Vurdere svevestøv fjerning evner av tre blader
Summary
Ultralyd rengjøring metoden ble brukt til å elute svevestøv (PM) beholdes på blad overflater etter PM var elut av konvensjonelle rengjøring metoder (rengjøring bare vann eller vann rengjøring pluss rengjøring). Metodikken kan bidra til å forbedre estimering nøyaktigheten for PM oppbevaring kapasitet på bladene.
Abstract
Basert på de konvensjonelle metodene for rensing (vann rengjøring (WC) + rengjøring (F.Kr.)), vurdert denne studien påvirkning av ultralyd (UC) på samle ulike størrelse svevestøv (PM) beholdes på blad overflater. Vi ytterligere preget oppbevaring effektiviteten av bladene til ulike størrelser PM, som vil bidra til å vurdere evnene til urbane trær fjerne PM fra luften kvantitativt.
Tar tre Bredbladet treslag (Ginkgo biloba, Sophora japonica, og Salix babylonica) og to needleleaf trearter (Pinus tabuliformis og Sabina chinensis) som forskning objektene, var blad prøvene samlet 4 dager (kort PM oppbevaringsperiode) og 14 dager (lang PM oppbevaringsperiode) etter den siste nedbøren. PM beholdt på blad overflater var samlet WC, BC, og UC i sekvensen. Deretter ble oppbevaring effektiviteten av blader (AEblad) til tre typer ulike størrelse PM, inkludert lett tas PM (ERP), vanskelig å fjerne PM (DRP) og helt flyttbare PM (TRP), beregnet. Bare rundt 23-45% av totalen PM beholdt på blader kan tørkes av og samlet inn av WC. Når bladene ble renset gjennom WC + BC, var undervurdering av PM oppbevaring kapasitet på ulike treslag i området av 29% – 46% for ulike størrelse PM. nesten alle PM beholdt på blader kan fjernes hvis UC ble supplert til WC + F.Kr.
Avslutningsvis hvis Høgskolen ble supplert etter de konvensjonelle metodene for rensing, kunne mer PM på blad overflater være elut og samlet. Prosedyren utviklet i denne studien kan brukes for å vurdere PM fjerning evner av ulike treslag.
Introduction
Evnene til ulike treslag fjerne PM fra luften kan vurderes gjennom kvantifisere masse PM beholdt på blad overflater. For å oppnå dette målet, har subtraksjon metode1,2, membran filter metode3,4,5og elueringsrør-veier metoden kombinert med partikkel størrelse analyse6 vært brukes til å beregne kvantitativt masse PM2.5 (diameter ≤ 2.5 µm), PM10 (diameter ≤ 10 µm) eller totale suspendert partikler (TSP) beholdes på bladene. Nøyaktigheten av disse metodene i utgangspunktet avhenger imidlertid ytelsen i samle PM beholdt på blad overflater. I dag, den konvensjonelle bladet rengjøringsmetode brukes i relaterte studier ofte inneholder ett eller to trinn, nemlig bare vann vask (suge og skyll blader med deionisert vann)3,7 eller pluss børsting5, 8 , 9. imidlertid noen studier10,11 har vist at PM på blad overflater ikke kan være helt elut av konvensjonelle rengjøringsmetode. Som ultralyd har fordelene med høy hastighet, høy kvalitet og lite skader overflaten av objektet, har det stort potensial for samle PM beholdt på blad overflater med komplekse microstructures. I dag, ultralyd har vært brukt i noen studier å samle PM beholdt på blad overflater (dvs.sette bladene i deionisert vann og bruk ultrasonisk renere for å elute PM)12,13. Denne metoden brukes imidlertid bare som et supplement til et blad rengjøringsmetode, mens det ikke er kjent om den ultralyd har en positiv effekt på å samle PM fra blad overflater og optimal drift parametrene er heller ikke klart. Tidligere forskning har vist at PM beholdt på Ginkgo biloba blad overflaten kan være helt elut uten å ødelegge blad overflater, hvis en skikkelig ultralyd rengjøring prosedyre ble supplert med konvensjonelle rengjøring metoden11 . Imidlertid stabilitet og generelle anvendelige av ultralyd rengjøring parametere (ultralyd makt, klokkeslett og annen informasjon) i forskjellige plantearter opplever ulike støv oppbevaringsperioder er ennå ikke klart.
Foreløpig blitt masse PM2.5, PM10eller TS på blad arealenhet ofte benyttet for å evaluere evnene til ulike treslag fjerne PM fra luften14,15. Under den naturlige tilstanden, PM beholdt på blad overflater kan klassifiseres i to deler: den første delen er PM som kan falle av bladene på grunn av effektene av vind og nedbør, mens den andre delen er PM som er strengt overholdt for å blad overflater og ikke ea sily vasket av nedbør. Imidlertid har få studier fokusert på massen av begge typer PM på blad overflater. I tillegg varierer PM oppbevaringsperioder blader i forskjellige studier enormt. Dermed vil sammenlignbarheten av resultatene av disse studiene være dårlig, hvis masse PM beholdt på blad areal er vedtatt for å vurdere PM fjerning evner trær16. Følgelig PM oppbevaring effektiviteten (massen av PM beholdt på blad arealenhet per enhetstid), som et alternativ, ble foreslått å evaluere PM rensing effekten av urbane trær5,17. Generelt, er det fortsatt en mangel på forskning i dette aspektet. Det er svært nødvendig å foreta relevante studier for ulike treslag å gi metodologiske basic og data støtte for å vurdere PM fjerning evner av ulike treslag nøyaktig.
Her ble tre Bredbladet treslag (G. biloba Sophora japonicaog Salix babylonica) og to needleleaf trearter (Pinus tabuliformis og Sabina chinensis) valgt å evaluere straffrihet PM ferdigheter under to PM oppbevaringsperioder. Blad prøvetaking stedet var i Xitucheng Park (39.97° N, 116.36° E) ligger i et område med tung forurensning i Beijing. De tre spesifikke mål av denne studien var: (1) å vurdere effektiviteten av ulike blad rengjøring metoder (vann rengjøring (dusj), pensel rengjøring (F.Kr.) og ultralyd (UC)) i eluting PM på blader, (2) for å kontrollere effekten av ultralyd på eluting PM, og (3) for å vurdere oppbevaring effektiviteten av ulike treslag PM1, PM2.5, PM5, PM10og TS.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nøyaktig og riktig samling PM beholdt på blad overflater er grunnlag for å vurdere PM fjerning evner av ulike treslag. Men konvensjonelle rengjøringsmetode (WC eller pluss BC) kan ikke fjerne støv på blad overflater, som har blitt bekreftet av skanning elektronmikroskop10. Dette ble ytterligere demonstrert tydelig av studien (figur 1, figur 2, Figur 3og Figur 4</st…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet av grunnleggende forskning midlene sentral universitetene (2017ZY21) og National Natural Science Foundation av Kina (21607038).
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 |
References
- 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).
- 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).
- Dzierzanowski, K., Gawroński, S. W. Use of trees for reducing particulate matter pollution in air. Challenges of Modern Technology. 2, 69-73 (2011).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Beckett, K. P., Freer-Smith, P., Taylor, G. Effective tree species for local air-quality management. Journal of Arboriculture. 163, 12-19 (2000).
- 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).
- 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).
- 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).
- Chen, W., et al. Dust absorption effect of urban conifers in Northeast China. Chinese. Journal of Applied Ecology. 14 (12), 2113-2116 (2003).
- Li, H., Yang, S. L. Changes of suspended particulates adhering to salt marsh plants. Acta Oceanolo Giga Sinica. 32 (1), 114-119 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
