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के कण बात हटाने क्षमताओं के पेड़ के पत्ते का आकलन

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

अल्ट्रासोनिक सफाई विधि elute के लिए लागू किया गया था कण बात (प्रधानमंत्री) पत्ती सतहों पर बनाए रखा के बाद प्रधानमंत्री पारंपरिक सफाई तरीकों से eluted था (केवल पानी की सफाई या पानी की सफाई से अधिक ब्रश सफाई) । कार्यप्रणाली से पत्तियों की अवधारण क्षमता के लिए आकलन सटीकता में सुधार करने में मदद मिल सकती है ।

Abstract

पारंपरिक सफाई तरीकों के आधार पर (पानी की सफाई (WC) + ब्रश क्लीनिंग (BC)), इस अध्ययन के विभिंन आकार कण बात (प्रधानमंत्री) के संग्रह पर अल्ट्रासोनिक सफाई (यूसी) के प्रभाव का मूल्यांकन पत्ती सतहों पर बनाए रखा । हम आगे विभिंन आकार के पीएम, जो शहरी पेड़ों की क्षमताओं का आकलन करने में मदद मिलेगी परिवेशी वायु से मात्रा में हटाने के लिए पत्तियों की अवधारण क्षमता विशेषता ।

शोध की वस्तुओं के रूप में तीन broadleaf वृक्ष प्रजातियों (जिंकगो biloba, Sophora बिही, और सेलिक्स babylonica) और दो needleleaf वृक्ष प्रजातियों (पाइनस tabuliformis और सबीना chinensis) ले जा रहे थे, पत्ती के नमूने थे एकत्र 4 दिन (लघु शाम प्रतिधारण अवधि) और 14 दिन (लंबे समय तक अवधि अवधारण) नवीनतम वर्षा के बाद । प्रधानमंत्री पत्ती सतहों पर बनाए रखा WC, बीसी के माध्यम से एकत्र किया गया था, और क्रम में यूसी. फिर, पत्तियों के प्रतिधारण क्षमता (एईपत्ती) के तीन प्रकार के लिए विभिंन आकार प्रधानमंत्री, आसानी से हटाने योग्य प्रधानमंत्री (ईआरपी) सहित, मुश्किल से निकालने के प्रधानमंत्री (DRP), और पूरी तरह से हटाने योग्य प्रधानमंत्री (टीआरपी), की गणना की गई । केवल 23% के आसपास-कुल पीएम के ४५% पत्ते पर बनाए रखा बंद साफ किया जा सकता है और WC द्वारा एकत्र की । जब wc के माध्यम से पत्तियों को साफ किया गया + ईसा पूर्व, विभिन्न प्रजातियों के वृक्षों की अवधारण क्षमता का आकलन 29%-४६% की रेंज में विभिन्न आकार के पीएम के लिए किया गया था । लगभग सभी बजे पत्तियों पर बनाए रखा अगर UC के लिए पूरक था निकाला जा सकता है WC + ई. पू ।

अंत में, यदि यूसी पारंपरिक सफाई के तरीकों के बाद पूरित किया गया था, पत्ती सतहों पर अधिक बजे eluted और एकत्र किया जा सकता है. इस अध्ययन में विकसित प्रक्रिया अलग प्रजातियों के पेड़ के प्रधानमंत्री हटाने क्षमताओं का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

Introduction

परिवेशी वायु से प्रधानमंत्री को हटाने के लिए विभिन्न प्रजातियों के वृक्षों की क्षमताओं का मूल्यांकन किया जा सकता है, जो पीएम के द्रव्यमान को पत्तियों की सतहों पर बनाए रखा जाता है । इस उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए, घटाव विधि1,2, झिल्ली फ़िल्टर विधि3,4,5, और रेफरेंस-तौल विधि कण आकार विश्लेषण6 के साथ युग्मित किया गया है लागू मात्रा में पीएम२.५ (व्यास ≤ २.५ µm), पीएम10 (व्यास ≤ 10 µm) या कुल निलंबित कण (टीएसपी) के द्रव्यमान का अनुमान पत्तियों पर बनाए रखा । हालांकि, इन तरीकों की सटीकता मूल रूप से शाम को इकट्ठा करने में उनके प्रदर्शन पर निर्भर करता है पत्ती सतहों पर बनाए रखा । वर्तमान में, पारंपरिक पत्ती सफाई संबंधित अध्ययनों में इस्तेमाल विधि अक्सर एक या दो कदम शामिल है, अर्थात् केवल पानी धोने (भिगोने और कुल्ला पानी का उपयोग पत्तियों)3,7 या प्लस5ब्रश, 8 , 9. हालांकि, कुछ अध्ययनों से10,11 का प्रदर्शन किया है कि पत्ती सतहों पर प्रधानमंत्री पारंपरिक सफाई विधि द्वारा पूरी तरह से eluted नहीं किया जा सकता है । अल्ट्रासोनिक सफाई उच्च गति, उच्च गुणवत्ता, और वस्तु की सतह के लिए थोड़ा नुकसान का लाभ है के रूप में, यह पीएम को इकट्ठा करने के लिए इस्तेमाल किया जा करने के लिए महान क्षमता है पत्तियों जटिल microstructures के साथ सतहों पर बनाए रखा । वर्तमान में, अल्ट्रासोनिक सफाई कुछ अध्ययनों में लागू किया गया है के लिए शाम को इकट्ठा पत्ती सतहों पर बनाए रखा (यानी, छोड़ दिया पानी में पत्तियों डाल, और elute बजे अल्ट्रासोनिक क्लीनर का उपयोग करें)12,13। हालांकि, यह ज्ञात नहीं है कि क्या अल्ट्रासोनिक सफाई पत्ती सतहों से पीएम इकट्ठा करने पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है और इसके इष्टतम ऑपरेटिंग मापदंडों भी स्पष्ट नहीं कर रहे हैं, जबकि यह विधि केवल एक पत्ती सफाई पद्धति के लिए एक पूरक के रूप में प्रयोग किया जाता है । हमारे पिछले शोध से पता चला है कि प्रधानमंत्री जिंकगो biloba पत्ती सतह पर बनाए रखा पूरी तरह से पत्ती नष्ट बिना eluted हो सकता है सतहों, अगर एक उचित अल्ट्रासोनिक सफाई प्रक्रिया पारंपरिक सफाई विधि 11 के लिए पूरक था . हालांकि, स्थिरता और अल्ट्रासोनिक सफाई मापदंडों के सामान्य प्रयोज्यता (अल्ट्रासोनिक शक्ति, समय, और अन्य जानकारी) अलग अलग धूल प्रतिधारण अवधि का अनुभव विभिन्न प्रजातियों के पौधों के लिए अभी भी स्पष्ट नहीं हैं ।

वर्तमान में, प्रधानमंत्री२.५, प्रधानमंत्री10, या टीएसपी इकाई पत्ती क्षेत्र पर अक्सर के लिए विभिंन प्रजातियों के पेड़ की क्षमताओं का मूल्यांकन करने के लिए परिवेश हवा14,15से प्रधानमंत्री को हटाने का उपयोग किया गया है । प्राकृतिक हालत के तहत, प्रधानमंत्री पत्ती सतहों पर बनाए रखा दो भागों में वर्गीकृत किया जा सकता है: पहला हिस्सा प्रधानमंत्री है कि हवा और वर्षा के प्रभाव के कारण पत्तियों गिर सकता है, जबकि अंय भाग है कि कसकर पत्ती सतहों का पालन किया है और हो सकता है ea sily वर्षा से धुल जाते हैं. हालांकि, कुछ अध्ययनों से पत्ती सतहों पर प्रधानमंत्री के दोनों प्रकार के द्रव्यमान पर ध्यान केंद्रित किया है । इसके अलावा, विभिंन अध्ययनों में पत्तियों की प्रधानमंत्री प्रतिधारण अवधि काफी अलग है । इस प्रकार, इन अध्ययनों के परिणामों की तुलना खराब हो जाएगा, अगर प्रधानमंत्री के जन इकाई पत्ती क्षेत्र पर बनाए रखा है16पेड़ों की प्रधानमंत्री हटाने की क्षमताओं का आकलन करने के लिए अपनाया है । नतीजतन, प्रधानमंत्री प्रतिधारण दक्षता (पीएम के जन इकाई समय प्रति यूनिट पत्ती क्षेत्र पर बनाए रखा), एक विकल्प के रूप में, शहरी पेड़ों की प्रधानमंत्री शुद्धि प्रभाव5,17का मूल्यांकन करने का प्रस्ताव किया गया । सामान्य तौर पर अभी भी इस पहलू में शोध की कमी है । यह सही ढंग से विभिन्न प्रजातियों के पेड़ के प्रधानमंत्री हटाने की क्षमताओं का आकलन करने के लिए methodological बुनियादी और डेटा समर्थन प्रदान करने के लिए विभिन्न प्रजातियों के पेड़ के लिए प्रासंगिक अध्ययन बाहर ले जाने के लिए अत्यंत आवश्यक है ।

यहां तीन broadleaf वृक्ष प्रजातियों (जी. biloba, Sophora बिही, और सेलिक्सbabylonica) और दो needleleaf वृक्ष प्रजातियों (पाइनस tabuliformis और सबीना chinensis) का उनके पीएम हटाने के मूल्यांकन के लिए चयन किया गया दो बजे के तहत क्षमताओं प्रतिधारण अवधि । पत्ती नमूना साइट Xitucheng पार्क (३९.९७ ° N, ११६.३६ ° ई), बीजिंग में भारी प्रदूषण के साथ एक क्षेत्र में स्थित में था । इस अध्ययन के तीन विशिष्ट उद्देश्य थे: (1) विभिन्न पत्ती सफाई विधियों की दक्षता का आकलन करने के लिए (पानी की सफाई (WC), ब्रश सफाई (बीसी), और अल्ट्रासोनिक सफाई (यूसी)) eluting में पत्तियों पर प्रधानमंत्री, (2) पर अल्ट्रासोनिक सफाई के प्रभाव को सत्यापित करने के लिए eluting बजे, और (3) पीएम1, पीएम२.५, पीएम5, पीएम10, और टीएसपी के लिए विभिन्न प्रजातियों के वृक्षों की अवधारण क्षमता का आकलन करना ।

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Protocol

1. पीएम का लीफ कलेक्शन, रेफरेंस और मास माप

  1. पांच स्वस्थ व्यक्तिगत पेड़ (यानी, पांच दोहराने) स्तन की ऊंचाई पर समान व्यास के साथ प्रत्येक प्रजातियों के पेड़ का चयन करें । मध्य चंदवा परत में बाहरी चंदवा के चार दिशाओं से बेतरतीब ढंग से चार बड़ी शाखाओं लीजिए और सभी बरकरार पत्ते काट ।
    नोट: पत्ती नमूने के लिए सभी पौधों की लंबाई और चौड़ाई के बारे में २५० और ६० मीटर के साथ एक हरियाली पट्टी में बारीकी से स्थित होना चाहिए, क्रमशः, यह सुनिश्चित करने के लिए कि पर्यावरण की स्थिति (हवा, प्रकाश, और बारिश) इन पेड़ों के समान हैं । प्रोटोकॉल में प्रयुक्त पत्ते 15 अक्टूबर (शॉर्ट डस्ट अवधारण (एसडीआर) अवधि) और अक्टूबर 25 (लंबी धूल प्रतिधारण (LDR) अवधि) २०१४ में एकत्र किए गए थे, जो कि नवीनतम वर्षा (> 15 मिमी) के बाद क्रमशः 4 और 14 दिन थे । कम और लंबी धूल प्रतिधारण अवधि के तहत पीएम के औसत स्तर (यानी, पिछले वर्षा और पत्ती नमूना समय के बीच की अवधि) हमारे प्रयोग में 26 (pm२.५), ५७ (पीएम10), और १११ (pm२.५), १६० µ g/ (पीएम10), क्रमशः.
    1. लेबल वाल्व बैग में नमूना पत्तियों प्लेस और प्रयोगशाला के लिए बैग तुरंत परिवहन । पत्ती के नमूनों को फ्रिज में स्टोर कर लीजिये.
  2. ८० ° c ओवन में यूरिन को धोकर सुखा लें । यूरिन को कमरे के तापमान और आर्द्रता को Equilibrate और खाली यूरिन (W1) का वजन करें ।
  3. पत्तियों के नमूनों में से एक निश्चित राशि का अनियमित रूप से चयन करें और पत्तियों को एक १००० मिलीलीटर चोंच (यूरिन ए) में डालें ।
    नोट: पत्ती क्षेत्र के बारे में २००० cm2है, जो सभी पत्तियों को पूरी तरह से पानी में डुबोया जा सकता है और eluted धूल को सही ढंग से तौला जा करने के लिए पर्याप्त वजन की गारंटी कर सकते हैं ।
  4. यूरिन के लिए २७० मिलीलीटर पानी में डालें और पत्तियों को पूरी तरह से पानी में डुबोएं ।
    1. एक दिशा (आवृत्ति: एक रोटेशन के लिए 2 सेकंड) में एक ग्लास रॉड के साथ ६० एस के लिए पानी हिलाओ । बाद में, eluent को ३ १०० मिलीलीटर छोटे यूरिन (यूरिन ए) समान रूप से डालना ।
    2. एक ठीक इत्तला दे दी निचोड़ बोतल का उपयोग कर पत्तियों को धो लें 30 मिलीलीटर पानी के साथ और एक १००० मिलीलीटर चोंच (चोंच बी) के लिए धोया पत्तियों का हस्तांतरण । eluent को ३ १०० मिलीलीटर छोटी चोंच (चोंच ए) समान रूप में डाल दें ।
  5. चोंच बी को २७० मिलीलीटर पानी में डालें और पत्तियों को फिर से पानी में डुबोएं । फिर पत्तियों की सतह को साफ़ करने के लिए एक नायलॉन ब्रश का उपयोग करें (सपाट पतली प्लास्टिक प्लेट पर रखने के लिए) पानी के साथ और पत्तियों की सतह के microstructure को नष्ट करने से बचें । eluent को ३ १०० मिलीलीटर छोटे यूरिन (यूरिन बी) में डालो ।
    1. पत्तियों को धोकर बारीक पानी के 30 मिलीलीटर के साथ निचोड़ा हुआ बोतल का प्रयोग करें और पत्तियों को एक १००० मिलीलीटर चोंच (चोंच सी) में स्थानांतरित कर दें । eluent को ३ १०० मिलीलीटर छोटी चोंच (चोंच बी) में डाल दें ।
  6. यूरिन सी करने के लिए पानी की २७० मिलीलीटर जोड़ें और पत्तियों को पानी में डुबोएं ।
    1. अल्ट्रासोनिक सफाई मशीन में कांच कंटेनर रखो । ५०० डब्ल्यू, 3 मिनट और broadleaf और needleleaf प्रजातियों के पेड़, क्रमशः के पत्तों के लिए 10 मिनट के लिए साफ की एक अल्ट्रासोनिक शक्ति का उपयोग करना । एक ही दिशा (आवृत्ति: एक सर्कल के लिए 2 सेकंड) एक साथ में एक गिलास रॉड के साथ पत्ते हिलाओ ।
    2. पत्तियों को धोकर बारीक पानी के 30 मिलीलीटर के साथ निचोड़ा हुआ बोतल का प्रयोग करें और eluent को ३ १०० मिलीलीटर छोटे यूरिन (चोंच सी) में डाल दें ।
  7. कवर स्वच्छ फ़िल्टर कागज का एक टुकड़ा (व्यास = 11 सेमी, क्षेत्र = ९४.९९ cm2) प्रत्येक चोंच पर (a, b, c) और यूरिन को ८० डिग्री सेल्सियस ओवन में लगभग 5 दिनों तक के लिए रखें जब तक कि यूरिन का द्रव्यमान स्थिर नहीं हो जाता.
    1. 30 मिनट के लिए तापमान और आर्द्रता को equilibrate करने के लिए एक बैलेंस चैंबर में यूरिन रखें और प्रत्येक १०० मिलीलीटर यूरिन (डब्ल्यू2) के द्रव्यमान का वजन करें । डब्ल्यू2द्वारा प्रत्येक सफाई कदम से पीएम eluted के जन गणना-w1।

2. पीएम का माप आकार वितरण और पत्ती क्षेत्र

  1. प्रत्येक तौला चोंच (ए, बी, सी) के लिए ५० मिलीलीटर पानी के ऊपर उल्लेख किया है और एक अल्ट्रासोनिक सफाई मशीन में इन यूरिन को 30 मिनट तक के लिए जगह के लिए पानी में उड़कर जोड़ें ।
  2. लेजर दानेदार साधन करने के लिए चोंच में supernatant जोड़ें (ए, बी, सी) और अलग सफाई कदम से पीएम eluted के आकार वितरण उपाय ।
    1. मापा मात्रा प्रतिशत करने के लिए बड़े पैमाने पर प्रतिशत (क्यू) अलग आकार के कणों मान । समीकरण के द्वारा प्रत्येक सफाई कदम से eluted अलग-आकार के कणों के अनुपात की गणना (1):
      Equation 11
      जहां मैं पी, जंमू के बड़े पैमाने पर अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है (%) के भीतर कण की पत्ती से जे व्यास वर्ग eluted सफाई कदम मैं; डब्ल्यूमैं कुल मास (जी) का प्रतिनिधित्व करता है सभी आकार की सफाई कदम मैंद्वारा eluted कण; क्यूमैं, जंमू की सफाई कदम मैंद्वारा कुल प्रधानमंत्री जन eluted में जंमू व्यास वर्ग के भीतर कणों का जन प्रतिशत (%) मैं सफाई कदम है (यानी, WC, बीसी, और यूसी); और j व्यास वर्ग है, जो d ≤ 1 µm (PM1) के लिए सेट किया गया था, 1 < d ≤ २.५ µm (pm1-2.5), २.५ < d ≤ 5 µm (pm2.5-5), 5 < d ≤ 10 µm (pm5-10), d > 10 µm (पीएम> 10) वर्तमान अध् ययन में ।
  3. प्लास्टिक बोर्ड पर बिखरे पत्ते और एक उच्च गुणवत्ता स्कैनर के साथ पत्तियों को स्कैन । पत्तियों के सतह क्षेत्र और अनुमानित क्षेत्र का अनुमान लगाने के लिए स्वचालित छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर का उपयोग करें ।
    नोट: प्रोटोकॉल यहां ठहराया जा सकता है ।

3. डेटा प्रस्तुति और विश्लेषण

  1. ईआरपी और DRP कि WC द्वारा eluted जा सकता है की राशि के रूप में कुल हटाने योग्य कण बात (टीआरपी) की गणना + बीसी + यूसी ।
  2. अलग धूल प्रतिधारण अवधि के तहत, एक specificdiameter वर्ग के भीतर पीएम के कुल द्रव्यमान की गणना अलग सफाई चरणों (यानी, WC, बीसी, और यूसी) द्वारा संगत व्यास वर्ग eluted के भीतर प्रधानमंत्री के द्रव्यमान की राशि के रूप में पत्तियों पर बनाए रखा.
    1. इन डेटा और पत्ती क्षेत्र डेटा का उपयोग करना, (2) समीकरण का उपयोग कर इकाई पत्ती सतह क्षेत्र पर विभिन्न आकार के कणों की अवधारण दक्षता (एईपत्ती) की गणना:
      Equation 22
      जहां LZj और SZ j, क्रमश: LDR और एसडीआर की अवधियों के अंतर्गत इकाई पत्ती क्षेत्र पर बनाए गए j व्यास वर्ग के भीतर कणों का द्रव्यमान (g) होता है; LT और ST , LDR और एसडीआर की अवधियों में क्रमशः दिनों की संख्या हैं ।
  3. SPSS सॉफ्टवेयर के साथ सभी सांख्यिकीय विश्लेषण आचरण ।
    1. सामान्यता की ANOVA मान्यताओं और प्रसरणों की एकरूपता की पुष्टि करने के लिए Kolmogorov-Smirnov परीक्षण और Levene परीक्षण का उपयोग करें, क्रमशः भिन्न-आकार के कणों और प्रधानमंत्री अवधारण क्षमता डेटा के रेफरेंस प्रतिशत के लिए.
    2. विभिन्न धूल प्रतिधारण अवधि के तहत अलग आकार के कणों के रेफरेंस प्रतिशत पर अलग सफाई कदम के प्रभाव की जांच करने के लिए एक तरह से ANOVA लागू करें । अलग सफाई चरणों के बीच महत्वपूर्ण मतभेदों का पता लगाने के लिए डंकन के परीक्षण (पी = ०.०५) का प्रयोग करें ।

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Representative Results

प्रधानमंत्री पत्ती सतहों पर बनाए रखा प्राकृतिक परिस्थितियों में दो प्रकार था । प्रधानमंत्री को आसानी से वर्षा और प्राकृतिक परिस्थितियों में हवा से गिर जाता है आसानी से हटाने योग्य कण बात (ईआरपी) के रूप में परिभाषित किया गया है । पीएम के इस प्रकार के इस अध्ययन में WC द्वारा पीएम eluted का प्रतिनिधित्व किया गया. प्रधानमंत्री कि कसकर पत्ती सतहों का पालन करता है और आसानी से ई. पू. द्वारा धोया नहीं जा सकता है और यूसी के रूप में परिभाषित किया गया है मुश्किल से दूर करने के लिए कण बात (DRP). पीएम की इस तरह की eluted प्राकृतिक वर्षा और हवा से नहीं हो सकती ।

विभिंन सफाई कदम से eluted विभिंन आकार के जन अनुपात में पांच प्रजातियों के पेड़ के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर था । परिणाम से पता चला कि विभिंन आकार के पीएम की एक बड़ी संख्या में WC द्वारा पत्ती की सतह से eluted थे (चित्रा 1, चित्रा 2, चित्रा 3, चित्रा 4, और चित्रा 5) । पांच प्रजातियों के पेड़ के विभिंन आकार के प्रधानमंत्री के औसत eluted अनुपात (ईआरपी) क्रमशः एसडीआर और LDR के तहत 31% और ३५% थे (चित्रा 6) ।

इसके अलावा, WC needleleaf प्रजातियों के पेड़ (पी. tabuliformis और एस chinensis), विशेष रूप से LDR अवधि के तहत एस chinensis के लिए की पत्तियों पर eluting बजे पर एक मजबूत प्रभाव दिखाया । जैसे, WC का रेफरेंस प्रतिशत, बीसी और यूसी (P < ०.०५) की तुलना में पीएम> 10को छोड़कर सभी आकार के पीएम के लिए काफी अधिक था । ईसा पूर्व द्वारा पत्तियों की सफाई करने के बाद, विभिन्न आकार के पीएम के बड़े अंशों को भी eluted किया गया, जो क्रमशः एसडीआर और LDR अवधियों के अंतर्गत 28% और 29% थे । इसी तरह WC के लिए एस. बिहीके लिए मनाया गया बीसी का सबसे अलग रेफरेंस इफेक्ट । बीसी का रेफरेंस प्रतिशत दोनों एसडीआर और LDR अवधि के तहत पीएम के सभी अंशों के लिए WC की तुलना में काफी अधिक था (P < ०.०५) । इसके अलावा, ईसा पूर्व का रेफरेंस प्रभाव, व्यास < 5 µm (चित्रा 6) के साथ प्रधानमंत्री के अलावा यूसी (P < ०.०५) की तुलना में काफी अधिक था । हालांकि पीएम का एक बड़ा अंश WC + ईसा पूर्व से पत्ती की सतह से eluted हो सकता है, छोटे व्यास के साथ कुछ प्रधानमंत्री अभी भी पत्ती सतहों पर पालन किया । बाद में, जब यूसी साफ पत्तियों के लिए लागू किया गया था, अवशिष्ट प्रधानमंत्री पत्ती सतहों पर बनाए रखा पूरी तरह से eluted थे (चित्रा 1, चित्रा 2, चित्रा 3, चित्रा 4, और चित्रा 5), और रेफरेंस अनुपात (चित्रा 6) LDR के तहत एसडीआर और ३६% के तहत ४१% थे । इसके अलावा यूसी लागू होने पर छोटे आकार के पीएम का रेफरेंस प्रतिशत अधिक था । इसके फलस्वरूप पीएम के जन-गण को जाहिर तौर पर आंका जाएगा, यदि परम्परागत रेफरेंस पद्धति को केवल पत्तियों पर elute के लिए ही अपनाया गया. विशेष रूप से एस babylonicaके लिए, सभी व्यास वर्गों में प्रधानमंत्री के औसत eluted अनुपात ४६% है, जो कि पी. tabuliformis (४३%), जी. biloba (४२%), एस बिही (31%), से अधिक था द्वारा आंका जाएगा और एस chinensis (29%) ।

पांच प्रजातियों के पेड़ के पीएम के विभिन्न प्रकार के एईपत्ती 1 तालिकामें दिखाया गया है । दो विभिंन पद्धतियों द्वारा परिकलित अवधारण दक्षता में काफी अंतर था । समीकरण (2) द्वारा अनुमानित परिणाम के साथ तुलना में, एईपत्ती समीकरण द्वारा गणना (3): प्रतिधारण दक्षता (mg/एम2· d-1) = प्रधानमंत्री की एक इकाई पर पत्ती क्षेत्र की जनता (mg/) धूल प्रतिधारणअवधि (डी) था के बारे में 5 गुना अधिक है । विशेष रूप से एस बिहीके लिए, प्रधानमंत्री ईआरपी के1 समीकरण द्वारा गणना की (3) १८.९४ बार है कि (2) समीकरण द्वारा गणना की तुलना में अधिक था । इस अध्ययन में, ईआरपी के लिए, छोटे चंमच १२.६९ और ३४.६९ मिलीग्राम · एम-2· d-1 और निंनलिखित क्रम में कमी आई के बीच विभिंन प्रजातियों के AE एईपत्ती : P. tabuliformis > S. babylonica > G. biloba > एस. बिही > एस. chinensis. हालांकि पिछले एक अध्ययन में, टीएसपी के एईपत्ती अलग प्रजातियों के पेड़ के बीच विविध ३५.२७ और ८५.७९ मिलीग्राम · m-2· d-1 और निम्न क्रम में कमी आई: s. बिही > s. chinensis > s . babylonica > P. tabuliformis > G. biloba. विभिन्न प्रजातियों के विभिंन प्रकार (ईआरपी, DRP, टीआरपी) के आकार को बनाए रखने में अलग प्रजाति के वृक्ष की अवधारण क्षमता भी भिंन हो सकता है । इस अध्ययन में, एस बिही ने पीएम की टीआरपी बरकरार रखने में सबसे ज्यादा एईपत्ती का प्रदर्शन किया1 और पीएम२.५, जो क्रमश: ४.३ और २१.९१ एमजी/एम2· डी-1थे । एस babylonica ने पीएम की टीआरपी को बरकरार रखने में सबसे ज्यादा AEलीफ 5 (४०.९८ mg/एम2· डी-1) और पीएम10 (६२.०१ mg/एम2· डी-1). इसके अलावा, एस chinensis 1, पीएम२.५, और5 अंय प्रजातियों के पेड़ की तुलना में पीएम के अधिक ईआरपी रख सकता है ।

Figure 1
चित्रा 1 : बात कण अलग रेफरेंस कदम के बाद जिंकगो biloba की पत्तियों पर अवशेष । जिंकगो bilobaके पत्तों के ऊपरी और निचले किनारों के लिए A और B स्टैंड । अलग-अलग नंबर विभिन्न रेफरेंस स्टेप के लिए खड़े हैं । (1: सफाई के बिना; 2: एकल पानी की सफाई; 3: पानी की सफाई + ब्रश क्लीनिंग; 4. पानी की सफाई + ब्रश सफाई + अल्ट्रासोनिक सफाई) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2 : बात कण अलग रेफरेंस कदम के बाद पाइनस tabuliformis की पत्तियों पर अवशेष । पाइनस tabuliformisके पत्तों की गुफा और उत्तल पक्षों के लिए A और B स्टैंड । अलग-अलग नंबर विभिन्न रेफरेंस स्टेप के लिए खड़े हैं । (1: सफाई के बिना; 2: एकल पानी की सफाई; 3: पानी की सफाई + ब्रश क्लीनिंग; 4. पानी की सफाई + ब्रश सफाई + अल्ट्रासोनिक सफाई) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3 : बात कण अलग रेफरेंस कदम के बाद Sophora बिही की पत्तियों पर अवशेष । Sophora बिहीके पत्तों के ऊपरी और निचले किनारों के लिए A और B स्टैंड । अलग-अलग नंबर विभिन्न रेफरेंस स्टेप के लिए खड़े हैं । (1: सफाई के बिना; 2: एकल पानी की सफाई; 3: पानी की सफाई + ब्रश क्लीनिंग; 4. पानी की सफाई + ब्रश सफाई + अल्ट्रासोनिक सफाई) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4 : बात कण अलग रेफरेंस कदम के बाद सेलिक्स babylonica की पत्तियों पर अवशेष । सेलिक्स babylonicaके पत्तों के ऊपरी और निचले किनारों के लिए A और B स्टैंड । अलग-अलग नंबर विभिन्न रेफरेंस स्टेप के लिए खड़े हैं । (1: सफाई के बिना; 2: एकल पानी की सफाई; 3: पानी की सफाई + ब्रश क्लीनिंग; 4. पानी की सफाई + ब्रश सफाई + अल्ट्रासोनिक सफाई) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5 : बात कण अलग रेफरेंस स्टेप्स के बाद सबीना chinensis के पत्तों पर अवशेष । सबीना chinensisके शंकु और स्केल-रूप पत्तियों के लिए A और B स्टैंड । अलग-अलग नंबर विभिन्न रेफरेंस स्टेप के लिए खड़े हैं । (1: सफाई के बिना; 2: एकल पानी की सफाई; 3: पानी की सफाई + ब्रश क्लीनिंग; 4. पानी की सफाई + ब्रश सफाई + अल्ट्रासोनिक सफाई) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6 : विभिंन आकार के कण के बड़े पैमाने पर विभिंन प्रजातियों के पेड़ की पत्तियों पर बनाए रखा । A और B स्टैंड फॉर शॉर्ट (एसडीआर) और लांग (LDR) धूल प्रतिधारण अवधियों, क्रमशः । WC, बीसी, और यूसी एकल पानी की सफाई, ब्रश सफाई, और अल्ट्रासोनिक सफाई, क्रमशः के लिए खड़े हो जाओ । डेटा मतलब ± एसई हैं । विभिन्न अक्षर (a, b, c) डेटा पट्टी के ऊपर विभिन्न धूल प्रतिधारण अवधि के अंतर्गत विभिन्न आकार के कणों के रेफरेंस प्रतिशत पर विभिन्न सफाई चरणों के बीच महत्वपूर्ण अंतर (P < ०.०५) इंगित करते हैं, डंकन्स की परीक्षा के अनुसार. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Table 1
तालिका 1: पीएम के विभिन्न प्रकार के द्रव्यमान इकाई पत्ती क्षेत्र पर बनाए रखा. ईआरपी, DRP, और TR आसानी से हटाने योग्य धूल प्रतिधारण क्षमता के लिए खड़े हो जाओ, धूल प्रतिधारण क्षमता को दूर करने के लिए, और कुल धूल प्रतिधारण क्षमता क्रमशः । समीकरण (2): अवधारण क्षमता (mg/एम2· d-1) = ldr और एसडीआर पीरियड्स (mg/एम2) के अंतर्गत इकाई पत्ती क्षेत्र पर प्रधानमंत्री की घटाएं द्रव्यमान/ldr और एसडीआर पीरियड्स (d) के बीच धूल प्रतिधारण अवधि; समीकरण (3): अवधारण क्षमता (mg/एम2· d-1) = प्रधानमंत्री की एक इकाई पर पत्ती क्षेत्र (mg/एम2)/धूल प्रतिधारण अवधि (डी) ।

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Discussion

पत्ती सतहों पर बनाए गए पीएम का सटीक और उचित संग्रह विभिन्न प्रजातियों के पेड़ की प्रधानमंत्री हटाने की क्षमताओं का आकलन करने के लिए आधार है । हालांकि, पारंपरिक सफाई विधि (WC या प्लस ई. पू.) पूरी तरह से पत्ती सतहों पर धूल नहीं निकाल सकते हैं, जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी10स्कैनिंग द्वारा पुष्टि की गई है । यह आगे वर्तमान अध्ययन (चित्रा 1, चित्रा 2, चित्रा 3, चित्रा 4, और चित्रा 5) द्वारा स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया गया था । हमारे अध्ययन से पता चलता है कि, अगर केवल WC साफ पत्तियों पर लागू किया गया था, पत्ती की सतह पर प्रधानमंत्री के बारे में ६९% और ६५% एसडीआर और LDR अवधियों के तहत क्रमशः आंका जाएगा । यह कहना है, एक निश्चित तीव्रता के साथ वर्षा की एक छोटी अवधि के केवल 31% elute और पत्ती सतहों से प्रधानमंत्री के ३५% सकता है । इसके अलावा, पिछले अध्ययनों से पता चला है कि एक छोटी और भारी वर्षा केवल elute ५०% और Ligustrum lucidum और Viburnum odoratissimum, क्रमशः18की पत्तियों से प्रधानमंत्री के ६२% सकता है । हालांकि, eluting पर वर्षा के प्रभाव के tabuliformis की पत्ती सतहों पर बनाए रखा स्पष्ट नहीं था । नतीजतन, प्राकृतिक परिस्थितियों के तहत, केवल पत्ती की सतह पर प्रधानमंत्री का एक छोटा सा हिस्सा वर्षा से eluted जा सकता है । जब WC और बीसी दोनों को साफ पत्तियों पर लागू किया गया था, तब पीएम का रेफरेंस प्रतिशत भी क्रमशः एसडीआर और LDR अवधियों के अंतर्गत लगभग ४१% और ३६% द्वारा आंका जाएगा । हालांकि, और अधिक प्रधानमंत्री eluted हो सकता है और पत्ती की सतह से एकत्र करने के बाद WC को साफ करने के लिए + ई. पू । इस प्रकार, प्रधानमंत्री की निष्पक्ष और सटीक ठहराव के लिए पत्तियों द्वारा बनाए रखा, यह आवश्यक है और महत्वपूर्ण पारंपरिक पत्ती सफाई विधि को यूसी जोड़ने के लिए ।

वर्तमान में, ज्यादातर अध्ययनों से पीएम की अवधारण क्षमता का उपयोग करने के लिए पेड़ों की बात को हटाने की क्षमताओं कण का आकलन करने के लिए पत्ती सतहों पर बनाए रखा । हालांकि इस संकेतक एक ही प्रतिधारण अवधि के तहत प्रधानमंत्री हटाने क्षमताओं का आकलन करने के लिए सुविधाजनक है, वहाँ अलग धूल प्रतिधारण अवधि के तहत एक ही पेड़ प्रजातियों की अवधारण क्षमताओं में काफी अंतर हो जाएगा । इस प्रकार, यह कुछ अध्ययनों में प्रस्तावित किया गया था कि प्रतिधारण दक्षता (पीएम की जन इकाई समय प्रति पत्ती क्षेत्र की एक इकाई पर बनाए रखा) संयंत्र प्रधानमंत्री हटाने की क्षमताओं का आकलन करने के लिए लागू किया जाना चाहिए, क्योंकि यह dif के कारण प्रधानमंत्री हटाने की क्षमता का मूल्यांकन विचलन को समाप्त कर सकते हैं में संमान धूल प्रतिधारण अवधि । हालांकि, इन अध्ययनों से इस तथ्य को उपेक्षित किया गया कि पत्तियों की सतह पर केवल प्रधानमंत्री का एक छोटा सा हिस्सा वर्षा से eluted जा सकता है । इसके अलावा, इस पद्धति के पेड़ के प्रधानमंत्री को हटाने की क्षमताओं के पांच बार अनुमान में परिणाम सकता है, इस अध्ययन के परिणामों के अनुसार (तालिका 1) । इस कारण से, समीकरण की गणना विधि (2) सही पेड़ों की प्रधानमंत्री हटाने की क्षमताओं का आकलन करने के लिए लागू किया जाना चाहिए ।

जब पीएम की इस स्टडी में रेफरेंस मेथड का प्रस्ताव किया गया था, पत्ती सतहों पर पीएम का द्रव्यमान तय करने के लिए, प्रत्येक प्रयोगात्मक कदम सटीक होना चाहिए और जितना संभव हो मानवीय कारकों की वजह से होने वाली त्रुटियों से बचना चाहिए । उदाहरण के लिए, प्रत्येक प्रयोग के लिए पत्तियों की संख्या विशिष्ट स्थिति पर निर्भर करता है, और यह प्रयोग यंत्र, धूल प्रतिधारण अवधि, अल्ट्रासोनिक पैरामीटर, और अन्य कारकों के विनिर्देशन द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए । उदाहरण के रूप में अल्ट्रासोनिक पैरामीटर लेते हुए, अल्ट्रासोनिक सफाई की अवधि और केंद्रापसारक गति कई प्रारंभिक प्रयोगों द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए प्रयोगात्मक त्रुटि सुनिश्चित करने के लिए स्वीकार्य सीमा के भीतर है । इसके अलावा रेफरेंस के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले जल की मात्रा भी पीएम के मास के अनुसार समायोजित होनी चाहिए । इसके अलावा, प्रत्येक छोटे चोंच eluent से भरा है, जबकि यह ओवन में सूख रहा है, धूल प्रदूषण को रोकने के लिए साफ फिल्टर कागज के एक टुकड़े के साथ कवर किया जाना चाहिए । संक्षेप में, प्रयोग में प्रत्येक कदम सावधानी से संचालित किया जाना चाहिए ताकि प्रस्तावित विधि सही ढंग से दोहराने के लिए ।

यह अत्यंत आवश्यक है और पारंपरिक पत्ती सफाई विधि करने के लिए अल्ट्रासोनिक सफाई प्रक्रिया के पूरक के लिए महत्वपूर्ण है, इसलिए है कि पेड़ों की प्रधानमंत्री हटाने की क्षमता अधिक सही और मात्रात्मक मूल्यांकन किया जा सकता है । आदेश में सही अलग धूल प्रतिधारण अवधियों का सामना करते हुए अलग प्रजातियों के हटाने की क्षमताओं की तुलना करने के लिए, प्रतिधारण दक्षता विधि (समीकरण (2)) इस अध्ययन में प्रस्तावित का उपयोग कर गणना की जानी चाहिए । हमारे प्रस्तावित व्यापक प्रोटोकॉल एक सटीक, निष्पक्ष और सटीक तरीके से शहरी पेड़ों और जंगलों के प्रधानमंत्री शोधन क्षमताओं का मूल्यांकन करने के लिए उपयोगी हो जाएगा ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

यह काम केंद्रीय विश्वविद्यालयों (2017ZY21) और चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (२१६०७०३८) के लिए मौलिक अनुसंधान कोष द्वारा समर्थित किया गया था ।

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

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References

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पर्यावरण विज्ञान १४० अंक बात कण कण आकार वितरण प्रतिधारण क्षमता प्रतिधारण दक्षता पेड़ के पत्ते अल्ट्रासोनिक सफाई
के कण बात हटाने क्षमताओं के पेड़ के पत्ते का आकलन
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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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