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Avaliar as habilidades de remoção de partículas de árvore folhas

Published: October 7, 2018 doi: 10.3791/58026
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1, 1, 1, 1, 2
1Key Laboratory of Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, 2School of Environment, Key Laboratory for Yellow River and Huai River Water Environment and Pollution Control, Ministry of Education, Henan Key Laboratory for Environmental Pollution Control, Henan Normal University
* These authors contributed equally

Summary

O método de limpeza ultra-sônica aplicou-se para eluir a matéria particulada (MP) retida nas superfícies da folha depois de PM foi eluída pelos métodos convencionais de limpeza (limpeza somente de água ou água de limpeza mais escova de limpeza). A metodologia pode ajudar a melhorar a precisão da estimativa para a capacidade de retenção de PM de folhas.

Abstract

Baseia-se os métodos convencionais de limpeza (água de limpeza (WC) + escova de limpeza (BC)), este estudo avaliou a influência da limpeza ultra-sônica (UC) na coleta de vários tamanho partículas (PM) retidas nas superfícies da folha. Nós caracteriza-se ainda mais a eficiência de retenção de folhas de vários tamanhos PM, que ajudarão a avaliar as habilidades de árvores urbanas para remover o PM do ar ambiente, quantitativamente.

Tomar três espécies de árvores de folhas largas (Ginkgo biloba, Sophora japonica e o Salix babylonica) e dois needleleaf espécies de árvores (Pinus tabuliformis e Sabina chinensis) como os objetos de pesquisa, as amostras de folhas foram coletados (curto período de retenção de PM) de 4 dias e 14 dias (longo período de retenção de PM) após as chuvas mais recentes. PM retido nas superfícies da folha foi coletado por meio de WC, BC e UC em sequência. Em seguida, as eficiências de retenção de folhas (AEfolha) para três tipos de vários PM porte, incluindo PM facilmente removível (ERP), difícil de remover (DRP) e totalmente removível (TRP), foram calculadas. Apenas cerca de 23% - 45% do total PM retido em folhas pode ser limpos e coletados pelo WC. Quando as folhas foram limpas através de WC + BC, a subestimação da capacidade de retenção de espécies arbóreas diferentes PM estava na faixa de 29% - 46% para vários tamanhos PM. quase todos os PM retida nas folhas pode ser removido se UC foi completada para WC + BC.

Em conclusão, se a UC foi complementada após os métodos convencionais de limpeza, mais PM nas superfícies da folha pode ser eluída e coletado. O procedimento desenvolvido neste estudo pode ser usado para avaliar a capacidade de remoção de PM de espécies de árvores diferentes.

Introduction

As habilidades de espécies arbóreas diferentes para remover o PM do ar ambiente podem ser avaliadas por meio de quantificar a massa de PM retido nas superfícies da folha. Para alcançar este objetivo, o método de subtração1,2, a membrana filtro método3,4,5e o método de eluição-pesagem juntamente com a análise de tamanho de partícula6 foram aplicado para estimar quantitativamente a massa de PM2.5 (diâmetro ≤ 2,5 µm), PM10 (diâmetro ≤ 10 µm) ou total de partículas suspensas (TSP) retida nas folhas. No entanto, a precisão desses métodos depende basicamente seu desempenho na coleta PM retido nas superfícies da folha. Atualmente, a folha convencional método usado frequentemente em estudos relacionados de limpeza inclui uma ou duas etapas, ou seja apenas água de lavagem (embeber e enxágue folhas usando água desionizada)3,7 ou mais escovação5, 8 , 9. no entanto, alguns estudos10,11 demonstraram que PM em superfícies da folha não poderia ser totalmente eluída pelo método convencional de limpeza. Como limpeza ultra-sônica tem as vantagens da alta velocidade, alta qualidade e pouco dano à superfície do objeto, que tem grande potencial para ser usado para coletar o PM retido nas superfícies da folha com microestruturas complexas. Actualmente, a limpeza ultra-sônica foi aplicada em alguns estudos para coletar PM retido nas superfícies da folha (ou seja, colocar as folhas em água desionizada e usar o líquido de limpeza ultra-sônico para eluir PM)12,13. No entanto, este método só é usado como um suplemento para uma folha de limpeza método, enquanto não se sabe se a limpeza ultra-sônica tem um efeito positivo na coleta de PM de superfícies da folha e seus parâmetros de funcionamento ideais também não são claros. Nossa pesquisa anterior mostrou que a PM retido na superfície da folha de Ginkgo biloba pode ser completamente eluída sem destruir as superfícies da folha, se um procedimento correto de limpeza ultra-sônica foi complementado para o método convencional de limpeza11 . No entanto, a estabilidade e a aplicabilidade geral das operações de limpeza ultra-sônico parâmetros (poder ultra-sônico, tempo e outras informações) para diferentes espécies de plantas experimentando períodos de retenção de poeira diferentes são ainda não está claros.

Atualmente, a massa de PM2.5, PM10ou TSP na área foliar de unidade muitas vezes tem sido utilizada para avaliar as habilidades das espécies arbóreas diferentes para remover PM ar ambiente14,15. Sob a condição natural, o PM retido nas superfícies da folha pode ser classificado em duas partes: a primeira parte é o PM que pode cair folhas devido aos efeitos de vento e chuva, enquanto a outra parte é o PM que está firmemente aderido para folha de superfícies e não pode ser ea esquesito lavado pela chuva. No entanto, poucos estudos têm incidido sobre a massa de ambos os tipos de PM em superfícies da folha. Além disso, os períodos de retenção de PM de folhas em diferentes estudos diferem enormemente. Assim, a comparabilidade dos resultados destes estudos será pobre, se a massa do PM retido na área foliar de unidade é adotada para avaliar as habilidades de remoção de PM de árvores16. Consequentemente, a eficiência de retenção PM (a massa de PM retido na área foliar de unidade por unidade de tempo), como uma alternativa, foi proposto para avaliar os efeitos de purificação de PM de árvores urbanas5,17. Em geral, ainda há uma falta de pesquisa neste aspecto. É extremamente necessário efectuar estudos relevantes para espécies de árvores diferentes fornecer dados e metodológica basic suportam para avaliar as habilidades de remoção de PM de espécies arbóreas diferentes com precisão.

Aqui, três espécies de árvores de folhas largas (g. biloba, Sophora japonicae Salix babylonica) e duas espécies de árvore needleleaf (Pinus tabuliformis e Sabina chinensis) foram selecionadas para avaliar a sua remoção da PM habilidades em dois períodos de retenção de PM. O local de amostragem de folha foi no parque de Xitucheng (39,97 ° N, 116,36 ° E), localizado em uma área com forte poluição em Pequim. Os três objectivos específicos deste estudo foram: (1) para avaliar a eficiência de diferentes folhas de limpeza métodos (água de limpeza (WC), escova de limpeza (BC) e limpeza ultra-sônica (UC)) na eluição da PM em folhas, (2) para verificar o efeito de limpeza ultra-sônica em PM, de eluição e (3) para avaliar a eficiência de retenção de espécies de árvores diferentes para PM1, PM2.5, PM5, PM10e TSP.

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Protocol

1. folha de coleta, eluição e medição de massa PM

  1. Selecione cinco árvores saudáveis individuais (ou seja, cinco repetições) de cada espécie de árvore com diâmetro semelhante à altura do peito. Coletar quatro ramos maiores aleatoriamente de quatro direções do dossel exterior na camada média do dossel e cortar todas as folhas intactas.
    Nota: Todas as plantas para amostragem de folha devem estar localizadas perto em uma tira de ecologização com comprimento e largura de cerca 60 e 250 m, respectivamente, para garantir que as condições de ambiente (vento, luz e chuva) destas árvores são semelhantes. As folhas usadas no protocolo foram coletadas no dia 15 de outubro (período de retenção (SDR) de poeira curto) e 25 de outubro (longo período de retenção (LDR) pó) em 2014, que eram 4 e 14 dias após a última precipitação (> 15 mm), respectivamente. Os níveis médios de PM sob a curto e longo poeira período de retenção (ou seja, a duração entre o último índice pluviométrico e o tempo de amostragem de folha) em nosso experimento foram 26 (PM2.5), 57 (PM10) e 111 (PM2.5), 160 µ g/m3 (PM10), respectivamente.
    1. Coloque as folhas amostradas em sacos etiquetados válvula e transportar os sacos para o laboratório imediatamente. Armazene as amostras de folha na geladeira.
  2. Lave e seque os copos no forno 80 ° C. Equilibrar os copos à temperatura e umidade e pesar o béquer vazio (W-1).
  3. Aleatoriamente, selecione uma certa quantidade de folhas de amostras de folha e coloque as folhas em um copo de 1000 mL (copo A).
    Nota: A área foliar é sobre 2000 cm2, que pode garantir que todas as folhas podem ser completamente imerso na água e a poeira eluted tem peso suficiente para pesar com precisão.
  4. Adicionem o béquer A 270 mL de água desionizada e mergulhe as folhas na água completamente.
    1. Misture a água por 60 s com uma vareta de vidro em uma direção (frequência: 2 segundos para um turno). Depois, despeje o eluente três copos pequenos de 100 mL (copo um) uniformemente.
    2. Lave as folhas usando uma garrafa com ponta fina com 30 mL de água desionizada e transferir as folhas lavadas para uma proveta de 1000 mL (copo B). Despeje o eluente três copo pequeno de 100 mL (copo um) uniformemente.
  5. Adicionar 270 mL de água desionizada ao béquer B e mergulhe as folhas na água novamente. Em seguida, use uma escova de nylon para limpar a superfície da folha (colocação na placa plana fina de plástico) com água desionizada e evitar destruir a microestrutura da superfície foliar. Despeje o eluente em três pequenos copos de vidro 100 mL (copo b).
    1. Lave as folhas usando a garrafa squeezable com ponta fina com 30 mL de água desionizada e transferir as folhas para um copo de 1000 mL (copo C). Despeje o eluente três copo pequeno de 100 mL (copo b).
  6. Adicionar 270 mL de água desionizada ao copo C e mergulhe as folhas na água novamente.
    1. Colocar o recipiente de vidro dentro da máquina de limpeza ultra-sônico. Usando um poder ultra-sônico de 500 W, limpo por 3 min e 10 min para as folhas das espécies arbóreas broadleaf e needleleaf, respectivamente. Agitar as folhas com uma vareta de vidro em uma direção (frequência: 2 segundos por um círculo) simultaneamente.
    2. Lave as folhas usando a garrafa squeezable com ponta fina com 30 mL de água desionizada e despeje o eluente em três pequenos copos de vidro 100 mL (copo c).
  7. Cobrir um pedaço de papel de filtro limpo (diâmetro = 11 cm, área = 94,99 cm2) em cada copo (a, b, c) e secar os copos no forno 80 ° C durante cerca de 5 dias, até que a massa do béquer torna-se constante.
    1. Coloque os copos em uma câmara de equilíbrio para equilibrar a temperatura e umidade por 30 min e pesar a massa de cada béquer de 100 mL (W-2). Calcule a massa do PM eluída a cada passo de limpeza por W2-W1.

2. medição da distribuição de tamanho de PM e área foliar

  1. Adicionar 50 mL de água desionizada para cada copo de pesada (a, b, c) acima mencionado e coloque estes copos em uma máquina de limpeza ultra-sônico por 30 min até o PM dispersa em água desionizada.
  2. Adicionar o sobrenadante no copo (a, b, c) para o instrumento de granularidade de laser e medir a distribuição de tamanho de PM eluída por diferentes etapas de limpeza.
    1. Assumir as percentagens de volume medido para ser percentagens em massa (Q) de partículas de diferentes tamanhos. Calcule a proporção de partículas de diferentes tamanhos eluída a cada passo de limpeza pela equação (1):
      Equation 1(1)
      onde P,i, j representa a proporção em massa (%) das partículas dentro da classe de diâmetro j eluída das superfícies da folha por etapa a limpeza eu; W representa a massa total (g) de todas as partículas de tamanhos eluída por etapa a limpeza eu; Qi, j representa a percentagem em massa (%) das partículas dentro da classe de diâmetro j na massa total PM eluída por etapa a limpeza eu; i é a etapa de limpeza (i.e., WC, BC e UC); j é a classe de diâmetro, que foi definida para d ≤ 1 µm (PM1), 1 < d ≤ 2,5 µm (PM1-2,5), 2.5 < d ≤ 5 µm (PM2.5-5), 5 < d ≤ 10 µm (PM5-10), d > 10 µm (PM> 10) no presente estudo.
  3. Propagação folhas no plástico da placa e digitalizar as folhas com um scanner de alta qualidade. Use o software de análise automática de imagens para estimar a área de superfície e área projetada de folhas.
    Nota: O protocolo pode ser pausado aqui.

3. análise e apresentação de dados

  1. Calcular o total removível partículas em suspensão (TRP) como a soma do ERP e do DRP, o que pode ser eluída por WC + BC + UC.
  2. Em períodos de retenção de poeira diferentes, calcule a massa total da PM dentro de uma classe de specificdiameter retida nas folhas, como a soma da massa da PM dentro da classe de diâmetro correspondente eluída pelas diferentes etapas de limpeza (i.e., WC, BC e UC).
    1. Usando esses dados e os dados de área de folha, calcule a eficiência de retenção (AEfolha) das partículas de vários tamanhos na superfície de folha unitária através da equação (2):
      Equation 2(2)
      LZj e SZj Cadê a massa (g) das partículas dentro da classe de diâmetro j retidos na área foliar de unidade sob os períodos de LDR e SDR, respectivamente; LT e ST são os números de dias nos períodos de LDR e SDR, respectivamente.
  3. Realizar todas as análises estatísticas com o software SPSS.
    1. Use o teste de Kolmogorov-Smirnov e o teste de Levene para verificar as hipóteses de ANOVA de normalidade e a homogeneidade das variâncias, respectivamente, para as percentagens de eluição de partículas de tamanhos diferentes e os dados de capacidade de retenção de PM.
    2. Aplique One-Way ANOVA para investigar os efeitos das diferentes etapas limpeza sobre as percentagens de eluição das partículas de tamanhos diferentes em diferentes períodos de retenção de poeira. Use o teste de Duncan (P = 0,05) para detectar as diferenças significativas entre as diferentes etapas de limpeza.

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Representative Results

O PM retido nas superfícies da folha tinha dois tipos em condições naturais. O PM cai facilmente por chuva e vento em condições naturais é definido como a matéria particulada facilmente removível (ERP). Este tipo de PM foi representado pelo PM eluída por WC neste estudo. O PM que adere firmemente para folha de superfícies e não pode ser facilmente lavado pelo BC e UC é definido como o difícil de remover partículas em suspensão (DRP). Este tipo de PM não pode ser eluído por vento e chuva natural.

Houve uma diferença significativa entre as espécies de árvore de cinco nas proporções em massa de vários tamanho PM eluída por diferentes etapas de limpeza. O resultado mostrou que um grande número de diferente tamanho PM foram eluída da superfície foliar pelo WC (Figura 1, Figura 2, Figura 3, Figura 4e Figura 5). A média eluída proporções (ERP) de vários tamanho PM das espécies cinco arbóreas eram 31% e 35% sob o SDR e LDR, respectivamente (Figura 6).

Além disso, o WC mostrou um efeito mais forte na PM de eluição na parte needleleaf espécies de árvores (p. tabuliformis e s. chinensis), especialmente para s. chinensis sob o período LDR. Como tal, a percentagem de eluição do WC foi significativamente maior do que a do BC e UC (P < 0,05) para todos tamanho PM exceto PM> 10. Depois de limpar as folhas por A.C., grandes frações de vários tamanhos PM também foram eluídas, que foram 28% e 29% sob os períodos SDR e LDR, respectivamente. Semelhante ao WC, o efeito mais distinto de eluição do BC foi observado para japonica de S.. A percentagem de eluição do BC foi significativamente maior que a de WC (P < 0,05) para todas as frações da PM sob o SDR e o LDR períodos. Além disso, o efeito de eluição do BC foi significativamente maior que a de UC (P < 0,05) exceto PM com diâmetro < 5 µm (Figura 6). Embora uma grande fração da PM pode ser eluída da superfície foliar por WC + BC, um PM com diâmetros menores ainda aderiu em superfícies da folha. Posteriormente, quando UC foi aplicado às folhas limpas, o PM residual retida nas superfícies da folha foram eluídos completamente (Figura 1, Figura 2, Figura 3, Figura 4, e Figura 5), e as proporções de eluição foram 41% sob SDR e 36% sob LDR (Figura 6). Além disso, a percentagem de eluição de pequeno porte PM foi maior quando a UC foi aplicada. Consequentemente, a massa do PM seria subestimar aparentemente, se o método de eluição convencional só foi adoptado para Eluir o PM nas folhas. Especialmente para S. babylonica, as proporções eluted médias de PM em todas as classes de diâmetro poderia ser subestimadas por 46%, que era maior do que para p. tabuliformis (43%), g. biloba (42%), japonica do S. (31%), e S. chinensis (29%).

A AEfolha de diferentes tipos de PM das espécies cinco arbóreas é mostrado na tabela 1. Havia uma grande diferença na eficiência de retenção calculada por dois métodos diferentes. Comparado com o resultado estimado pela equação (2), a AEfolha calculada pela equação (3): eficiência de retenção (mg/m2·d-1) = massa da PM em uma unidade de área foliar (mg/m2) foi o período de retenção de poeira (d) cerca de 5 vezes maior. Especialmente para japonica S., o PM1 de ERP calculado pela equação (3) foi 18.94 vezes maior do que o calculado pela equação (2). Neste estudo, para o ERP, o TSP AEfolha de espécies de árvores diferentes variaram entre 12.69 e 34.69 mg·m-2·d-1 e diminuiu na seguinte ordem: p. tabuliformis > S. babylonica > G. biloba > japonica S. > S. chinensis. Enquanto em um estudo anterior, o TSP AEfolha de espécies de árvores diferentes variaram entre 35.27 e 85.79 mg·m-2·d-1 e diminuiu na seguinte ordem: japonica S. > S. chinensis > S . babylonica > p. tabuliformis > g. biloba. A eficiência de retenção de espécies de árvores diferentes em reter várias PM porte de diferentes tipos (ERP, DRP, TRP) também pode variar. Neste estudo, japonica S. exibiu a maior AEfolha em reter o TRP de PM1 e PM2.5, que eram 4.3 e 21,91 mg/m2·d-1, respectivamente. S. babylonica tinha a maior AEfolha em reter o TRP de PM5 (40,98 mg/m2·d-1) e PM10 (62,01 mg/m2·d-1). Além disso, S. chinensis pode reter mais ERP de PM1e PM2.5PM5 do que as outras espécies de árvore.

Figure 1
Figura 1 : O resíduo de partículas em suspensão na folhas de Ginkgo biloba após etapas diferentes de eluição. A e B representam os lados superiores e inferiores das folhas de Ginkgo biloba. Diferentes números representam etapas diferentes de eluição. (1: sem limpeza; 2: fonte de água limpeza; 3: água de limpeza + escova de limpeza; 4. água de limpeza + escova de limpeza + limpeza ultra-sônica). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2 : O resíduo de partículas em suspensão na folhas de Pinus tabuliformis após as etapas diferentes de eluição. A e B representam os lados côncavos e convexos de folhas de Pinus tabuliformis. Diferentes números representam etapas diferentes de eluição. (1: sem limpeza; 2: fonte de água limpeza; 3: água de limpeza + escova de limpeza; 4. água de limpeza + escova de limpeza + limpeza ultra-sônica). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3 : O resíduo de partículas em suspensão na deixa de Sophora japonica após etapas diferentes de eluição. A e B representam os lados superiores e inferiores das folhas de Sophora japonica. Diferentes números representam etapas diferentes de eluição. (1: sem limpeza; 2: fonte de água limpeza; 3: água de limpeza + escova de limpeza; 4. água de limpeza + escova de limpeza + limpeza ultra-sônica). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4 : O resíduo de partículas em suspensão na deixa de Salix babylonica após etapas diferentes de eluição. A e B representam os lados superiores e inferiores das folhas de Salix babylonica. Diferentes números representam etapas diferentes de eluição. (1: sem limpeza; 2: fonte de água limpeza; 3: água de limpeza + escova de limpeza; 4. água de limpeza + escova de limpeza + limpeza ultra-sônica). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 5
Figura 5 : O resíduo de matéria particulada em folhas de Sabina chinensis após etapas diferentes de eluição. A e o B defende o cónico e escala-formulário folhas de Sabina chinensis. Diferentes números representam etapas diferentes de eluição. (1: sem limpeza; 2: fonte de água limpeza; 3: água de limpeza + escova de limpeza; 4. água de limpeza + escova de limpeza + limpeza ultra-sônica). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 6
Figura 6 : As proporções em massa dos vários tamanho partículas retidas nas folhas de espécies de árvores diferentes. A e B stand para short (SDR) e períodos de retenção de poeira (LDR) longos, respectivamente. WC, BC e UC stand para a fonte de água de limpeza, escova de limpeza e limpeza ultra-sônica, respectivamente. Dados são média ± SE. Different letras (a, b, c) acima da barra de dados indicam diferença significativa (P < 0,05) entre as diferentes etapas de limpeza sobre as percentagens de eluição das partículas de diferentes tamanhos em períodos de retenção de poeira diferentes, de acordo com o teste de Duncan. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Table 1
Tabela 1: A massa de diferentes tipos de PM retidos na área foliar de unidade. ERP, DRP e TR defendem a capacidade de retenção de poeira facilmente removível, a capacidade de retenção de poeira difícil de remover e a capacidade de retenção de poeiras totais, respectivamente. Equação (2): eficiência de retenção (mg/m2·d-1) = a massa de subtrair da PM na área foliar de unidade sob os períodos LDR e SDR (mg/m2) / a duração de retenção de poeira entre os períodos de LDR e SDR (d); Equação (3): eficiência de retenção (mg/m2·d-1) = massa da PM em uma unidade de área foliar (mg/m2) / a duração de retenção de poeira (d).

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Discussion

Coleção exata e adequada da PM retido nas superfícies da folha é a base para avaliar as habilidades de remoção de PM de espécies de árvores diferentes. No entanto, o método convencional de limpeza (WC ou mais BC) não pode remover completamente o pó em superfícies da folha, que foi confirmado pela verificação de microscopia eletrônica10. Isto foi demonstrado mais claramente no presente estudo (Figura 1, Figura 2, Figura 3, Figura 4e Figura 5). Nosso estudo mostra que, se apenas WC foi aplicado às folhas limpas, o PM na superfície foliar iria ser subestimado por cerca de 69% e 65% sob os períodos SDR e LDR, respectivamente. Isso quer dizer, um curto período de chuvas, com uma certa intensidade poderia apenas eluir 31% e 35% da PM de superfícies da folha. Além disso, estudos anteriores mostraram que um curta e pesadas chuvas só poderiam eluir 50% e 62% da PM das folhas da Ligustrum lucidum e Viburnum odoratissimum, respectivamente,18. No entanto, a influência da precipitação sobre o PM retido em superfícies de folha de p. tabuliformis de eluição não era evidente. Consequentemente, sob condições naturais, apenas uma pequena parte do PM na superfície foliar pode ser eluída por precipitação. Quando o WC e BC foram aplicados às folhas limpas, a percentagem de eluição da PM teria também ser subestimada por cerca de 41% e 36% sob os períodos SDR e LDR, respectivamente. No entanto, mais PM poderia ser eluída e coletado de superfície foliar após completar UC para WC + BC para a limpeza de folhas. Assim, para a quantificação de imparcial e exata dos PM retido pelas folhas, é necessário e crucial para adicionar UC à folha convencional método de limpeza.

Actualmente, a maioria dos estudos utilizando a capacidade de retenção de PM retido nas superfícies da folha para avaliar as habilidades de remoção de partículas de árvores. Embora este indicador é conveniente para avaliar as habilidades de remoção de PM sob a mesma duração de retenção, haverá grande diferença nas capacidades de retenção da mesma espécie árvore sob durações de retenção de poeira diferentes. Assim, foi proposto em alguns estudos que a eficiência de retenção (a massa de PM retido em uma unidade de área foliar por unidade de tempo) deve ser aplicada para avaliar as habilidades de remoção de planta PM, como isto pode eliminar o desvio de avaliação da capacidade de remoção de PM devido a dif ference na duração de retenção de poeira. No entanto, estes estudos negligenciado o fato de que apenas uma pequena parte do PM na superfície foliar pode ser eluída por precipitação. Além disso, este método pode resultar em superestimação de cinco vezes as capacidades de remoção de PM de árvores, de acordo com os resultados deste estudo (tabela 1). Por esta razão, o método de cálculo da equação (2) deve ser aplicado para avaliar com precisão as PM habilidades de remoção de árvores.

Quando o método de eluição PM proposto neste estudo foi usado para determinar a massa do PM em superfícies da folha, cada etapa experimental deve ser precisos e evitar os erros causados por fatores humanos tanto quanto possível. Por exemplo, o número de folhas para cada experimento depende da situação específica, e deve ser determinado pela especificação do instrumento do experimento, a duração de retenção de poeira, parâmetro ultra-sônica e outros fatores. Levando o parâmetro ultra-sônica como exemplo, a duração de limpeza ultra-sônica e a velocidade de centrifugação devem ser determinadas por vários experimentos preliminares para assegurar que o erro experimental está dentro do intervalo aceitável. Além disso, a quantidade de água desionizada, usada para a eluição também deve ser ajustada de acordo com a massa da PM. Além disso, cada copo pequeno cheio de eluente, enquanto está secando no forno, deve ser coberto com um pedaço de papel de filtro limpo para evitar a poluição da poeira. Em breve, cada passo no experimento deve ser operado com cuidado a fim de repetir o método proposto com precisão.

É extremamente necessário e crucial para complementar o procedimento de limpeza ultra-sônico à folha convencional método, de limpeza, para que o PM habilidades de remoção de árvores podem ser avaliadas com mais precisão e quantitativamente. A fim de comparar com precisão as habilidades de remoção de PM de espécies de árvores diferentes, experimentando durações de retenção de poeira diferentes, a eficiência de retenção deve ser calculada usando o método proposto neste estudo (equação (2)). Nosso protocolo abrangente proposto será útil para avaliar as habilidades de purificação de PM de árvores urbanas e florestas de forma precisa, imparcial e exata.

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Disclosures

Os autores não têm nada para divulgar.

Acknowledgments

Este trabalho foi financiado pelos fundos de pesquisa Fundamental para as universidades Central (2017ZY21) e a Fundação Nacional de ciências naturais da China (21607038).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Ciências ambientais questão 140 partículas distribuição granulométrica capacidade de retenção eficiência de retenção folhas de árvores limpeza ultra-sônica
Avaliar as habilidades de remoção de partículas de árvore folhas
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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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