一种测定植物叶片叶表有效滞尘量的方法与流程

本发明涉及一种测定植物叶片叶表有效滞尘量的方法，属于植物滞尘测量领域。

背景技术：

大气污染是许多国家和地区面临的重要环境问题。随着城市化水平的提高和城市规模的不断扩大，尤其对中国和印度等发展中国家而言，城市大气颗粒物(pms，0.2-100μm)污染已成为最紧迫的环境问题之一。颗粒物的英文缩写为pm。其中，pm2.5是空气动力学当量直径小于或等于2.5μm的颗粒物，它富含大量的有毒、有害物质，是阴霾天气形成的主要原因；pm10是空气动力学直径小于10μm的粒子，它们可以进入气道和肺上部区域。一些研究表明，短期(<1h)暴露于峰值pm10浓度与心血管和呼吸道损害密切相关，长期暴露于pm10浓度的环境中对人体健康也有很大影响。

利用园林绿化植物控制空气中的pm具有明显效果。植物可以通过截留、撞击、沉淀和布朗运动来减少pm在空气中的传播，其中一些粒径较小的pm还可被包埋到角质层中。pm的控制是植物的重要生态作用，可以有效减少pm对人类健康的威胁。

植物叶表截留的pm有多种归宿。一是被雨水冲刷，沉降到地表。二是在风的作用下重新悬浮在空气中，再次成为空气pm污染物。三是被叶片吸附并随着落叶一起落到地面，随后可能被冲到地面并渗入土壤，或者被风吹起再次成为空气传播的pm污染物。很显然，叶片截留的pm经雨水洗脱沉降到地表是pm最好的归宿，也是叶片pm最有效的滞尘。首先，大气pm污染物最初来自地下（如石油、天然气）或土壤，因此pm“从哪里来，回哪里去”才是最好的归宿。其次，雨水洗脱叶片pm的强度大（一次降雨可洗脱掉>50%的叶表pm）、频次高（一年有多次降雨）。因此，统计植物叶表经雨水洗脱的pm量比叶表单次截留的pm量更具有现实意义，是评价植物叶片滞尘能力的有效方法。

然而，关于园林植物叶片滞尘量的测定方法，目前普遍测定的是植物叶片单次截留的pm量及其在不同时间、空间的动态变化，常用方法为：利用软毛刷或者浸泡方式将叶片上的粉尘洗刷掉，然后将浸泡之后的水用滤纸过滤并烘干，滤纸烘干后和过滤前的重量差即叶片滞尘量，最后结合叶面积或者叶片干重，算出单位叶面积的滞尘量。该测量方法的缺点主要表现在：1）软毛刷或者浸泡方式洗脱的叶表pm，与实践中雨水洗脱的叶表pm会存在一定差异，例如具有毛状体的植物叶片截留的pm可能利用软毛刷或者浸泡方式洗脱较多，而实际雨水洗脱的叶表pm量要较少一些；2）部分叶表pm（尤其是pm2.5）易溶于水，从而造成测量结果的误差。

另一种方法则是基于叶片重量的常规差重法，具体是通过植物叶片经水浸泡洗脱pm前后的重量差来计算。该方法的缺陷在于：1）其叶片表面在浸泡过程中附着甚至叶肉细胞吸收的水分重量造成的误差未考虑在内；2）传统差重法是将叶片浸泡在水中，或者模拟人工降雨，而与自然雨水洗脱存在一定的差异，现实意义较差。

此外，直接应用光学显微镜、电子显微镜、扫描电镜等对植物叶表的pm进行拍照，然后通过图像分析软件统计叶片上不同粒径颗粒物的数量，这一方法是从pm的数目上来分析植物对pm的截留能力，可以辅助诠释上述差重法对叶片滞尘的测量，由于叶表pm的大小、形状、性质、密度不一，很难计算出准确的单位面积滞尘重量。

技术实现要素：

本发明提供了一种测定植物叶片叶表有效滞尘量的方法，以用于实现植物叶片叶表有效滞尘量的测量。

本发明的技术方案是：一种测定植物叶片叶表有效滞尘量的方法，所述方法步骤如下：

步骤1、雨水洗脱前，测定滞尘叶片1的重量g1及面积s1，以及对照组未滞尘叶片3的重量g3及面积s3；

步骤2、雨水洗脱后，测定滞尘叶片2的重量g2及面积s2，以及对照组未滞尘叶片4的重量g4及面积s4；

步骤3、将上述测量数据带入公式：g1/s1－g2/s2－(g4/s4－g3/s3)，计算出植物叶表pm的单次雨水洗脱量，即有效滞尘量，单位为g/m²。

所述重量采用称量用具称量；其中称量用具为万分之一分析天平。

所述面积测试方式为：首先选取同一直尺作为参照物，将采集来的各组叶片放置在直尺旁拍照，然后将拍摄图片导入图像处理软件进行比例校准，最后测量叶片面积。

所述步骤2中，对照组未滞尘叶片3通过纸巾擦拭叶表的pm，擦拭结束后将其制备成扫描电镜样品进行sem电镜扫描，通过sem电镜扫描图获取对照组未滞尘叶片上n个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物的投影面积，若总悬浮颗粒物的投影面积占未擦拭前总悬浮颗粒物的投影面积的30％-50％范围区间内时，将该叶片作为对照组未滞尘叶片3。

所述对照组未滞尘叶片4通过纸巾擦拭叶表。

本发明的有益效果是：本发明综合考虑植物叶表所滞pm的各种去留方式，认为雨水洗脱的叶表pm才是叶片有效的滞尘量。同时，除去了叶片在雨水的作用下吸水增重的重量差，利用差重法精确的测量出自然雨水洗脱植物叶表的pm，即有效滞尘量。该方法不仅真实、简单易行，还改进了实验方法，弥补了前人在实验操作中的不足，提高了实验精准度，对改善人居环境中的空气质量具有重要的理论和现实意义。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

实施例1：

实验对象选择银杏(ginkgobiloba)。采样地为云南省昆明市呈贡区昆明理工大学校园内，采样时选取树冠外围同质的健康叶片，轻拿轻放，防止叶表pm散落，采后立即将叶片封存于干净的保鲜盒中。

具体步骤如下：

1）测定雨水洗脱前，滞尘叶片的重量g1为0.756g，叶片面积s1为25.363×10^-4m²；

2）测定雨水洗脱前，未滞尘叶片的重量g3为0.601g，叶片面积s3为20.921×10^-4m²；（由sem电镜扫描所得图像可知，该叶片经擦拭后，其pm投影面积占未擦拭前pm投影面积的30-50%范围区间内，符合要求，可将其理想化为未滞尘叶片。）；

3）测定雨水洗脱后，滞尘叶片的重量g2为0.564g，叶片面积s2为19.289×10^-4m²；

4）测定雨水洗脱后，未滞尘叶片的重量g4为0.628g，叶片面积s4为21.818×10^-4m²（通过纸巾擦拭叶表，使其无肉眼可见水珠）；

5）计算银杏有效滞尘量g1/s1－g2/s2－(g4/s4－g3/s3)=5.112×10^-4g/m²。

实施例2：

实验对象选择樟树(cinnamomumcamphora)。采样地为云南省昆明市呈贡区昆明理工大学校园内，采样时选取树冠外围同质的健康叶片，轻拿轻放，防止叶表pm散落，采后立即将叶片封存于干净的保鲜盒中。

具体步骤如下：

1）测定雨水洗脱前，滞尘叶片的重量g1为0.703g，叶片面积s1为28.622×10^-4m²；

2）测定雨水洗脱前，未滞尘叶片的重量g3为0.574g，叶片面积s3为25.367×10^-4m²；（由sem电镜扫描所得图像可知，该叶片经擦拭后，其pm投影面积占未擦拭前pm投影面积的30-50%范围区间内，符合要求，可将其理想化为未滞尘叶片。）；

3）测定雨水洗脱后，滞尘叶片的重量g2为0.569g，叶片面积s2为24.477×10^-4m²；

4）测定雨水洗脱后，未滞尘叶片的重量g4为0.612g，叶片面积s4为26.923×10^-4m²（通过纸巾擦拭叶表，使其无肉眼可见水珠）；

5）计算樟树有效滞尘量g1/s1－g2/s2－(g4/s4－g3/s3)=12.115×10^-4g/m²。

实施例3

实验对象选择‘金边’冬青卫矛(euonymusjaponicas‘jinbian’)。采样地为云南省昆明市呈贡区昆明理工大学校园内，采样时选取树冠外围同质的健康叶片，轻拿轻放，防止叶表pm散落，采后立即将叶片封存于干净的保鲜盒中。

具体步骤如下：

1）测定雨水洗脱前，滞尘叶片的重量g1叶片的重量g1为0.298g，叶片面积s1为7.903×10^-4m²；

2）测定雨水洗脱前，未滞尘叶片的重量g3为0.236g，叶片面积s3为6.502×10^-4m²；（由sem电镜扫描所得图像可知，该叶片经擦拭后，其pm投影面积占未擦拭前pm投影面积的30-50%范围区间内，符合要求，可将其理想化为未滞尘叶片。）；

3）测定雨水洗脱后，滞尘叶片的重量g2为0.229g，叶片面积s2为6.276×10^-4m²；

4）测定雨水洗脱后，未滞尘叶片的重量g4为0.276g，叶片面积s4为7.619×10^-4m²（通过纸巾擦拭叶表，使其无肉眼可见水珠）；

5）计算‘金边’冬青卫矛有效滞尘量g1/s1－g2/s2－(g4/s4－g3/s3)=8.191×10^-4g/m²。

上述实施例中：

所述重量采用称量用具称量；其中称量用具为万分之一分析天平。

所述面积测试方式为：首先选取同一直尺作为参照物，将采集来的各组叶片放置在直尺旁拍照，然后将拍摄图片导入图像处理软件进行比例校准，最后测量叶片面积。

所述步骤2中，对照组未滞尘叶片3通过纸巾擦拭叶表的pm，擦拭结束后将其制备成扫描电镜样品进行sem电镜扫描，通过sem电镜扫描图获取对照组未滞尘叶片上n个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物的投影面积，若总悬浮颗粒物的投影面积占未擦拭前总悬浮颗粒物的投影面积的30％-50％范围区间内时，则认为该叶片达到对照要求，将该叶片作为对照组未滞尘叶片3参与后续的测量及计算。

所述对照组未滞尘叶片4通过纸巾擦拭叶表。

上面对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。