Summary

단풍 나무의 미 립 자 물질 제거 능력 평가

Published: October 07, 2018
doi:

Summary

초음파 청소 방법 elute 미 립 자 물질 (PM) 후 오후는 eluted 기존의 청소 방법 (물만 청소 또는 물 청소 및 청소 브러쉬)으로 잎 표면에 유지에 적용 되었습니다. 방법론 잎의 오후 보존 용량에 대 한 예측 정확도 향상 시킬 수 있습니다.

Abstract

기존의 청소 방법 (물 청소 (화장실) + 브러쉬 (BC) 청소)을 바탕으로,이 연구 수집 하는 다양 한 크기의 미 립 자 물질 (PM) 잎 표면에 유지에 초음파 청소 (UC)의 영향을 평가. 우리는 더 다양 한 크기의 오후, 양적 오후 주변 공기에서 제거 하는 도시 나무의 능력을 평가 하는 데 도움이 됩니다 나뭇잎의 보존 효율 특징.

복용 3 broadleaf 나무 종 (은행나무, Sophora 나무Salix babylonica)와 두 개의 needleleaf 나무 종 (Pinus tabuliformis사비 나 나무) 연구 개체로, 잎 샘플 했다 최신 강우량 후 4 일 (짧은 오후 보존 기간)과 14 일 (긴 오후 보존 기간)를 수집합니다. 오후는 잎 표면에 유지 순서 대로 화장실, bc 주, 그리고 UC 수집 했다. 다음, 제거 하기 어려운 오후 (DRP), 그리고 완전히 이동식 오후 (TRP), 쉽게 이동식 오후 (ERP)를 포함 하 여 다양 한 크기의 오후의 세 가지 종류 () 잎의 보존 효율 계산 했다. 만 약 23%-45% 오후에 나뭇잎 떨어져 청소 하 고 화장실에 의해 수집 된 수 있습니다. 나뭇잎 화장실 + BC를 통해 청소 했다 때 다른 나무 종의 오후 보존 용량의 싼 잎에 모든 오후 UC 화장실 + 기원전 보충 되었다 하는 경우 제거 될 수 있습니다 다양 한 크기의 시 거의 대 한 29%-46%의 범위에서 했다.

결론적으로, 경우에 UC는 기존 청소 방법 후 보충 되었다, 잎 표면에 더 많은 오후 수 eluted 되며 수집. 이 연구에서 개발 된 절차는 다른 나무 종의 오후 제거 능력을 평가 하기 위한 사용할 수 있습니다.

Introduction

주변 공기에서 오후를 제거 하려면 다른 나무 종의 능력 잎 표면에 유지 하는 오후의 질량을 측정을 통해 평가 될 수 있다. 이 목표를 달성 하기 위해 빼기 방법1,2, 멤브레인 필터 방법3,,45및 입자 크기 분석6 함께 차입 무게 방법 되었습니다. 양적 오후2.5 의 질량을 예측에 적용 (직경 ≤ 2.5 µ m), 오후10 (직경 ≤ 10 µ m) 또는 총 일시 중단 된 미 립 자 (TSP) 잎에 유지. 그러나, 이러한 방법의 정확성은 기본적으로 잎 표면에 유지 하는 오후를 수집에 그들의 성능에 따라 다릅니다. 현재, 기존의 잎 청소 관련된 연구에서 자주 사용 하는 방법은 하나 또는 두 개의 단계를 포함 즉만 물 세척 (흡수와 잎 이온된 수를 사용 하 여 린스)3,7 또는5, 솔 플러스 8 , 그러나 9., 일부 연구10,11 는 잎 표면에 오후 수 없습니다 수 완전히 eluted 기존의 청소 방법으로 증명 하고있다. 로 높은 속도, 높은 품질, 그리고 개체의 표면에 약간의 피해의 장점이 초음파 청소, 그것은 복잡 한 마이크로 구조와 잎 표면에 유지 하는 오후를 수집 하는 데 사용할 큰 잠재력이 있다. 현재, 초음파 청소 적용 된 잎 표면에 유지 하는 오후를 수집 하는 일부 연구에서 (, 이온된 물에 잎을 넣어 하 고 초음파 청소기를 사용 하 여 오후 elute)12,13. 그러나,이 방법은 잎 청소 방법, 모른다 여부 초음파 청소 잎 표면에서 오후를 수집에 대 한 긍정적인 효력이 있으며 최적의 운영 매개 변수는 또한 불분명 하다 동안에 보충 교재로만 사용 됩니다. 우리의 이전 연구는 은행나무 잎 표면에 오후 수 수 완전히 eluted 잎 표면 파괴 하지 않고 적절 한 초음파 청소 절차는 기존의 청소 방법11에 보충 되었다 경우 보이고 있다 . 그러나, 안정성과 초음파 청소의 일반적인 적용 매개 변수 (초음파 전력, 시간 및 기타 정보) 다른 먼지 보존 기간 발생 하는 다른 식물 종에는 아직 명확 하지 않습니다.

현재, 오후2.5, 오후10또는 단위 리프 지역에 TSP의 질량 자주 대기14,15에서 오후를 제거 하려면 다른 종의의 능력을 평가 하기 위해 활용 되었습니다. 자연 상태 하에서 잎 표면에 유지 오후 두 부분으로 분류 될 수 있다: 첫 번째 부분은 바람의 영향으로 잎 떨어져 떨어질 수 있습니다 오후와 강우량, 다른 부분은 잎에 밀접 하 게 준수는 오후 동안 표면 ea 수 없습니다 sily는 강우량에 의해 씻어. 그러나, 몇 가지 연구는 잎 표면에 오후의 두 종류의 질량에 집중 했다. 또한, 다른 연구에 나뭇잎의 오후 보존 기간이 엄청나게 다릅니다. 따라서, 이러한 연구의 결과의 comparability 가난한 경우 오후 단위 리프 지역에 보존의 질량은 나무16오후 제거 능력을 평가 하기 위해 채택 될 것입니다. 따라서, 오후 보존 효율 (단위 시간 당 단위 리프 지역에 유지 하는 오후의 질량), 대신, 도시 나무5,17의 오후 정화 효과 평가 하기 위해 제안 되었다. 일반적으로, 아직이 측면에서 연구의 부족이 이다. 그것은 매우 다른 종의 다른 나무 종의 오후 제거 능력을 정확 하 게 평가 하기 위한 방법론 기본 및 데이터 지원 제공을 위한 관련 연구를 수행 해야 합니다.

여기, 3 broadleaf 나무 종 (G. biloba, Sophora japonicaSalix babylonica)와 두 개의 needleleaf 나무 종 (Pinus tabuliformis사비 나 나무) 그들의 오후 제거를 평가 하기 위해 선정 됐다 능력 2 개의 오후 보존 기간입니다. 베이징에서 무거운 오염 된 지역에 있는 Xitucheng 공원 (39.97 ° N, 116.36 ° E), 잎 샘플링 사이트가 했다. 이 연구의 세 가지 특정 목표를 했다: (1) 청소 (물 청소 (화장실), 브러시 (BC), 청소 및 초음파 청소 (UC)) 방법 (2)에 초음파 청소의 효과 확인 하기 위해 잎에 오후 방출에 다른 잎의 효율성을 평가 하기 위해 오후, 방출 및 오후1, 오후2.5, 오후5, 오후10및 TSP를 다른 나무 종의 보존 효율 평가 (3).

Protocol

1. 잎 수집, 차입 및 오후의 질량 측정 5 건강 한 개별 나무 (즉, 5 복제)의 유 방 높이 비슷한 직경을 가진 나무 종 각을 선택 합니다. 중간 캐노피 층에서 외부 캐노피의 4 방향에서 4 개의 큰 분기를 무작위로 수집 하 고 모든 그대로 나뭇잎을 잘라.참고: 잎 샘플링에 대 한 모든 식물 해야 밀접 하 게에 있는 녹화 스트립 길이와 너비가 약 250 및 60 m, 각각,이 나무의 환경 조건 (바람, ?…

Representative Results

잎 표면에 유지 오후 자연 조건 하에서 두 가지 했다. 오후 강우량에 의해 쉽게 폭포와 자연 조건 하에서 바람 쉽게 이동식 미 립 자 물질 (ERP)로 정의 됩니다. 오후의이 유형이이 연구에서 화장실에 의해 eluted 오후에 의해 대표 되었다. 오후를 엄격 하 게 준수 표면 고 씻어 수 없습니다 쉽게 기원전으로 UC 제거 하기 어려운 미 립 자 물질 (DRP)로 정의 됩니다. 오후의이 종류?…

Discussion

잎 표면에 유지 하는 오후의 정확 하 고 적절 한 컬렉션의 다른 종의 오후 제거 능력을 평가 하기 위한 기초 이다. 그러나, 기존의 청소 방법 (화장실 또는 기원전 플러스) 완전히 전자 현미경10을 검색 하 여 확인 되었습니다 잎 표면에 먼지를 제거할 수 없습니다. 이 더 명확 하 게 현재 연구에 의해 입증 되었다 (그림 1, 그림 2, <…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 중앙 대학 (2017ZY21), 국립 자연 과학 재단의 중국 (21607038)에 대 한 근본적인 연구 기금에 의해 지원 되었다.

Materials

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

Riferimenti

  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. , (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).
check_url/it/58026?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
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).

View Video