Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

Vurdering af partikler fjernelse evner af træet blade

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

Den ultralyd rengøring metode blev anvendt til at eluere partikler (PM) bevaret på blade overflader efter PM blev elueret af de konventionelle rengøringsmetoder (vand rengøring kun eller vand rengøring plus pensel rengøring). Metoden, der kan bidrage til at forbedre skøn nøjagtighed for PM opbevaring kapacitet blade.

Abstract

Baseret på de konventionelle rengøringsmetoder (vand rengøring (WC) + pensel rengøring (BC)), vurderes denne undersøgelse indflydelse af ultralydsrengøring (UC) på at indsamle forskellige mellemstore partikler (PM) bevaret på blade overflader. Vi kendetegnet yderligere fastholdelse effektivitet af blade til forskellige størrelse PM, som vil bidrage til at vurdere evner af urban træer til at fjerne PM fra luften kvantitativt.

Under tre Bredbladet træarter (Ginkgo biloba, Sophora japonica, og Salix babylonica) og to needleleaf træarter (Pinus tabuliformis og Sabina chinensis) som forskning objekter, blev blad prøver indsamlet 4 dage (kort PM opbevaringsperioden) og 14 dage (lang PM opbevaringsperioden) efter den seneste nedbør. PM bevaret på blade overflader blev indsamlet ved hjælp af WC, BC, og UC i rækkefølge. Derefter, fastholdelse effektivitet af bladene (AEblad) til tre typer af forskellige størrelse PM, herunder let aftageligt PM (ERP), svært at fjerne PM (DRP), og helt flytbare PM (TRP), blev beregnet. Kun omkring 23% - 45% af det samlede PM bevaret på blade kunne afrenses og indsamlet af WC. Når bladene blev renset igennem WC + BC, var undervurderingen af PM opbevaring kapacitet af forskellige træarter inden for rækkevidde af 29-46% for forskellige størrelse PM. næsten alle PM bevaret på blade kunne fjernes, hvis UC blev suppleret til WC + F.kr.

Afslutningsvis, hvis UC blev suppleret efter de konventionelle rengøringsmetoder, kunne flere PM på blade overflader elueret og indsamlet. Den procedure, der er udviklet i denne undersøgelse kan bruges til at vurdere PM fjernelse evner af forskellige træarter.

Introduction

Forskellige træarter evner at fjerne PM fra luften kan vurderes gennem kvantificere massen af PM bevaret på blade overflader. For at nå dette mål, har subtraktion metode1,2, membran filter metode3,4,5, og metoden eluering-vejning kombineret med partikel størrelse analyse6 været anvendt til kvantitativt skøn massen af PM2,5 (diameter ≤ 2,5 µm), PM10 (diameter ≤ 10 µm) eller samlede suspenderede partikler (TSP) bevaret på bladene. Men nøjagtigheden af disse metoder dybest set afhænger af deres ydeevne i indsamling PM bevaret på blade overflader. På nuværende tidspunkt, konventionelle bladet rengøring metode, der anvendes i undersøgelser ofte omfatter én eller to trin, nemlig kun vand vask (soak og skyl bladene ved hjælp af deioniseret vand)3,7 eller plus børstning5, 8 , 9. men nogle undersøgelser10,11 har vist, at PM på blade overflader ikke kunne være helt elueres af den konventionelle rensemetode. Som ultralydsrengøring har fordelene ved høj hastighed, høj kvalitet og kun lidt skade overfladen af objektet, har det stort potentiale til at blive brugt til at indsamle PM bevaret på blade overflader med komplekse mikrostrukturer. I øjeblikket, ultralyd rengøring er blevet anvendt i nogle undersøgelser til at indsamle PM bevaret på blade overflader (dvs.sætte bladene i ionbyttet vand, og bruge den ultralydsrenser for at eluere PM)12,13. Denne metode bruges kun som et supplement til et blad rensemetode, mens det ikke vides om de ultralydsrengøring har en positiv effekt på at indsamle PM fra blad overflader og dens optimale driftsparametre er heller ikke klart. Vores tidligere forskning har vist, at PM bevaret på Ginkgo biloba blad overflade kunne være helt elueret uden at ødelægge blade overflader, hvis en ordentlig ultralyd rengøring procedure blev suppleret til den konventionelle rensemetode11 . Men stabilitet og almene gyldighed af den ultralydsrengøring parametre (ultralyd magt, klokkeslæt og andre oplysninger) til forskellige plantearter oplever forskellige støv lagringsperioder er stadig ikke klar.

I øjeblikket er massen af PM2,5, PM10eller tsk på blad arealenhed ofte blevet udnyttet til at vurdere forskellige træarter evner at fjerne PM fra luften14,15. Under den naturlige tilstand, PM bevaret på blade overflader kan inddeles i to dele: første del er den PM, der kan falde af blade på grund af virkningerne af vind og nedbør, mens anden del er den PM, der er stramt overholdt for at blade overflader og kan ikke være ea Sily vasket af nedbør. Imidlertid har få studier fokuseret på massen af begge typer af PM på blade overflader. Derudover varierer PM opbevaringsperioder blade i forskellige undersøgelser enormt. Sammenlignelighed af resultaterne af disse undersøgelser vil således være fattigt, hvis massen af PM beholdes på enheden blad område er vedtaget for at vurdere PM fjernelse evner træer16. Derfor, PM opbevaring effektivitet (masse PM bevaret på blad arealenhed pr. tidsenhed), som et alternativ, blev foreslået at evaluere effekterne PM rensning af urban træer5,17. Generelt er der stadig en mangel på forskning i dette aspekt. Det er yderst nødvendigt at foretage relevante undersøgelser for forskellige træarter at yde metodologisk basic og data støtte til præcist at vurdere PM fjernelse evner af forskellige træarter.

Her blev tre Bredbladet træarter (G. biloba, Sophora japonicaog Salix babylonica) og to needleleaf-træarter (Pinus tabuliformis og Sabina chinensis) udvalgt til at evaluere deres PM fjernelse evner under to PM perioder. Prøvetagningsstedet blad var i Xitucheng Park (39.97° N, 116.36° E), beliggende i et område med kraftig forurening i Beijing. De tre specifikke mål for denne undersøgelse var: (1) at vurdere effektiviteten af forskellige blade rengøringsmetoder (vand rengøring (WC), pensel rengøring (BC) og ultralydsrengøring (UC)) i eluerer PM på blade, (2) til at kontrollere virkningen af ultralyd rengøring på eluerer PM, og (3) for at vurdere forskellige træarter til PM1, PM2.5, PM5, PM10og TSP fastholdelse effektivitet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. blad samling, eluering og masse måling af PM

  1. Vælg fem sunde individuelle træer (dvs. fem replikater) for hver træart med lignende diameter i bryst højde. Indsamle fire større grene tilfældigt fra fire retninger af den ydre baldakin i det midterste baldakin lag og afskåret alle intakt blade.
    Bemærk: Alle planter til blad prøvetagning skal placeres tæt i en grønnere strip med længde og bredde på omkring 250 og 60 m, henholdsvis, for at sikre, at miljøforhold (vind, lys og regn) af disse træer er lignende. Bladene bruges i protokollen blev indsamlet på oktober 15 (kort støv (SDR) Opbevaringsperioden) og oktober 25th (længe støv (LDR) Opbevaringsperioden) i 2014, som var 4 og 14 dage efter den seneste nedbør (> 15 mm), henholdsvis. De gennemsnitlige niveauer af PM under den korte og lange støv opbevaringsperioden (dvs., varigheden mellem den sidste nedbør og blad Prøvetagningstiden) i vores eksperiment var 26 (PM2,5), 57 (PM10) og 111 (PM2,5), 160 µg/m3 (PM10), henholdsvis.
    1. Stikprøven bladene i mærket ventil tasker og transport tasker til laboratoriet straks. Gemme blad prøver i køleskabet.
  2. Vask og tør bægre i 80 ºC ovn. Reagensglasset bægre til rumtemperatur og luftfugtighed og vejer de tomme bægre (W1).
  3. Tilfældigt vælge en vis mængde af blade fra blad prøver og sætte bladene i en 1000 mL bægerglas (bægerglas A).
    Bemærk: Området blad er om 2000 cm2, som kan sikre alle blade kan være nedsænket i vandet helt og eluted støvet har tilstrækkelig vægt skal afvejes nøjagtigt.
  4. Tilføje 270 mL deioniseret vand over i bægerglasset A og fordybe blade i vandet helt.
    1. Rør vand til 60 s med en glasstav i én retning (frekvens: 2 sekunder for en rotation). Bagefter, hæld elueringsvæsken i tre 100 mL små bægre (bægerglas en) jævnt.
    2. Vaske bladene ved hjælp af en fint tippes squeeze flaske med 30 mL deioniseret vand og overføre vaskede bladene til en 1000 mL bægerglas (bægerglas B). Hæld elueringsvæsken i tre 100 mL lille bægerglas (bægerglas en) jævnt.
  5. 270 mL deioniseret vand tilsættes til bægerglasset B og fordybe blade i vandet igen. Brug derefter en nylon pensel til at skrubbe bladets overflade (placere på flad tynd plastik plade) med deioniseret vand og undgå at ødelægge mikrostruktur af bladets overflade. Hæld elueringsvæsken i tre 100 mL små bægre (bægerglas b).
    1. Vaske bladene ved hjælp af squeezable flasken med fine spids med 30 mL deioniseret vand og overføre bladene i en 1000 mL bægerglas (bægerglas C). Hæld elueringsvæsken i tre 100 mL lille bægerglas (bægerglas b).
  6. 270 mL deioniseret vand tilsættes til bægerglasset C og fordybe blade i vandet igen.
    1. Sætte glasindsatsen i den ultralyd rengøring maskine. Ved hjælp af en ultralyds effekt 500 W, ren for 3 min og 10 min til blade af træarter Bredbladet og needleleaf henholdsvis. Rør bladene med en glasstav i én retning (frekvens: 2 sekunder for en cirkel) samtidigt.
    2. Vaske bladene ved hjælp af squeezable flasken med fine spids med 30 mL deioniseret vand og hæld elueringsvæsken i tre 100 mL små bægre (bægerglas c).
  7. Dække et stykke ren filtrerpapir (diameter = 11 cm, område = 94.99 cm2) på hvert bægerglas (a, b, c) og tør bægre i 80 ºC ovn i ca 5 dage indtil massen af bægre bliver konstant.
    1. Sætte bægre i et balance kammer til Reagensglasset temperatur og fugtighed i 30 min, og veje massen af hver 100 mL bægerglas (W2). Beregn massen af PM elueres ved hver rengøring trin af W2-W1.

2. måling af PM størrelse Distribution og blad område

  1. Der tilsættes 50 mL deioniseret vand til hver vejede bægerglas (a, b, c) nævnt ovenfor og placere disse bægre i en ultralyd rengøring maskine i 30 min, indtil PM spreder i ionbyttet vand.
  2. Tilføje supernatanten i bægerglasset (a, b, c) til laser granularitet instrument og måle størrelsen fordelingen af PM elueres ved forskellige rensningsetaper.
    1. Antag de målte volumen procenter at være masse procenter (Q) af forskellige mellemstore partikler. Beregn andelen af forskellige mellemstore partikler elueres ved hver rengøring trin af ligning (1):
      Equation 1(1)
      hvor Pi, j repræsenterer den masse andel (%) af partikler i klassen Jørgensen diameter elueres fra blad overflader af trinnet rengøring, jeg; W,jeg repræsenterer den samlede masse (g) af alle mellemstore partikler elueres af trinnet rengøring, jeg; Qjeg, j repræsenterer den masse procent (%) af partikler i klassen Jørgensen diameter i den samlede PM masse elueres af trinnet rengøring, jeg; jeg er den rengøring trin (dvs., WC, BC, og UC); og j er klassen diameter, som var indstillet til 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) i den foreliggende undersøgelse.
  3. Spredning blade på plast bord og scanne bladene med en høj kvalitet scanner. Bruge automatisk billede analyse software til at anslå areal og projiceret areal på bladene.
    Bemærk: Protokollen kan pause her.

3. data præsentation og analyse

  1. Beregne den samlede flytbare partikler (TRP) som summen af ERP og DRP, der kan være elueres af WC + BC + UC.
  2. Under forskellige støv opbevaringsperioder, beregne den samlede masse af PM inden for en specificdiameter klasse bevaret på bladene som summen af massen af PM i tilsvarende diameter klasse elueres ved de forskellige rensningsetaper (dvs., WC, BC, og UC).
    1. Fastholdelse effektivitet (AEblad) ved hjælp af disse data og blad område data, beregning af de forskellige mellemstore partikler på enhed blad areal ved hjælp af ligningen (2):
      Equation 2(2)
      hvor LZJørgensen og SZJørgensen er massen (g) af partikler i klassen Jørgensen diameter beholdes på enheden blad område under perioder med LDR og SDR, henholdsvis; LT og ST er antallet af dage i perioder af LDR og SDR, henholdsvis.
  3. Gennemføre alle de statistiske analyser med SPSS softwaren.
    1. Brug Kolmogorov-Smirnov test og Levene test til at kontrollere ANOVA antagelser af normalitet og homogenitet af varianser, henholdsvis til eluering procenter af de forskellige mellemstore partikler og PM opbevaring kapacitet data.
    2. Anvende en-vejs ANOVA for at undersøge virkningerne af de forskellige rensningsetaper på eluering procenter af de forskellige mellemstore partikler under forskellige støv perioder. Bruge Duncan's test (P = 0,05) til at registrere de væsentlige forskelle mellem forskellige rensningsetaper.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

PM bevaret på blade overflader havde to typer under naturlige forhold. PM falder af let af nedbør og vind under naturlige betingelser er defineret som den let aftageligt partikler (ERP). Denne type af PM var repræsenteret ved PM elueres ved WC i denne undersøgelse. PM, der stramt overholder for at blade overflader og kan ikke vaskes nemt af BC og UC er defineret som vanskelige at fjerne partikler (DRP). Denne form for PM være ikke elueres ved naturlig nedbør og vind.

Der var en signifikant forskel mellem fem træart i forskellige størrelser PM elueres ved forskellige rensningsetaper masse proportioner. Resultatet viste, at et stort antal forskellige størrelse PM blev elueret fra bladets overflade af WC (figur 1, figur 2, figur 3, figur 4og figur 5). Gennemsnitlig elueret proportioner (ERP) af forskellige størrelser PM af fem træart var 31% og 35% under SDR og LDR, henholdsvis (figur 6).

Derudover viste WC, en stærkere virkning på eluerer PM på blade af needleleaf træarter (P. tabuliformis og S. chinensis), især for S. chinensis under perioden LDR. Som sådan, eluering procentdelen af WC var betydeligt højere end i BC og UC (P < 0,05) for alle mellemstore PM undtagen PM> 10. Efter rengøring bladene af BC, var store fraktioner af forskellige størrelse PM også elueret, som var 28% og 29% under SDR og LDR perioderne, henholdsvis. Lig WC, mest tydelig eluering effekten af BC blev observeret for S. japonica. Eluering procentdel af BC var betydeligt højere end i WC (P < 0,05) for alle fraktioner af PM under både SDR og LDR perioder. Desuden, effekten eluering af BC var betydeligt højere end i UC (P < 0,05) undtagen PM med diameter < 5 µm (figur 6). Selvom en stor del af PM kunne være elueres fra bladets overflade af WC + BC, overholdes nogle PM med mindre diametre stadig på blade overflader. Efterfølgende, da UC blev udlignet med rene blade, de resterende PM bevaret på blade overflader blev elueret helt (figur 1, figur 2, figur 3, figur 4, og Figur 5), og eluering proportioner var 41% under SDR og 36% under LDR (figur 6). Derudover var eluering procentdel af små mellemstore PM højere når UC blev anvendt. Derfor ville massen af PM undervurdere tilsyneladende, hvis metoden konventionelle eluering blev først vedtaget for at eluere PM på blade. Især for S. babylonica, ville de gennemsnitlige eluted proportioner af PM diameter klasser undervurderes af 46%, hvilket var højere end for P. tabuliformis (43%), G. biloba (42%), S. japonica (31%), og S. chinensis (29%).

AEblade af forskellige typer af PM af fem træart er vist i tabel 1. Der var en stor forskel i fastholdelse effektivitet beregnes af to forskellige metoder. Sammenlignet med resultatet af ligning (2) anslået, AEblad beregnet ved ligning (3): fastholdelse effektivitet (mg/m2·d-1) = massen af PM på en enhed af blad område (mg/m2) / støv opbevaring varighed (d) var cirka 5 gange større. Især for S. japonicavar PM1 af ERP beregnet ved ligning (3) 18.94 gange højere end beregnet af ligning (2). I denne undersøgelse, for ERP, tsk AEblade af forskellige træarter varierede mellem 12.69 og 34.69 mg·m-2·d-1 og faldt i følgende rækkefølge: P. tabuliformis > S. babylonica > G. biloba > S. japonica > S. chinensis. I en tidligere undersøgelse, tsk AEblade af forskellige træarter varierede mellem 35.27 og 85.79 mg·m-2·d-1 og faldt i følgende rækkefølge: S. japonica > S. chinensis > Sørensen . babylonica > P. tabuliformis > G. biloba. Fastholdelse effektivitet af forskellige træarter i fastholde forskellige størrelse PM af forskellige typer (ERP, DRP, TRP) kan også variere. I denne undersøgelse udstillet S. japonica den højeste AEblad i bevarer TRP PM1 og PM2.5, der var 4.3 og 21.91 mg/m2·d-1, henholdsvis. S. babylonica havde den højeste AEblad i bevarer TRP PM5 (40.98 mg/m2·d-1) og PM10 (62.01 mg/m2·d-1). Derudover kunne S. chinensis beholde flere ERP PM1, PM2.5og PM5 end de andre træarter.

Figure 1
Figur 1 : Partikler rester på blade af Ginkgo biloba efter forskellige eluering trin. A og B står for de øverste og nederste sider af blade af Ginkgo biloba. Forskellige tal står for forskellige eluering trin. (1: uden rensning; 2: enkelt vand rengøring; 3: vand rengøring + pensel rengøring; 4. vand rengøring + pensel rengøring + ultralydsrengøring). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2 : Partikler rester på blade af Pinus tabuliformis efter forskellige eluering trin. A og B står for de konkave og konvekse sider af bladene af Pinus tabuliformis. Forskellige tal står for forskellige eluering trin. (1: uden rensning; 2: enkelt vand rengøring; 3: vand rengøring + pensel rengøring; 4. vand rengøring + pensel rengøring + ultralydsrengøring). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3 : Partikler rester på blade af Sophora japonica efter forskellige eluering trin. A og B står for de øvre og nedre sider af bladene af Sophora japonica. Forskellige tal står for forskellige eluering trin. (1: uden rensning; 2: enkelt vand rengøring; 3: vand rengøring + pensel rengøring; 4. vand rengøring + pensel rengøring + ultralydsrengøring). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4 : Partikler rester på blade af Salix babylonica efter forskellige eluering trin. A og B står for de øvre og nedre sider af bladene af Salix babylonica. Forskellige tal står for forskellige eluering trin. (1: uden rensning; 2: enkelt vand rengøring; 3: vand rengøring + pensel rengøring; 4. vand rengøring + pensel rengøring + ultralydsrengøring). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5 : Partikler rester på blade af Sabina chinensis efter forskellige eluering trin. A og B står for den koniske og skala-form blade af Sabina chinensis. Forskellige tal står for forskellige eluering trin. (1: uden rensning; 2: enkelt vand rengøring; 3: vand rengøring + pensel rengøring; 4. vand rengøring + pensel rengøring + ultralydsrengøring). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 6
Figur 6 : De masse proportioner af de forskellige mellemstore partikler bevaret på bladene af forskellige træarter. A og B står for korte (SDR) og lange (LDR) støv opbevaringsperioder, henholdsvis. WC, BC, og UC stå for enkelt vand rengøring, pensel rengøring og ultralyd rengøring, henholdsvis. Data er gennemsnit ± SE. forskellige bogstaver (a, b, c) ovenfor datalinjen indikerer signifikant forskel (P < 0,05) blandt de forskellige rensningsetaper på eluering procenter af de forskellige mellemstore partikler under forskellige støv opbevaringsperioder, Ifølge Duncan test. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Table 1
Tabel 1: massen af forskellige typer af PM bevaret på blad arealenhed. ERP, DRP, og TR står for let aftageligt støv opbevaring kapacitet, svært at fjerne støv fastholdelse kapacitet og samlede støv opbevaring kapacitet, henholdsvis. Ligning (2): fastholdelse effektivitet (mg/m2·d-1) = Subtraher masse PM på blad arealenhed under LDR og SDR perioder (mg/m2) / støv opbevaring varighed mellem LDR og SDR perioder (d); Ligning (3): fastholdelse effektivitet (mg/m2·d-1) = massen af PM på en enhed af blad område (mg/m2) / støv opbevaring varighed (d).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Nøjagtig og korrekt samling af PM bevaret på blade overflader er grundlaget for vurderingen af PM fjernelse evner af forskellige træarter. Men den konventionelle rensemetode (WC eller plus BC) kan ikke helt fjerne støv på blade overflader, som er blevet bekræftet af scanning elektronmikroskopi10. Dette blev yderligere demonstreret tydeligt af den foreliggende undersøgelse (figur 1, figur 2, figur 3, figur 4og figur 5). Vores undersøgelse viser, at hvis kun WC blev anvendt til rene blade, PM på bladets overflade ville blive undervurderet af omkring 69% og 65% under SDR og LDR perioderne, henholdsvis. Det vil sige, kunne en kort periode med nedbør med en vis intensitet kun elueres 31% og 35% af PM fra blade overflader. Derudover har tidligere undersøgelser vist, at en kort og kraftig nedbør kun kunne elueres 50% og 62% af PM af blade fra liguster lucidum og Viburnum odoratissimum, henholdsvis18. Indflydelse af nedbør på eluerer PM bevaret på blade overflader af P. tabuliformis var imidlertid ikke indlysende. Derfor, under naturlige betingelser, kun en lille del af PM på bladets overflade kunne være elueres af nedbør. Når både toilet og BC blev anvendt til rene blade, ville eluering procentdel af PM også være undervurderet af ca. 41% og 36% under SDR og LDR perioderne, henholdsvis. Dog kunne flere PM elueret og indsamlet fra bladets overflade efter supplering UC til WC + f.kr til rengøring blade. Det er således for saglig og præcis kvantificering af PM tilbageholdes af blade, nødvendig og afgørende for at tilføje UC til konventionelle bladet rensemetode.

I øjeblikket, de fleste undersøgelser bruger fastholdelse kapacitet af PM bevaret på blade overflader til at vurdere de partikler fjernelse evner af træer. Selv om denne indikator er praktisk til at vurdere PM fjernelse evner under den samme fastholdelse varighed, vil der være stor forskel i opbevaring kapaciteter i de samme træarter under forskellige støv opbevaring varigheder. Således blev det foreslået i nogle undersøgelser at fastholdelse effektivitet (masse PM bevaret på en arealenhed leaf pr. tidsenhed) bør anvendes for at vurdere plante PM fjernelse evner, da dette kan fjerne evaluering afvigelsen af PM fjernelse evne på grund af dif baggrundsstøj i støv opbevaring varighed. Men disse undersøgelser forsømt den omstændighed, at kun en lille del af PM på bladets overflade kan være elueres af nedbør. Desuden, kunne denne metode resultere i fem gange overvurdering af PM fjernelse evner træer, ifølge resultaterne af denne undersøgelse (tabel 1). Derfor, bør metoden til beregning af ligning (2) anvendes for at præcist for at vurdere PM fjernelse evner af træer.

Da PM eluering metode foreslog i denne undersøgelse blev brugt til at bestemme massen af PM på blade overflader, hver eksperimenterende trin skal være nøjagtig og undgå de fejl, der skyldes menneskelige faktorer så meget som muligt. For eksempel antallet af blade til hvert eksperiment, afhænger af den konkrete situation, og det bør afgøres ved specifikation af eksperiment instrument, støv opbevaring varighed, ultralyd parameter og andre faktorer. Tager ultralyd parameter som eksempel, ultralyd rengøring varighed og centrifuge hastigheden bør bestemmes af flere forudgående forsøg at sikre den eksperimentelle fejl er inden for det acceptable interval. Mængden af deioniseret vand bruges til eluering bør desuden også justeres efter massen af PM. Desuden bør hver lille bæger, fyldt med udviklingsvæske, mens det tørring i ovn, dækkes med et stykke af rene filtrerpapir at forhindre støvforurening. Kort sagt, skal hvert trin i eksperimentet betjenes omhyggeligt for at gentage den foreslåede metode præcist.

Det er yderst nødvendig og afgørende for at supplere konventionelle bladet rensemetode, ultralyd rengøring proceduren, således at PM fjernelse evner af træer kan vurderes mere præcist og kvantitativt. For at præcist at sammenligne PM fjernelse evner af forskellige træarter oplever forskellige støv opbevaring varigheder, bør fastholdelse effektivitet beregnes ved hjælp af metoden (ligning (2)), der foreslås i denne undersøgelse. Vores foreslåede omfattende protokol vil være nyttig for at vurdere PM rensning evner af urban træer og skove i en præcis, saglig og præcis måde.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af den grundlæggende forskningsmidler til Central universiteter (2017ZY21) og National Natural Science Foundation of 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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Dzierzanowski, K., Gawroński, S. W. Use of trees for reducing particulate matter pollution in air. Challenges of Modern Technology. 2, 69-73 (2011).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Zhang, F. Studies on the Existing Shrubs of the Road in Changchun and the Dust Retention Capacity of the Three Shrubs. Jilin Agricultural University. , Changchun. (2013).
  8. Beckett, K. P., Freer-Smith, P., Taylor, G. Effective tree species for local air-quality management. Journal of Arboriculture. 163, 12-19 (2000).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Chen, W., et al. Dust absorption effect of urban conifers in Northeast China. Chinese. Journal of Applied Ecology. 14 (12), 2113-2116 (2003).
  13. Li, H., Yang, S. L. Changes of suspended particulates adhering to salt marsh plants. Acta Oceanolo Giga Sinica. 32 (1), 114-119 (2010).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).

Tags

Miljøvidenskab spørgsmål 140 partikelfilter sag partikelstørrelsesfordeling fastholdelse kapacitet fastholdelse effektivitet blade ultralydsrengøring
Vurdering af partikler fjernelse evner af træet blade
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liu, J., Zhang, R., Liu, H., Duan,… More

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter