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Evaluación de las capacidades de eliminación de materia particulada de árbol hojas

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

Para eluir la materia particulada (PM) retenida en la superficie de las hojas después de PM eluyó por los métodos convencionales de limpieza (lavado sólo con agua o el lavado con agua y cepillo de limpieza) se aplicó el método de limpieza ultrasónico. La metodología puede ayudar a mejorar la precisión de la estimación para PM capacidad de retención de hojas.

Abstract

Basado en los métodos de limpieza convencionales (agua de limpieza (WC) + cepillo de limpieza (AC)), este estudio evalúa la influencia de limpieza ultrasónica (UC) que recoge diferentes tamaño particulado (PM) retenido en la superficie de las hojas. Nos caracteriza la eficiencia de retención de hojas para diferentes tamaño PM, que ayudarán a evaluar las capacidades de los árboles urbanos para quitar PM de aire ambiente cuantitativamente.

Teniendo tres especies de árboles de hoja ancha (Ginkgo biloba, Sophora japonica y Salix babylonica) y dos especies del árbol del needleleaf (Pinus tabuliformis y Sabina chinensis) como los objetos de investigación, fueron las muestras de hojas recogidas 4 días (período de retención corto de PM) y 14 días (período largo de retención de PM) después de las últimas lluvias. PM retenida en la superficie de las hojas se recolectó por medio de WC, AC y UC en secuencia. Luego, se calculó la eficiencia de retención de hojas (hojadeAE) a tres tipos de la PM tamaño diversos, incluyendo PM fácilmente extraíble (ERP), difícil de quitar PM (DRP) y PM totalmente extraíble (TRP). Sólo alrededor de 23% - 45% del total PM retenido en las hojas podría limpiar y recogido por el WC. Cuando las hojas se hayan limpiado a través de WC + BC, la subestimación de la capacidad de retención de PM de diversa especie del árbol estaba en la gama de 29% - 46% para varios tamaños casi de h. PM todos retenidos en las hojas podría ser quitado si la UC se complementó al WC + AC.

En conclusión, si la UC se complementó después de los métodos de limpieza convencionales, más tarde las hojas podría eluida y recogida. El procedimiento desarrollado en este estudio puede utilizarse para evaluar las capacidades de eliminación de PM de diversa especie del árbol.

Introduction

Las capacidades de diversa especie del árbol para quitar PM del aire ambiente pueden ser evaluadas a través de la cuantificación de la masa de PM retenido en la superficie de las hojas. Para lograr este objetivo, el método de sustracción1,2, la membrana filtro método3,4,5y el método de elución de peso juntada con el análisis de tamaño de partícula6 han sido aplicados para estimar cuantitativamente la masa de PM2.5 (diámetro ≤ 2.5 μm), PM10 (diámetro ≤ 10 μm) o partículas suspendidas totales (TSP) retenido en las hojas. Sin embargo, la exactitud de estos métodos depende básicamente de su desempeño en la recolección de PM retenida en la superficie de las hojas. En la actualidad, la hoja convencional utilizado en estudios relacionados con método de limpieza incluye uno o dos pasos, es decir sólo agua lavado (remojo y enjuague las hojas con agua desionizada)3,7 o más cepillado5, 8 , 9. sin embargo, algunos estudios10,11 han demostrado que PM en superficies de la hoja no podría ser eluido totalmente por el método de limpieza convencional. Limpieza por ultrasonidos tiene las ventajas de alta velocidad, alta calidad y poco daño a la superficie del objeto, tiene gran potencial para ser utilizado para recoger la PM retenido en la superficie de las hojas con microestructuras complejas. En la actualidad, limpieza por ultrasonidos se ha aplicado en algunos estudios para recoger PM retenido en la superficie de las hojas (es decir, poner las hojas en agua desionizada y uso el limpiador ultrasónico a fin de eluir PM)12,13. Sin embargo, este método sólo se utiliza como complemento de una hoja de limpieza método, aunque no se conoce si la limpieza por ultrasonidos tiene un efecto positivo en la recogida de PM de las hojas y sus parámetros de funcionamiento óptimo no son también claras. Nuestra investigación anterior ha demostrado que la PM retenido en la superficie de la hoja de Ginkgo biloba podría ser Eluya completamente sin destruir la superficie de las hojas, si un procedimiento adecuado de limpieza ultrasónico fue suplido al método convencional de limpieza11 . Sin embargo, la estabilidad y la aplicabilidad general de la limpieza por ultrasonidos parámetros (energía ultrasónica, tiempo y otra información) para diferentes especies de plantas experimentan períodos de retención de polvo diferentes son todavía no claros.

En la actualidad, la masa de PM2.5y PM10TSP en unidad de área de hoja a menudo se ha utilizado para evaluar las habilidades de diversa especie del árbol para quitar PM de aire ambiente14,15. Bajo las condiciones naturales, el PM retenido en la superficie de las hojas se puede clasificar en dos partes: la primera parte es de la PM que puede caer hojas debido a los efectos de viento y lluvia, mientras que la otra parte es de la PM que se adhiere firmemente a la hoja de las superficies ya no ea sily lavada por la lluvia. Sin embargo, pocos estudios se han centrado en la masa de ambos tipos de PM en las hojas. Además, los períodos de retención de PM de hojas en diferentes estudios difieren enormemente. Así, la comparabilidad de los resultados de estos estudios será pobre, si se adopta la masa de PM retenido en la unidad de área de hoja para evaluar las capacidades de eliminación de PM de árboles16. En consecuencia, la eficiencia de retención de PM (la masa de PM retenido en la unidad de superficie foliar por unidad de tiempo), como alternativa, se propuso evaluar los efectos de la purificación de PM de árboles urbanos5,17. En general, todavía hay una falta de investigación en este aspecto. Es extremadamente necesario para llevar a cabo los estudios pertinentes por diversas especies del árbol prestar apoyan metodológico basic y datos para evaluar con precisión las capacidades de eliminación de PM de diversa especie del árbol.

Aquí, tres especies de árboles de hoja ancha (g. biloba, Sophora japonicay Salix babylonica) y dos especies de árbol de needleleaf (Pinus tabuliformis y Sabina chinensis) fueron seleccionadas para evaluar su retiro de PM habilidades en dos períodos de retención de PM. El sitio de muestreo de hojas fue en Parque Xitucheng (39,97 ° N, 116,36 ° E), situado en una zona con fuerte contaminación en Beijing. Los tres objetivos específicos de este estudio fueron: (1) para evaluar la eficacia de la hoja de diferentes métodos (limpieza del agua (WC), limpieza con cepillo (A.C.) y limpieza ultrasónica (UC)) en liberador de la PM en las hojas, (2) para verificar el efecto de limpieza por ultrasonidos en de limpieza liberador de PM y (3) para evaluar la eficiencia de retención de diversa especie del árbol PM1, PM2.5, PM5, PM10, y TSP.

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Protocol

1. hoja de recogida, elución y medición de la masa de PM

  1. Seleccione cinco árboles individuales saludables (es decir, cinco repeticiones) de cada especie de árbol con diámetro similar a la altura del pecho. Recoger cuatro ramas más grandes al azar de cuatro direcciones de la cubierta exterior de la capa de dosel medio y corte todas las hojas intactas.
    Nota: Todas las plantas para el muestreo foliar deben estar ubicadas cerca en una franja verde con longitud y anchura de unos 250 y 60 m, respectivamente, para asegurar que las condiciones ambientales (viento, luz y lluvia) de estos árboles son similares. Se recolectaron las hojas utilizadas en el protocolo el 15 de octubre (período de retención (SDR) polvo corto) y 25 de octubre (largo período de retención (LDR) de polvo) en 2014, que eran 4 y 14 días después de las últimas lluvias (> 15 mm), respectivamente. Los niveles promedio de PM en el corto y largo polvo período de retención (es decir, la duración entre la última lluvia y el tiempo de muestreo de hojas) en nuestro experimento fueron 26 (PM2.5), 57 (PM10) y 111 (PM2.5), 160 μg/m3 (PM10), respectivamente.
    1. Colocar las hojas muestreadas en sacos de válvula etiquetado y transporte de las bolsas al laboratorio inmediatamente. Almacenar las muestras de hojas en la nevera.
  2. Lave y seque los vasos en el horno de 80 ° C. Equilibrar los vasos a temperatura ambiente y humedad y pese los vasos vacíos (W1).
  3. Al azar Seleccione una cierta cantidad de hojas de las muestras de hojas y poner las hojas en un vaso de precipitados de 1000 mL (vaso A).
    Nota: El área foliar es sobre 2000 cm2, que puede garantizar todas las hojas pueden ser sumergidas en el agua completamente y el polvo eluído tiene suficiente peso para pesar con precisión.
  4. Añadir a 270 mL de agua desionizada en el vaso A y sumerja las hojas en agua totalmente.
    1. Revuelva el agua para 60 s con una varilla de vidrio en una sola dirección (frecuencia: 2 segundos para una rotación). Luego, vierta tres vasos pequeños de 100 mL del eluyente (vaso a) uniformemente.
    2. Lavar las hojas con una botella del apretón con punta fina de 30 mL de agua desionizada y transferir las hojas lavadas a un vaso de precipitados de 1000 mL (vaso B). Vierta tres vaso de precipitados pequeño de 100 mL de eluyente (vaso a) uniformemente.
  5. Añadir 270 mL de agua desionizada a B vaso y sumerja las hojas en agua otra vez. Utilizar un cepillo de nylon para limpiar la superficie de la hoja (colocación de la placa plana fina de plástico) con agua desionizada y evitar destruir la microestructura de la superficie de la hoja. Vierta el eluyente en tres vasos pequeños de 100 mL (vaso b).
    1. Lavar las hojas con la botella exprimible de punta fina con 30 mL de agua desionizada y transferir las hojas en un vaso de precipitados de 1000 mL (vaso C). Vierta el eluyente en tres 100 mL pequeño vaso de precipitados (vaso b).
  6. Añadir a 270 mL de agua desionizada a vaso C y sumerja las hojas en agua otra vez.
    1. Poner el envase de cristal en la máquina de limpieza ultrasónica. Con una energía ultrasónica de 500 W, limpieza por 3 min y 10 min de las hojas de las especies arbóreas de hoja anchas y needleleaf, respectivamente. Mezclar las hojas con una varilla de vidrio en una sola dirección (frecuencia: 2 segundos uno del círculo) simultáneamente.
    2. Lavar las hojas con la botella exprimible de punta fina con 30 mL de agua desionizada y vierta el eluyente en tres vasos pequeños de 100 mL (vaso c).
  7. Cubrir un pedazo limpio de papel de filtro (diámetro = 11 cm, área = 94,99 cm2) en cada vaso (a, b, c) y seco los vasos en el horno de 80 ° C por aproximadamente 5 días hasta que la masa de los vasos se vuelve constante.
    1. Ponga los vasos en una cámara de equilibrio para equilibrar la temperatura y humedad durante 30 minutos y pesar la masa de cada vasos de precipitado de 100 mL (W2). Calcular la masa de PM eluida por cada paso de limpieza por W2-W1.

2. medición de área foliar y distribución de tamaño de PM

  1. Añadir 50 mL de agua desionizada a cada vaso de precipitados tarado (a, b, c) mencionada anteriormente y colocar estos vasos en una máquina de limpieza ultrasónica durante 30 minutos hasta que el PM se dispersa en agua desionizada.
  2. Añadir el sobrenadante en vaso (a, b, c) el instrumento de la granularidad de láser y medir la distribución de tamaño de PM eluida por diferentes pasos de limpieza.
    1. Asumir que los porcentajes de volumen medido a porcentajes masa (Q) de partículas de diferente tamaño. Calcular la proporción de partículas de diferentes tamaño eluida por cada paso de limpieza en la ecuación (1):
      Equation 1(1)
      donde Pi, j representa la proporción de masa (%) de las partículas dentro de la clase de diámetro j eluida de la superficie de las hojas por el paso de limpieza ; W representa la masa total (g) de todas las partículas de tamaño eluida por el paso de limpieza ; Qi, j representa el porcentaje de masa (%) de las partículas dentro de la clase de diámetro de j en la masa total de PM eluida por el paso de limpieza ; es el paso de limpieza (es decir, WC, AC y UC); y j es la clase de diámetro, que se estableció en ≤ d 1 μm (PM1), 1 < d ≤ 2,5 μm (PM2,5 1), 2.5 < d ≤ 5 μm (PM2.5-5), 5 < d ≤ 10 μm (PM5-10), d > 10 μm (PM> 10) en el presente estudio.
  3. Hojas de propagación en el plástico del tablero y escanear las hojas con un escáner de alta calidad. Utilizar software de análisis de imagen automático para estimar la superficie y el área proyectada de las hojas.
    Nota: El protocolo se puede detener aquí.

3. Análisis y presentación de los datos

  1. Calcular las partículas extraíble total (PRT) como la suma de la ERP y los PRM que puede ser eluido por WC + BC + UC.
  2. En períodos de retención de polvo diferentes, calcular la masa total de la PM dentro de una clase de specificdiameter retenida en las hojas como la suma de la masa de PM dentro de clase diámetro correspondiente eluida por los diferentes pasos de limpieza (es decir, WC, AC y UC).
    1. Con estos datos y los datos de área de hoja, calcular la eficiencia de retención (hojadeAE) de las partículas de tamaño diferentes en unidad hoja superficie usando la ecuación (2):
      Equation 2(2)
      donde LZj y j de la SZ son la masa (g) de las partículas dentro de la clase de diámetro j retenidos en la unidad de área foliar en los períodos de LDR y SDR, respectivamente; LT y ST son los números de días en los periodos de LDR y DEG, respectivamente.
  3. Llevar a cabo todos los análisis estadísticos con el software SPSS.
    1. Utilice la prueba de Kolmogorov-Smirnov y la prueba de Levene para comprobar los supuestos de ANOVA de la normalidad y la homogeneidad de varianzas, respectivamente, para los porcentajes de elución de las partículas de diferentes tamaños y los datos de capacidad de retención de PM.
    2. Aplicar el ANOVA unidireccional para investigar los efectos de los diferentes pasos de la limpieza en los porcentajes de elución de las partículas de diferente tamaño en diferentes períodos de retención de polvo. Utilice la prueba de Duncan (P = 0.05) para detectar las diferencias significativas entre los diferentes pasos de limpieza.

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Representative Results

Las retenidas en la superficie de las hojas de la tarde tenía dos tipos bajo condiciones naturales. El PM se cae fácilmente por las lluvias y viento en condiciones naturales se define como la materia de partículas fácilmente extraíble (ERP). Este tipo de PM estuvo representado por el PM eluida por WC en este estudio. La PM que se adhiere firmemente a la hoja de las superficies y no puede ser fácilmente lavada por BC y UC se define como la materia de partículas difíciles de eliminar (DRP). Este tipo de PM no se eluyen por el viento y la lluvia natural.

Hubo una diferencia significativa entre las cinco especies en la proporción de masa de distintos tamaños PM eluida por diferentes pasos de limpieza. El resultado mostró que un gran número de diferentes tamaño PM fueron eluidos de superficie foliar por WC (figura 1, figura 2, figura 3, figura 4y figura 5). La media eluyó proporciones (ERP) de las horas de distintos tamaños de las cinco especies fueron 31% y 35% bajo el SDR y la LDR, respectivamente (figura 6).

Además, el WC demostró un efecto más fuerte sobre liberador de PM en hojas de especies de árboles de needleleaf (tabuliformis p. y S. chinensis), especialmente de S. chinensis en el período LDR. Así, el porcentaje de elución de WC fue significativamente mayor que la de BC y UC (P < 0,05) para todos los PM excepto PM> 10. Después de limpiar las hojas de BC, grandes fracciones de varios tamaños PM fueron eluidos también, que fueron 28% y 29% en los períodos SDR y LDR, respectivamente. Similar al WC, el efecto de elución más distintas de BC se observó para japonica S.. El porcentaje de elución de BC fue significativamente mayor que la del WC (P < 0,05) para todas aquellas fracciones de PM bajo el SDR y el LDR. Por otra parte, el efecto de la elución del BC fue significativamente más alto que el de la UC (P < 0,05) excepto PM con < 5 μm de diámetro (figura 6). Aunque una gran fracción de PM podría ser eluida de superficie foliar por WC + BC, algunos PM con diámetros más pequeños todavía adherido en la superficie de las hojas. Posteriormente, cuando UC fue aplicada a las hojas limpias, la PM residual retenido en la superficie de las hojas fueron eluidos completamente (figura 1, figura 2, figura 3, figura 4, y Figura 5), y las proporciones de elución SDR 41% y 36% en la LDR (figura 6). Además, el porcentaje de elución de pequeño tamaño PM fue mayor cuando se aplicó la UC. En consecuencia, la masa de PM subestimar al parecer, si el método de elución convencional fue adoptado sólo para eluir el PM en hojas. Especialmente para S. babylonica, serían subestimar las proporciones promedio eluídas de PM en todas las clases de diámetro por 46%, que era más alto que el de p. tabuliformis (43%), g. biloba (42%), japonica de S. (31%), y S. chinensis (29%).

La AEhoja de diferentes tipos de PM de las cinco especies se muestra en la tabla 1. Había una gran diferencia en la eficiencia de retención calculada por dos métodos diferentes. En comparación con lo estimado por la ecuación (2), lahoja de la AEse calcula mediante la ecuación (3): eficiencia de retención (mg/m2oblicua-1) = masa de la PM en una unidad de área foliar (mg/m2) la duración de la retención de polvo (d) fue aproximadamente 5 veces mayor. Especialmente para japonica S., PM1 de ERP calculado por la ecuación (3) era 18.94 veces más alto que el calculado por la ecuación (2). En este estudio, ERP, TSP AEhoja de diversa especie del árbol varió entre 12.69 y 34.69 mg·m-2oblicua-1 y disminuyó en el orden siguiente: p. tabuliformis > S. babylonica > G. biloba > japonica S. > S. chinensis. Mientras que en un estudio previo, la TSP AEhoja de diversa especie del árbol varió de 35.27 y 85.79 mg·m-2oblicua-1 y disminuyó en el orden siguiente: japonica S. > S. chinensis > S . babylonica > p. tabuliformis > g. biloba. La eficiencia de retención de especies diferentes de árboles en la retención de varios PM tamaño de diferentes tipos (ERP, DRP, TRP) también puede variar. En este estudio, japonica S. exhibió la más alta AEhoja en la retención del TRP de PM1 y PM2.5, 4.3 y 21,91 mg/m2oblicua-1, respectivamente. S. babylonica tuvo la más alta AEhoja en la retención del TRP de PM5 (40,98 mg/m2oblicua-1) y PM10 (62,01 mg/m2oblicua-1). Además, S. chinensis podría retener más ERP de PM1PM2.5y PM5 que las otras especies de árboles.

Figure 1
Figura 1 : El residuo de partículas en las hojas de Ginkgo biloba después de pasos de elución diferentes. A y B para los lados superiores e inferiores de las hojas de Ginkgo biloba. Diferentes números están parados para pasos diferentes de elución. (1: sin limpieza; 2: limpieza de agua; 3: agua de limpieza + limpieza con cepillo; 4. el agua de limpieza, cepillo de limpieza + limpieza ultrasónica). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2 : El residuo de partículas en las hojas de Pinus tabuliformis después de pasos de elución diferentes. A y B los lados cóncavos y convexos de hojas de Pinus tabuliformis. Diferentes números están parados para pasos diferentes de elución. (1: sin limpieza; 2: limpieza de agua; 3: agua de limpieza + limpieza con cepillo; 4. el agua de limpieza, cepillo de limpieza + limpieza ultrasónica). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3 : El residuo de materia particulada en hojas de Sophora japonica después pasos diferentes de elución. A y B para los lados superiores e inferiores de las hojas de Sophora japonica. Diferentes números están parados para pasos diferentes de elución. (1: sin limpieza; 2: limpieza de agua; 3: agua de limpieza + limpieza con cepillo; 4. el agua de limpieza, cepillo de limpieza + limpieza ultrasónica). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4 : El residuo de materia particulada en hojas de Salix babylonica después pasos diferentes de elución. A y B para los lados superiores e inferiores de las hojas de Salix babylonica. Diferentes números están parados para pasos diferentes de elución. (1: sin limpieza; 2: limpieza de agua; 3: agua de limpieza + limpieza con cepillo; 4. el agua de limpieza, cepillo de limpieza + limpieza ultrasónica). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 5
Figura 5 : El residuo de partículas en las hojas de Sabina chinensis después pasos diferentes de elución. A B reposar el cónico y escala forma parte de Sabina chinensis. Diferentes números están parados para pasos diferentes de elución. (1: sin limpieza; 2: limpieza de agua; 3: agua de limpieza + limpieza con cepillo; 4. el agua de limpieza, cepillo de limpieza + limpieza ultrasónica). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 6
Figura 6 : Las proporciones totales de los diferentes tamaño de partículas retenidas en las hojas de diversas especies del árbol. A y B corta (SDR) y largos períodos de retención de polvo (LDR), respectivamente. WC, AC y UC soporte para el agua de limpieza, limpieza con cepillo y limpieza ultrasónica, respectivamente. Datos son medias ± SE. diferentes letras (a, b, c) por encima de la barra de datos indican diferencia significativa (P < 0,05) entre los diferentes pasos de la limpieza en los porcentajes de elución de las partículas de diferentes tamaños bajo períodos de retención de polvo diferentes, según la prueba de Duncan. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Table 1
Tabla 1: la masa de diferentes tipos de horas retenidos en la unidad de área de hoja. Soporte ERP, DRP y TR para la capacidad de retención de polvo fácilmente desprendible, la capacidad de retención de polvo difícil de quitar y la capacidad de retención de polvo total, respectivamente. Ecuación (2): eficiencia de retención (mg/m2oblicua-1) = masa de restar de la PM en la unidad de área foliar en los períodos LDR y SDR (mg/m2) / la duración de la retención de polvo entre el LDR y SDR (d); La ecuación (3): eficiencia de retención (mg/m2oblicua-1) = masa de la PM en una unidad de área foliar (mg/m2) / la duración de la retención de polvo (d).

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Discussion

Precisa y adecuada la PM retenido en la superficie de las hojas es la base para la evaluación de las capacidades de eliminación de PM de diversa especie del árbol. Sin embargo, el método convencional de limpieza (WC o más BC) no se puede quitar completamente el polvo de las hojas, que ha sido confirmado por análisis de microscopía electrónica10. Esto fue demostrado más claramente por el presente estudio (figura 1, figura 2, figura 3, figura 4y figura 5). Nuestro estudio muestra, si sólo WC fue aplicado a las hojas limpias, el PM sobre la superficie de la hoja sería subestimar por cerca del 69% y 65% en los períodos SDR y LDR, respectivamente. Es decir, un corto período de lluvias con cierta intensidad podría sólo eluir 31% y 35% de las horas de las hojas. Además, estudios anteriores han demostrado que una lluvia corta y pesada sólo puede eluir 50% y el 62% de lo PM de las hojas de aligustre y Viburnum odoratissimum, respectivamente18. Sin embargo, la influencia de las precipitaciones en liberador de la PM retenido en la superficie de las hojas de p. tabuliformis no era evidente. Por lo tanto, bajo condiciones naturales, sólo una pequeña parte de la superficie de la hoja de la tarde podría eluida por la lluvia. Cuando WC y antes de Cristo se aplicaban a hojas limpias, el porcentaje de elución de PM también subestimar por cerca de 41% y 36% en los períodos SDR y LDR, respectivamente. Sin embargo, más PM podría eluida y recogido de la superficie de la hoja después de suplir UC WC + a.c. para la limpieza de hojas. Así, para la cuantificación exacta e imparcial de PM retenido por las hojas, es necesario y crucial para añadir UC a la hoja convencional método de limpieza.

En la actualidad, la mayoría de los estudios utilizando la capacidad de retención de horas retenidos en la superficie de las hojas para evaluar las capacidades de eliminación de partículas de árboles. Aunque este indicador es conveniente para la evaluación de las capacidades de extracción de PM bajo la misma duración de retención, habrá gran diferencia en la capacidad de retención de la misma especie de árbol bajo períodos de retención de polvo diferentes. Así, se propuso en algunos estudios que la eficiencia de retención (la masa de PM retenido en una unidad de área foliar por unidad de tiempo) debe aplicarse para evaluar las capacidades de remoción de planta PM, como esto puede eliminar la desviación de la evaluación de la capacidad de retiro de PM debido a la dif rencia en la duración de retención de polvo. Sin embargo, estos estudios descuidaban el hecho de que sólo una pequeña parte de la superficie de la hoja de la tarde puede ser eluida por lluvias. Además, este método puede resultar en cinco veces sobreestimación de las capacidades de eliminación de PM de árboles, según los resultados de este estudio (tabla 1). Por esta razón, debe aplicarse el método de cálculo de la ecuación (2) para evaluar con precisión las capacidades de eliminación de PM de árboles.

Cuando el método de elución en PM propuesto en este estudio se utilizó para determinar la masa de PM en superficies de la hoja, cada paso experimental debe ser preciso y evitar los errores causados por factores humanos tanto como sea posibles. Por ejemplo, el número de hojas para cada experimento depende de la situación específica, y debe ser determinado por la especificación del instrumento del experimento, la duración de la retención de polvo, parámetro ultrasónico y otros factores. Tomando el parámetro ultrasónico como ejemplo, la duración de limpieza ultrasónica y la velocidad de la centrífuga deben determinarse por múltiples experimentos preliminares para asegurar que el error experimental es dentro del rango aceptable. Además, la cantidad de agua desionizada para elución también debe ajustarse según la masa de PM. Además, cada vaso pequeño llenado de eluyente, mientras está secando en el horno, debe cubrirse con un pedazo limpio de papel de filtro para prevenir la contaminación de polvo. En Resumen, cada paso en el experimento debe operarse con cuidado para repetir con exactitud el método propuesto.

Es muy necesario y fundamental para completar el procedimiento de limpieza ultrasónico a la hoja convencional método de limpieza para que las capacidades de eliminación de PM de árboles pueden ser evaluadas con mayor precisión y cuantitativamente. Con el fin de comparar con precisión las capacidades de eliminación de PM de diversa especie del árbol experimentando períodos de retención de polvo diferentes, la eficiencia de retención debe calcularse utilizando el método (ecuación (2)) propuesto en este estudio. Nuestro protocolo integral propuesto será útil para evaluar las capacidades de depuración de PM de bosques y árboles urbanos de una manera precisa, objetiva y precisa.

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Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Este trabajo fue financiado por los fondos de investigación fundamentales para la Universidad Central (2017ZY21) y la Fundación Nacional de Ciencias naturales de 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

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Ciencias ambientales número 140 materia de partículas distribución de tamaño de partícula capacidad de retención eficiencia de retención hojas de árboles limpieza ultrasónica
Evaluación de las capacidades de eliminación de materia particulada de árbol hojas
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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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