Waiting
Login processing...

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

Environment

Ağaç partiküler madde kaldırma yeteneklerini değerlendirmek bırakır

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

Ultrasonik Temizleme yöntemi PM konvansiyonel temizlik yöntemleri tarafından (sadece temizlik su veya su temizleme artı temizlik fırça) eluted sonra yaprak yüzeylerde muhafaza partiküler madde (PM) elute uygulandı. Metodoloji PM saklama kapasitesi yaprakların tahmin doğruluğunu geliştirmek için yardımcı olabilir.

Abstract

Konvansiyonel temizlik yöntemleri üzerinde (su temizleme (WC) + (M.Ö.) temizlik fırça) bağlı olarak, bu çalışmada (UC) Ultrasonik Temizleme etkisi yaprak yüzeylerde muhafaza çeşitli büyüklükteki partiküler madde (PM) toplama değerlendirilir. Biz daha fazla yaprakları PM ortam havası kantitatif kaldırmak için kentsel ağaçlar yeteneklerini değerlendirmek için yardımcı olacak çeşitli büyüklükteki PM için saklama verimliliğini karakterize.

Üç geniş yapraklı ağaç türleri (Ginkgo biloba, sofora japonica ve Salix babylonica) ve iki needleleaf ağaç türleri (Pinus tabuliformis ve Sabina chinensis) araştırma nesneler olarak alarak, yaprak edildi 4 gün (kısa PM saklama dönemi) ve 14 gün (uzun PM saklama dönemi) sonra en son yağış toplanan. Yaprak yüzeylerde muhafaza PM sırayla WC, M.Ö. ve UC aracılığıyla toplanan. Sonra saklama verimliliği yaprak (AEyaprak) kolayca çıkarılabilir PM (ERP), zor Kaldır (DRP) ve tamamen çıkarılabilir (TRP), dahil olmak üzere çeşitli büyüklükteki PM üç tür için hesaplanır. Sadece yaklaşık % 23-45 üzerinde muhafaza PM bırakır toplam % kapalı temizlenmiş ve WC tarafından toplanan. Yaprakları WC + BC temizlendi, küçümseme PM saklama kapasitesi farklı ağaç türlerinin % 29-%46 için çeşitli büyüklükteki yatak Almost aralıktaki UC WC + BC için takıma Eğer tüm PM yapraklarda muhafaza kaldırılmış olabilir oldu.

UC konvansiyonel temizlik yöntemleri sonra tamamlanmaktadır, sonuç olarak, yaprak yüzeylerde daha fazla PM eluted toplanan ve olmak. Bu çalışmada geliştirilen yordam PM kaldırma yetenekleri farklı ağaç türlerinin değerlendirmek için kullanılabilir.

Introduction

Ortam havası PM kaldırmak için yeteneklerini farklı ağaç türlerinin yaprak yüzeylerde muhafaza PM kitle miktarının ile tespit edilebilir. Bu hedefe ulaşmak için çıkarma yöntemi1,2, membran filtre Yöntem3,4,5ve partikül boyut analiz6 ile birleştiğinde elüsyon ağırlığında yöntemi olmuştur kantitatif PM2.5 kitle tahmin etmek için uygulanan (çap ≤ 2.5 µm), PM10 (çap ≤ 10 µm) veya yapraklarda muhafaza toplam askıya alınan parçacık (TSP). Ancak, bu yöntemlerin doğruluğu temelde yaprak yüzeylerde muhafaza PM toplama performanslarını bağlıdır. Şu anda ilgili çalışmalarda sık sık kullanılan yöntem temizlik geleneksel yaprak içerir bir veya iki adım, yani sadece yıkama su (emmek ve yaprakları deiyonize su kullanarak durulayın)3,7 veya5, fırçalama artı 8 , 9. ancak, bazı çalışmalar10,11 PM yaprak yüzeylerde tamamen konvansiyonel temizleme yöntemi tarafından eluted değil olduğunu göstermiştir. Ultrasonik Temizleme yüksek hızlı, kaliteli ve nesnenin yüzeyinin az hasar avantajları olduğu gibi karmaşık microstructures ile yaprak yüzeylerde muhafaza PM toplamak için kullanılmak üzere büyük bir potansiyele sahiptir. Şu anda, Ultrasonik Temizleme yaprak yüzeylerde muhafaza PM toplamak için bazı çalışmalarda uygulanmış (yani, yaprakları deiyonize su koymak ve ultrasonik temizleyici am elute kullanmak)12,13. Ancak, bu yöntem yalnızca bir yaprak Ultrasonik Temizleme PM yaprak yüzeyler arasında toplama üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir ve onun en iyi işletim parametrelerini de net değildir bilinen değil iken yöntemi, temizlik ek olarak kullanılır. Eğer uygun bir ultrasonik temizleme prosedürü konvansiyonel temizleme yöntemi11 için takıma Ginkgo biloba yaprak yüzeyinde muhafaza PM tamamen yaprak yüzeylere zarar vermeden eluted ki bizim önceki araştırmalar göstermiştir . Ancak, istikrar ve ultrasonik temizleme genel uygulanabilirliği parametreleri (ultrasonik güç, zaman ve diğer bilgileri) farklı bitki türleri farklı toz saklama dönemi yaşıyor hala belli değil.

Şu anda, PM2.5, PM10veya birim yaprak alan üzerinde çay kaşığı kitle PM ortam havası14,15kaldırmak için farklı ağaç türlerinin yeteneklerini değerlendirmek için sık sık kullanılmıştır. Doğal koşul altında yaprak yüzeylerde muhafaza PM iki bölüme ayrılır: ilk bölümü yaprakları rüzgar etkileri nedeniyle kapalı düşebilir PM ve diğer bölümü sıkıca yaprak yapıştırılır PM ise yağış, yüzeyler ve ea olamaz sily yağış tarafından yıkanmış. Ancak, birkaç çalışmalar PM her iki tür kitle yaprak yüzeyler üzerinde odaklanmıştır. Buna ek olarak, PM saklama dönemi farklı çalışmalarda yaprakların çok farklı. Böylece, bu çalışmaların sonuçları karşılaştırılabilir birim yaprak alanı üzerinde muhafaza PM kitle ağaçlar16PM kaldırma yeteneklerini değerlendirmek için kabul edilen Eğer fakir olacak. Sonuç olarak, PM saklama verimliliği (birim yaprak alan birim zamanda ücret üzerinde muhafaza PM kütlesi), alternatif olarak, kentsel ağaçlar5,17am arıtma etkilerini değerlendirmek için önerilmiş. Genel olarak, hala bu konuda araştırma eksikliği olduğunu. Metodolojik temel ve veri PM kaldırma yetenekleri farklı ağaç türlerinin doğru bir şekilde değerlendirmek için destek sağlamak farklı ağaç türünün ilgili çalışmalar yürütmek son derece gereklidir.

Burada, üç geniş yapraklı ağaç türleri (G. biloba, sofora japonicave Salix babylonica) ve iki needleleaf ağaç türleri (Pinus tabuliformis ve Sabina chinensis) kendi PM kaldırma değerlendirmek için seçilmiş yeteneklerini iki PM saklama dönemi. Xitucheng ağır kirliliği Pekin ile bir alanda bulunan Park (39.97 ° N 116.36 ° E), yaprak örnekleme yerdi. Bu çalışmada üç belirli hedefleri idi: (1) farklı yaprak yapraklarda, (2) üzerinde ultrasonik temizleme etkisi doğrulamak için PM eluting içinde yöntemleri (su (WC) temizlik, temizleme fırçası (M.Ö.) ve ultrasonik (UC) temizlik) Temizleme etkinliğini değerlendirmek için PM, eluting ve (3) farklı ağaç türleri am1, PM2.5PM5PM10ve çay kaşığı saklama verimliliğini değerlendirmek için.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. yaprak toplama, elüsyon ve kütle ölçümü: PM

  1. Beş sağlıklı bireysel ağaçlar (Yani, beş çoğaltır) meme yükseklikte benzer çapı ile her ağaç türlerinin seçin. Dört büyük dalları rastgele orta gölgelik katmanındaki dış çardağın dört yönden toplamak ve tüm bozulmamış yaprakları kesti.
    Not: Tüm bitkilerin yaprak örnekleme için yakından bir greening Şerit uzunluğu ve genişliği yaklaşık 250 ve 60 m, sırasıyla, bu ağaçlar çevre koşulları (rüzgar, ışık ve yağmur) benzer olduğundan emin olmak için yer almalıdır. İletişim kuralında kullanılan yaprakları 15 Ekim (kısa toz saklama (SDR) dönemi) ve 25 Ekim (uzun toz saklama (LDR) dönemi) üzerinde 4 ile 14 gün sonra son yağış (> 15 mm), sırasıyla idi 2014 yılında toplanmıştır. 26 (PM2.5), 57 (PM10) ve 111 (PM2.5), kısa ve uzun toz saklama dönemi (Yani, son yağış ve yaprak örnekleme zamanı arasındaki süre) deneyimiz altında pm düzeyleri ortalama olduğunu 160 µg/m3 (PM10), anılan sıraya göre.
    1. Örneklenen yaprakları etiketli Vana torbalara yerleştirin ve hemen laboratuvar çanta taşıma. Yaprak örnekleri buzdolabında saklayın.
  2. Yıkama ve kadehler 80 ° C fırında kuru. Kadehler oda sıcaklığına ve nem equilibrate ve boş şişeler (W1) ağırlığında.
  3. Rastgele bir miktar yaprak yaprak örnekleri seçin ve yaprakları bir 1000 mL kabı (a kabı) koydu.
    Not: Bütün yaprakları tamamen suya dalmış ve doğru bir şekilde tartılması için yeterli ağırlığı eluted toz garantisini 2000 cm2hakkında yaprak alandır.
  4. 270 mL deiyonize su kabı A ekleyin ve su yapraklarda tamamen bırakın.
    1. 60 su karıştırın s tek bir yönde bir cam çubuk ile (frekans: bir döndürme için 2 saniye). Daha sonra eluent üç 100 mL küçük şişeler dökün (ölçek kabı bir) eşit.
    2. Yapraklarını ince uçlu sıkmak şişe kullanarak 30 mL deiyonize su ile yıkayın ve 1000 mL kabı (ölçek B) yıkanmış yapraklarını aktarın. Eluent üç 100 mL küçük kabı dökün (ölçek kabı bir) eşit.
  5. 270 mL deiyonize su kabı B ekleyin ve tekrar yapraklarını suda bırakın. O zaman bir naylon fırça (düz ince plastik plaka üzerine yerleştirerek) yaprak yüzeyi deiyonize su ile fırçalayın ve mikroyapı yaprak yüzeyi yok önlemek için kullanın. Eluent üç 100 mL küçük şişeler (ölçek b) dökün.
    1. Yapraklarını ince ucu ile 30 mL deiyonize su ile squeezable şişe kullanarak yıkayın ve yaprakları bir 1000 mL kabı (ölçek kabı C) aktarın. Eluent üç 100 mL küçük kabı (ölçek b) dökün.
  6. 270 mL deiyonize su kabı C-ekleyin ve tekrar yapraklarını suda bırakın.
    1. Cam kap Ultrasonik Temizleme makinesi koymak. 500 W, 3 dk ve yaprakları için 10 min için temiz geniş yapraklı ve needleleaf ağaç türlerinin bir ultrasonik güç sırasıyla kullanarak. Tek yönde yaprakları bir cam çubuk ile karıştırın (frekans: 2 saniye için bir daire) aynı anda.
    2. Squeezable şişe 30 mL deiyonize su ile iyi uç ile kullanarak yaprak yıkama ve eluent üç 100 mL küçük şişeler (ölçek kabı c) dökün.
  7. Temiz filtre kağıt parçası kapak (çapı = 11 cm, alan 94.99 cm2=) her kabı (a, b, c) Tarih ve 80 ° C fırında kadehler kadehler kütlesi sürekli hale gelinceye kadar yaklaşık 5 gün boyunca kuru.
    1. Kadehler sıcaklık ve nem 30 dk için equilibrate için bir denge odası içine koyun ve her 100 mL şişeler (W2) kütlesi ağırlığında. W2-W1temizlik her adım tarafından eluted PM kitle hesaplamak.

2. ölçüm PM boyutu dağıtım ve yaprak alanı

  1. 50 mL deiyonize su ağırlığını her kabı (a, b, c) için yukarıda belirtilen ekleyin ve Başbakanın deiyonize suyla çekilmesini kadar bir ultrasonik temizleme makinesi 30 dk için bu şişeler yer.
  2. Farklı temizleme adımları tarafından eluted PM boyutu dağılımı ölçmek ve süpernatant kabı (a, b, c) lazer taneciklik araç olarak ekleyin.
    1. Farklı boyutta parçacıkların kütle yüzdeleri (Q) olarak ölçülen hacim yüzdeleri varsayıyorum. Temizlik her adım (1) denklemi tarafından eluted farklı boyutta parçacıkların oranını hesaplamak:
      Equation 1(1)
      Burada Pi, j yaprak yüzeyler arasında temizlik adım beneluted j çapı sınıf içindeki parçacıkların kütle oranı (%) gösterir; Ben W temizlik adım beneluted tüm ölçekli parçacıklar toplam kütlesi (g) temsil eder; Qi, j j çapı sınıf temizlik adım beneluted toplam PM kitle içindeki parçacıkların kütle yüzdesi (%) temsil eder; ben temizlik (Yani, WC, BC ve UC); adımdır ve j d ≤ 1 µm (PM1) kuruldu, çapı Sınıf 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 (am> 10) da çalışmanın içinde.
  3. Yaymak yaprakları plastik üzerine kurulu ve yaprakları ile yüksek kaliteli scanner tarama. Otomatik görüntü analiz yazılımı yüzey alanı ve yaprakların öngörülen alanı tahmin etmek için kullanın.
    Not: Protokol burada duraklatılmış.

3. veri sunumu ve analiz

  1. ERP ve WC + BC tarafından eluted DRP toplamı olarak toplam çıkarılabilir partiküler madde (TRP) hesaplamak + UC.
  2. Farklı toz saklama dönemi altında am am farklı temizleme adımları tarafından (Yani, WC, BC ve UC) eluted karşılık gelen çapı sınıf içindeki kitle toplamı olarak yapraklarda muhafaza specificdiameter sınıf içindeki toplam kitle hesaplamak.
    1. Bu veri ve yaprak alanı veri kullanma, saklama verimliliği (AEyaprak) Denklem (2) kullanarak birimi yaprak yüzey alanı üzerinde çeşitli büyüklükteki parçacıkların Hesapla:
      Equation 2(2)
      LZj ve SZj birim yaprak alanı LDR ve SDR, altında sırasıyla muhafaza j çapı sınıf içindeki parçacıkların kütle (g) olduğu; LT ve ST LDR ve SDR, gün sayıları sırasıyla vardır.
  3. SPSS yazılımı ile tüm istatistiksel analizler yapmak.
    1. Kolmogorov-Smirnov sınaması ve Levene testi ANOVA varsayımlar normal ve farkları, polimerlerin sırasıyla, farklı boyutta parçacıkların ve PM saklama kapasitesi veri elüsyon yüzdeleri için doğrulamak için kullanın.
    2. Tek yönlü ANOVA farklı temizleme adımları altında çeşitli toz saklama dönemi farklı boyutta parçacıkların elüsyon yüzdeleri etkilerini araştırmak için geçerlidir. Duncan'ın test kullanın (P = 0,05) farklı temizleme adımları arasında önemli farklılıklar tespit etmek için.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Yaprak yüzeylerde muhafaza PM doğal koşullarda iki türü var. Başbakanın kolayca tarafından yağış düşer ve rüzgar doğal koşullar altında kolayca çıkarılabilir partiküler madde (ERP) tanımlanır. Bu tür bir PM Bu çalışmada WC tarafından eluted PM tarafından temsil edildi. Sıkı bir şekilde yaprak bağlı kalır PM yüzeyler ve kolayca m.ö. yılında yıkanması değil ve UC kaldır zor partiküler madde (DRP) tanımlanır. AM bu tür doğal yağış ve rüzgar tarafından eluted olamaz.

Çeşitli büyüklükteki PM tarafından farklı temizleme adımları eluted kitle oranlarını beş ağaç türler arasında önemli bir fark vardı. Sonucu Çok sayıda farklı ölçekli PM eluted ki yaprak yüzeyinden WC tarafından (resim 1, resim 2, Şekil 3, Şekil 4ve Şekil 5) gösterdi. Ortalama oranlar (ERP) çeşitli büyüklükteki PM beş ağaç türlerinin sırasıyla % 31 ve % 35 SDR ve LDR, altında vardı eluted (Şekil 6).

Buna ek olarak, WC PM tarihinde eluting üzerinde güçlü bir etkisi needleleaf ağaç türlerinin (P. tabuliformis ve S. chinensis), S. chinensis LDR döneminin altındaki için özellikle yaprakları gösterdi. Bu nedenle, WC elüsyon yüzdesi önemli ölçüde BC daha yüksek ve UC (P < 0,05) PM PM dışında büyük ölçekli tüm için> 10. M.ö. yılında yaprakları temizlendikten sonra çeşitli büyüklükteki PM büyük kesirler de, hangi % 28 ve %29 SDR ve LDR dönemler altında idi eluted. Benzer şekilde WC, en farklı elüsyon etkisi m.ö. S. japonicaiçin gözlendi. BC elüsyon yüzdesi önemli ölçüde WC daha yüksek (P < 0,05) PM SDR ve LDR dönemler altında tüm kesirler için. Ayrıca, BC elüsyon etkisini önemli ölçüde UC daha yüksek (P < 0,05) hariç PM çapı < 5 µm (Şekil 6). PM büyük bir kısmını yaprak yüzeyinden eluted rağmen WC + BC tarafından bazı PM küçük çaplarda hala yaprak yüzeylerde yapıştırılır. Daha sonra UC temiz yaprakları uygulandığında, yaprak yüzeylerde muhafaza kalan PM eluted tamamen (1 şekil, Şekil 2, Şekil 3, Şekil 4, ve Şekil 5), ve elüsyon oranlarını % 41 SDR altında ve LDR (Şekil 6) altında % 36. Buna ek olarak, UC uygulandığında küçük ölçekli PM elüsyon yüzdesi daha yüksek oldu. Geleneksel elüsyon yöntemi sadece PM yapraklarda elute için kabul edilmiştir Eğer sonuç olarak, kitle PM, Görünüşe göre göz ardı. Özellikle S. babylonicaiçin PM tüm çapı sınıflarda ortalama eluted oranlarda (% 43) P. tabuliformis için daha yüksek olduğunu, % 46 tarafından G. biloba (% 42), S. japonica (% 31), göz ardı ve S. chinensis (% 29).

PM beş ağaç türlerinin farklı türde AEyaprak Tablo 1' de gösterilen. İki farklı yöntemle hesaplanan saklama verimliliğinde büyük bir fark vardı. Denklem (2) ile tahmini sonuç ile karşılaştırıldığında, AEyaprak hesaplanan denklemi tarafından (3): saklama verimliliği (mg/m2·d-1) PM kitle bir birim yaprak alanının (mg/m2) = / toz tutma süresi (d) idi yaklaşık 5 kat daha yüksek. Özellikle S. japonicaiçin Denklem (3) tarafından hesaplanan ERP PM1 18.94 kez Denklem (2) tarafından hesaplanan daha yüksek. Bu çalışmada, ERP, farklı ağaç türlerinin çay kaşığı AEyaprak 12.69 ve 34.69 mg·m-2·d-1 arasında çeşitli ve aşağıdaki sıraya göre düşmüştür: P. tabuliformis > S. babylonica > G. biloba > S. japonica > S. chinensis. Bir önceki çalışmada ise, farklı ağaç türlerinin çay kaşığı AEyaprak 35.27 ve 85.79 mg·m-2·d-1 arasında çeşitli ve aşağıdaki sıraya göre düşmüştür: S. japonica > S. chinensis > S . babylonica > P. tabuliformis > G. biloba. Farklı ağaç türlerinin çeşitli büyüklükteki PM farklı türlerde (ERP, DRP, TRP) istinat saklama verimliliği de değişebilir. Bu çalışmada yer TRP 4.3 21.91 mg/m2·d-1idi PM1 ve PM2.5, istinat içinde en yüksek AEyaprak S. japonica sergiledi. S. babylonica PM5 (40.98 mg/m2·d-1) ve PM10 (62.01 mg/m2·d-1) TRP istinat içinde en yüksek AEyaprak vardı. Buna ek olarak, S. chinensis diğer ağaç türler daha PM1, PM2.5ve PM5 daha fazla ERP korumak.

Figure 1
Resim 1 : Partikül madde kalıntısı üzerinde Ginkgo biloba farklı elüsyon adımlardan sonra bırakır. A ve B Ginkgo bilobayaprakları alt ve üst kenarlarında için stand. Farklı elüsyon adımları için farklı numaralar. (1: temizlik; olmadan 2: tek su temizleme; 3: su temizleme + Temizleme fırçası; 4. su temizleme + temizlik fırça + Ultrasonik Temizleme). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Resim 2 : Üzerinde partiküler madde kalıntı Pinus tabuliformis farklı elüsyon adımlardan sonra bırakır. A ve B Pinus tabuliformisyaprakları içbükey ve dışbükey taraf için stand. Farklı elüsyon adımları için farklı numaralar. (1: temizlik; olmadan 2: tek su temizleme; 3: su temizleme + Temizleme fırçası; 4. su temizleme + temizlik fırça + Ultrasonik Temizleme). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3 : Üzerinde partiküler madde kalıntı sofora japonica farklı elüsyon adımlardan sonra bırakır. A B ayağa sofora japonicayaprakların alt ve üst kenarlarında. Farklı elüsyon adımları için farklı numaralar. (1: temizlik; olmadan 2: tek su temizleme; 3: su temizleme + Temizleme fırçası; 4. su temizleme + temizlik fırça + Ultrasonik Temizleme). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 4
Şekil 4 : Üzerinde partiküler madde kalıntı Salix babylonica farklı elüsyon adımlardan sonra bırakır. A ve B Salix babylonicayaprakların alt ve üst kenarlarında için stand. Farklı elüsyon adımları için farklı numaralar. (1: temizlik; olmadan 2: tek su temizleme; 3: su temizleme + Temizleme fırçası; 4. su temizleme + temizlik fırça + Ultrasonik Temizleme). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 5
Şekil 5 : Üzerinde partiküler madde kalıntı Sabina chinensis farklı elüsyon adımlardan sonra bırakır. A ve B konik için stand ve ölçek biçimli yaprakları Sabina chinensis. Farklı elüsyon adımları için farklı numaralar. (1: temizlik; olmadan 2: tek su temizleme; 3: su temizleme + Temizleme fırçası; 4. su temizleme + temizlik fırça + Ultrasonik Temizleme). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 6
Şekil 6 : Çeşitli kitle oranlarını boyutlu partiküler madde farklı ağaç türlerinin yapraklarda korudu. A ve B standı kısa (SDR) ve uzun (LDR) toz saklama dönemi, anılan sıraya göre. WC, M.Ö. ve UC tek su temizleme, temizleme fırçası ve Ultrasonik Temizleme, sırasıyla için stand. Veri çoğu ortalama ± SE. farklı harfler (a, b, c) veri çubuğunun üzerinde anlamlı bir fark gösterir (P < 0,05) arasında farklı temizleme adımları altında farklı toz saklama dönemi, farklı boyutta parçacıkların elüsyon yüzdeleri Duncan testine göre. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Table 1
Tablo 1: kütle birimi yaprak alanı üzerinde muhafaza PM farklı türde. ERP, DRP ve TR kolayca çıkarılabilir toz tutma kapasitesi, kaldır zor toz tutma kapasitesi ve toplam toz tutma kapasitesi için sırasıyla stand. Denklem (2): saklama verimliliği (mg/m2·d-1) PM çıkarma kitle üzerinde birim yaprak alanı altında LDR ve SDR dönemleri (mg/m2) = / toz tutma süresi arasında LDR ve SDR dönemleri (d); Denklem (3): saklama verimliliği (mg/m2·d-1) PM kitle bir birim yaprak alanının (mg/m2) = / toz tutma süresi (d).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Doğru ve uygun yaprak yüzeylerde muhafaza am am kaldırma yetenekleri farklı ağaç türlerinin değerlendirmek için temel oluşur. Ancak, geleneksel temizleme yöntemi (WC ya da artı BC) elektron mikroskobu10tarayarak teyit toz yaprak yüzeylerde tamamen kaldıramazsınız. Bu daha da açıkça da çalışmanın tarafından gösterilmiştir (Şekil 1, resim 2, Şekil 3, Şekil 4ve Şekil 5). WC için temiz yaprakları uygulandığı yalnızca, bizim çalışma gösteren PM yaprak yüzeyi yaklaşık % 69 ve SDR ve LDR dönemler altında % 65 tarafından sırasıyla göz ardı. Yani, belirli bir yoğunluk yağış miktarını kısa bir süre sadece % 31 ve % 35 PM yaprak yüzeyler arasında elute. Buna ek olarak, önceki çalışmalar kısa ve yoğun yağış sadece % 50 ve PM Ligustrum Lucidium ve kartopu odoratissimum, sırasıyla18yaprakları % 62 elute göstermiştir. Ancak, P. tabuliformis yaprak yüzeylerde muhafaza PM eluting üzerinde yağış etkisi belirgin değildi. Sonuç olarak, doğal koşullar altında PM yaprak yüzeyi üzerinde sadece küçük bir bölümünü yağış tarafından eluted. WC ve BC için temiz yaprakları uygulanan zaman PM elüsyon yüzdesi aynı zamanda yaklaşık %41 ve % 36 SDR ve LDR dönemler altında sırasıyla göz ardı. Ancak, daha fazla PM eluted ve yaprakları temizlemek için UC WC + m.ö. ilave sonra yaprak yüzeyinden toplanan. Böylece, yaprakları tarafından muhafaza PM tarafsız ve doğru miktar için gerekli ve UC yöntemi temizlik geleneksel yaprak eklemek çok önemli olmuştur.

Şu anda, çoğu çalışmalar ağaçlar partiküler madde kaldırma yeteneklerini değerlendirmek için yaprak yüzeylerde muhafaza PM saklama kapasitesini kullanarak. Bu gösterge PM kaldırma yetenekleri aynı saklama süresini altında değerlendirmek için uygun olsa da, aynı ağaç türleri farklı toz tutma süreleri altında saklama kapasiteleri büyük fark olacaktır. Bu nedenle, bu gibi bu PM temizleme yeteneği nedeniyle DIF değerlendirme sapması ortadan kaldırabilir saklama verimliliği (bir birim birim birim zamanda yaprak alanının muhafaza PM kütlesi) bitki PM kaldırma yeteneklerini değerlendirmek için uygulanması gereken bazı çalışmalarda önerilmiş toz tutma süresi içinde başvuru. Ancak, bu çalışmalar PM yaprak yüzeyi üzerinde sadece küçük bir bölümünü yağış tarafından eluted aslında ihmal. Buna ek olarak, bu yöntem içinde beş kez tahmindi PM kaldırma yetenek ağaçları, bu çalışmada (Tablo 1) sonuçlarına göre neden olabilir. Bu nedenle, doğru ağaçlar PM kaldırma yeteneklerini değerlendirmek için Denklem (2) hesaplama yöntemi uygulanmalıdır.

PM elüsyon yöntemi bu çalışmada evlenme teklif ettiğimde PM kitle yaprak yüzeylerde belirlemek için kullanılan deneysel her adımı doğru olmalı ve mümkün olduğu kadar insan faktörleri tarafından kaynaklanan hataları önlemek. Örneğin, yaprakları her deneme için belirli koşullara bağlıdır ve deney aleti, toz tutma süresi, ultrasonik parametresi ve diğer faktörler'in belirtimine göre tespit edilmelidir. Ultrasonik parametre olarak örnek alarak, Ultrasonik Temizleme süresi ve santrifüj hız birden fazla ön deneyler deneysel hata kabul edilebilir Aralık içinde olduğundan emin olmak için tespit edilmelidir. Buna ek olarak, elüsyon için kullanılan deiyonize su miktarı da PM kitle göre ayarlanmalıdır. Ayrıca, her küçük kabı fırında kurutma iken eluent ile dolu bir temiz filtre toz kirliliği önlemek için kağıt parçası ile örtülmelidir. Kısacası, her adımda deneme dikkatle önerilen yöntem doğru yineleyebilmek için ameliyat olması lazım.

Son derece gerekli ve ağaçlar PM kaldırma yeteneklerine daha doğru ve kantitatif tespit edilebilir böylece temizleme yöntemi, geleneksel yaprak için ultrasonik temizlik yordamı tamamlamak çok önemli. Doğru PM kaldırma yetenekleri farklı toz tutma süreleri karşılaşan farklı ağaç türlerinin karşılaştırmak üzere saklama verimliliği bu çalışmada önerilen yöntemi (Denklem (2)) kullanılarak hesaplanacağını. Bizim önerilen kapsamlı protokol kesin, tarafsız ve doğru bir şekilde kentsel ağaçlar ve ormanlar PM arıtma yeteneklerini değerlendirmek için faydalı olacaktır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Bu eser orta üniversiteler (2017ZY21) ve Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı Çin (21607038) için temel araştırma fonu tarafından desteklenmiştir.

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

Çevre Bilimleri sayı: 140 partiküler madde parçacık boyutu dağıtım saklama kapasitesi saklama verimlilik ağaç yaprakları Ultrasonik Temizleme
Ağaç partiküler madde kaldırma yeteneklerini değerlendirmek bırakır
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