究表明，當(dāng)空氣中二氧化碳濃度達(dá)到0.05%時(shí)就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，在工業(yè)發(fā)達(dá)和人口密集的城市，二氧化碳濃度常達(dá)0.05%～0.07%[1]，工程建設(shè)中各種機(jī)械設(shè)備的使用都會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳。

綜合上述我們可以發(fā)現(xiàn)施工場(chǎng)地大氣環(huán)境污染主要包括揚(yáng)塵污染、二氧化硫污染、重金屬污染、碳?xì)浠衔镂廴尽⒌趸衔镂廴炯案邼舛榷趸嘉廴?。要想利用植物修?fù)建筑工程施工帶來的大氣污染，首先需要利用植物來吸收固定上述幾種大氣污染成分。

2 榆樹的修復(fù)作用

2.1 榆樹對(duì)北京山區(qū)氣候的適應(yīng)性

植物要想充分發(fā)揮它的環(huán)境修復(fù)作用，首先要有良好的生長(zhǎng)狀況。北京山地風(fēng)大，而榆樹根系發(fā)達(dá)，可起到防風(fēng)固沙作用，具有保持水土的功能；北京山區(qū)最冷月出現(xiàn)在1月，月平均氣溫在-8.36℃，月均極端最低氣溫-11.20℃，榆樹能耐受零下幾度的溫度，對(duì)北京山區(qū)干冷氣候有一定的耐受作用；北京山地降水特點(diǎn)是總體降水少，全年降水夏季多冬季少，榆樹耐干旱，能耐雨季水澇[1]；北京山區(qū)海拔0～80m之間的低山丘陵,土壤是山地褐土,土層一般較薄,石礫較多,土瘦、干旱,一般呈中性到堿性反應(yīng),pH值7.0～8.2[6],而榆樹耐瘠薄，不擇土壤，耐中度鹽堿，適宜種植在北京山區(qū)；北京山區(qū)樹木一般靠自然生長(zhǎng)，幾乎沒有人工養(yǎng)護(hù)，而榆樹作為北京地區(qū)鄉(xiāng)土樹種，適應(yīng)性強(qiáng)，生長(zhǎng)快，壽命長(zhǎng)，適宜種植在北方山區(qū)。

2.2 榆樹的滯塵作用

榆樹葉背幼時(shí)被短柔毛，之后變?yōu)闊o毛或部分脈腋有簇生毛，葉柄通常上葉面有短柔毛，對(duì)揚(yáng)塵有良好的阻擋滯留作用。楊金紅對(duì)相同環(huán)境下的山楂、夏像、黃金樹、復(fù)葉槭、北京楊、大葉白蠟等17種喬木葉片的滯塵量進(jìn)行研究，其中榆樹葉片平均滯塵量為1.89g/m2，在17種喬木中排名第三[7]；賈宗鍇等對(duì)相同環(huán)境下的國(guó)槐、懸鈴木、銀杏、榆樹、垂柳5種落葉喬木滯塵能力進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)5種樹中榆樹的吸塵能力最強(qiáng)，平均每月吸塵量可達(dá)0.88g/m2[8]；劉辰明研究了北京市典型樹種吸附PM2.5等顆粒物能力的差異性及機(jī)理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在春季和夏季榆樹葉片的單位葉面積滯塵量都比較高[9]。

2.3 榆樹對(duì)二氧化硫的抗性

榆樹葉片對(duì)二氧化硫具有抗性和吸收能力。二氧化硫大氣污染給植物正常的生理生化過程造成了一定的影響和傷害，據(jù)報(bào)道0.05～10mg/m3的二氧化硫濃度就有可能危害植物，童貫和認(rèn)為SO2大氣污染會(huì)造成榆樹葉片中葉綠素含量和可溶性糖含量的下降，研究了垂柳、加拿大楊、三角槭和白榆4種樹在收到二氧化硫污染時(shí)葉綠素和可溶性糖含量變化，其中白榆下降幅度最小，故對(duì)SO2污染抗性最強(qiáng)[10]。魯敏、姜鳳岐研究了花曲柳、桑樹、皂角、山桃、黃檗、臭椿、紫丁香、忍冬、檉柳、檜柏、枸杞、水蠟、刺槐、色赤楊、加拿大楊、黃刺枚、玫瑰、白榆、茶條槭等樹種對(duì)SO2的抗性，并將抗性分為三級(jí)，一級(jí)最強(qiáng)，三級(jí)最弱，實(shí)驗(yàn)表明白榆對(duì)SO2的抗性為一級(jí)，能正常地生活在一定濃度的SO2環(huán)境中, 基本不受傷害[11]。

2.4 榆樹對(duì)重金屬的富集能力

欒以玲等研究發(fā)現(xiàn)，在重金屬元素鎘、鉛、鋅嚴(yán)重污染的環(huán)境下，榆樹具有較強(qiáng)的重金屬富集能力，其綜合富集系數(shù)達(dá) 1.218，在供試 12個(gè)樹種中表現(xiàn)最優(yōu)[12]；程玉良等對(duì)12種道路綠化樹木葉片中重金屬含量進(jìn)行比較，運(yùn)用隸屬函數(shù)法對(duì)12種道路綠化樹木葉片重金屬含量進(jìn)行歸類,榆樹和欒樹歸為第1類[13],這說明榆樹葉片在這12種樹木中富集重金屬的能力很強(qiáng)。魯敏、李英杰對(duì)24種綠化樹種對(duì)大氣金屬污染物吸滯能力進(jìn)行研究，在24種植物中，榆樹吸收鉛的能力排第三，吸收鎘的能力排第四[14]。唐敏等研究了北京37種園林植物對(duì)鎘、鋅、鉛、銅四種重金屬的富集力，發(fā)現(xiàn)榆樹對(duì)銅的富集能力很強(qiáng)，在37種植物中排名前三，對(duì)四種重金屬的綜合富集能力排名第八[15]。

2.5 榆樹對(duì)二氧化碳的吸收能力

植物的光合作用本身就有維持生態(tài)系統(tǒng)碳氧平衡的功能，但是不同植物吸收固定二氧化碳的能力不同。陸貴巧、尹兆芳等研究了榆樹、白樺、元寶楓、雪松、杜仲、國(guó)槐六種喬木日固碳釋氧能力，結(jié)果表明，六種喬木中榆樹日固碳釋氧能力最強(qiáng)，單位葉面積吸收二氧化碳最多[16]。韓煥金研究了哈爾濱市常見的8種樹種糖槭、榆樹、白樺、山桃稠李、金銀忍冬、連翹、紫丁香、榆葉梅的固碳釋氧能力,利用LCA-4型紅外氣體分析系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)生長(zhǎng)季的觀測(cè)，以觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對(duì)8種樹種的固碳釋氧量進(jìn)行了比較，結(jié)果證明,在整個(gè)生長(zhǎng)季中榆樹固碳釋氧能力最強(qiáng)[17]。劉海濤等研究了廣玉蘭、龍爪槐、女貞、銀杏、榆樹紅、葉石楠、日本晚櫻、烏桕、香樟9種喬木夏季光合特性，研究發(fā)現(xiàn)高光合作用樹種共有3個(gè)，榆樹屬于其中之一[18]。

2.6 榆樹吸收氮氧化合物能力

造成大氣污染的氮氧化合物主要是一氧化氮和二氧化氮，而一氧化氮不穩(wěn)定，極易被氧化成二氧化氮。氮元素是所有植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素，植物可以將二氧化氮中的氮元素轉(zhuǎn)化為自身的有機(jī)成分[1]，故榆樹對(duì)空氣中的氮氧化物也有一定吸收能力。

3 結(jié)語

榆樹作為北京山區(qū)鄉(xiāng)土樹種，對(duì)北京山區(qū)氣候條件適應(yīng)能力強(qiáng)，不需要人工養(yǎng)護(hù)，耐干旱瘠薄，有良好的滯塵作用，對(duì)二氧化硫及重金屬微粒有較強(qiáng)抗性和吸收能力，固定二氧化碳能力強(qiáng)，對(duì)氮氧化物也有一定吸收能力，是較為理想的北京山區(qū)建筑工程施工大氣污染修復(fù)植物。