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福州市道路常用绿化灌木叶片滞留颗粒物效应

段嵩岚  
【摘要】:工业化程度的加深使颗粒物污染问题日益严重,造成资源损失和人体身心健康的损害,颗粒物污染防治成为当前大气污染治理急需解决的问题。园林植物具有消减大气颗粒物污染,改善环境空气质量的作用,号称"有福之州"的福州也开始出现雾霾天气,但植物滞留颗粒物方面的研究较少,本文通过对福州市29种道路常用灌木叶片总滞尘、滞留粒径小于10 μm(Dp10μm)和粒径小于2.5μm(Dp2.5 μm)颗粒的能力进行研究,分析叶片性状和叶表微结构对滞留能力的影响,同时也探讨了灌木滞留颗粒物效应的时空变化特征,并模拟实验,测定其最大滞留颗粒物能力,得出影响灌木叶片滞留颗粒物能力的因素及其时空变化规律,为福州市颗粒物污染防控提供参考依据。主要研究结果如下:1.29种绿化灌木单位叶面积总滞尘、滞留粒径小于10 μm和粒径小于2.5 μm颗粒能力存在显著性差异,总滞尘能力与滞留粒径小于10 μm和粒径小于2.5 μm颗粒的能力基本一致。黄金榕(Ficus microcarpa 'Golden Leaves')、锦绣杜鹃(Rhododendron pullchm)、红花檵木(Loropetalum chinense var.rubrum)、金叶假连翘(Durannta repens 'Dwarf Yellow')的滞留能力(总滞尘、滞留Dp10μm和Dp2.5 μm)较强;树种不同程度均具有滞留颗粒物至饱和的潜力,且受叶片微结构特性的影响,最大程度滞留各粒径颗粒能力也不同,福建茶(Carmona micrphylla)和红花檵木等叶表具有刚毛的种类具有较强的滞留粗粒和降尘至饱和的潜力,鹅掌柴(Schefflera octophyllaa)、黄金榕、红背桂(Excoecaria cochinchinensis、小腊(Ligustrum sinense)和锦绣杜鹃等具有高密度气孔、深沟壑、网状脉和绵毛的种类具有较强的滞留细颗粒至饱和的潜力。此外,叶表具绒毛、气孔、蜡质层等特殊微结构的树种如锦绣杜鹃、黄金榕、小叶黄杨等单位叶面积的滞留能力强,而单叶面积大的树种如朱蕉(Cordyline fruticosa)、红背桂等单叶的滞留能力强。2.树种总滞尘、滞留粒径小于10 μm和粒径小于2.5 μm颗粒的能力主要由叶片自身特殊性状如绒毛、沟壑、光泽、腺点;具轮生、聚生等叶序;狭长叶或叶形复杂;变色叶、叶边缘反卷皱缩等和叶表微结构如棉毛,刚毛,糙毛、气孔、蜡质层和小室等决定,且性状特殊的树种常具有特殊的叶表微结构,典型树种如锦绣杜鹃、红花繼木、黄金榕、小叶黄杨(Buxus microphylls var.sinica)、雀舌栀子(Gardenia augusta var.radicans)、金叶假连翘和琴叶珊瑚(Jatropa pandurifolia)等,绿化配置中应多选用该类树种。3.季节变化影响树种总滞尘的能力,不影响其滞留粒径小于10μm和粒径小于2.5 μm颗粒的能力。绿化灌木四季的滞留能力都呈现秋季最少,春季或冬季最多的规律。单位叶面积方面,红花繼木春季的滞留能力均最强,小叶黄杨和锦绣杜鹃分别是夏季和秋冬季强,而雀舌栀子和金叶假连翘夏秋冬三个季节的滞留能力均强;单叶方面,朱蕉具有明显优势,四季的滞留能力均最强,春季的总滞尘、滞留Dp10μm和 Dp2.5 μm 颗粒的量可高达 15.75 mg/leaf、13.675 mg/leaf、12.725 mg/leaf。四季的绿化植配中应根据季节栽植相应的树种作为绿化配植的骨干树种,搭配其它具美化观赏价值的的灌木进行配置,从而可形成四季均较优的环境空气质量。4.空间环境影响树种总滞尘的能力,不影响其滞留粒径小于10μm和粒径小于2.5 μm颗粒的能力。不同道路上,树种滞留Dp10 μm和Dp2.5 μμm颗粒的量与道路交通量成正相关,基本呈现二环至三环间道路(江滨西大道)二环内道路(白马北路)二环至三环间道路(闽江大道)三环快速路的规律,总滞尘量在三环快速路最弱;不同高度上,树种总滞尘和滞留粒径小于10 μm颗粒的能力随层次高度增加而减少,下层滞留粒径小于2.5 μm颗粒的能力最强;不同着生角度叶片中,树种60°~90°范围内的叶片总滞尘能力最强。在借助植物滞留颗粒物的同时,应通过合理的浇水养护,修剪以维持一定高度与着生角度等方式促进其生长及滞留颗粒物。同时也有必要通过加强福州市机动车尾气污染的治理。5.树种滞留各粒径颗粒物能力不同,主要细颗粒(Dp2.5 μm),平均为 62.54%,滞留粗颗粒(2.5 μmDp10 μm)和降尘(Dp10 μm)的量对总体质量贡献均最小,降尘略大于粗颗粒。不同季节和不同的道路环境下,植物滞留各粒径颗粒物的质量比会稍有变化。


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