城市生态系统典型植被对近地表颗粒物截留过程研究

来源 :吉林建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:FXH_590590
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近地表大气颗粒物对人体和环境均有危害,露水作为湿沉降的一种,在其凝结过程中,可在植物叶片上有效截留近地表的大气颗粒物。露水蒸发过程,部分截留的颗粒物再次回到大气中,气象条件、下垫面植物类型等因素均会影响颗粒物的截留量,因此为了解不同植物下垫面露水凝结-蒸发过程对颗粒物的截留,本研究对东北典型植物下垫面截留颗粒物的质量、粒径特征、化学组分和影响因素进行分析。2021年4月至2021年10月,选取东北地区常见五种植物:红瑞木(Swida alba Opiz)、紫丁香(Syringa oblata Lindl.)、刺榆(Hemiptelea davidii(Hance)Planch.)、黄杨(Buxus sinica(Rehder&E.H.Wilson)M.Cheng)及云杉(Picea asperata Mast.),通过采集露水凝结和蒸发阶段的叶片,分析露水凝结和蒸发阶段植物叶片截留颗粒物的质量、粒径、pH、电导率、10种阴阳离子(Na+、Ca2+、Mg2+、K+、NH4+、NO2-、F-、Cl-、SO42-、NO3-)及13种元素(钙Ca、镉Cd、铝Al、镁Mg、锰Mn、钠Na、镍Ni、铅Pb、砷As、锶Sr、铁Fe、铜Cu、锌Zn)含量,通过分析气象数据及观测扫描电镜下叶表结构等,对其影响因素进行分析,判断五种植物下垫面截留颗粒物的能力。研究定量分析了露水对颗粒物的去除能力,明确了气象、叶片因素对露水截留颗粒物的影响,辨析了植物叶片截留颗粒物的物理化学特点,为城市规划过程中绿植的选择提供依据。研究所得主要结论如下:(1)露水凝结阶段,刺榆对颗粒物(TSP)截留能力最强(53.26±24.68μg·cm-2),五种植物对颗粒物截留能力排序为:刺榆(53.26±24.68μg·cm-2)>黄杨(51.02±18.59μg·cm-2)>云杉(48.10±19.27μg·cm-2)>红瑞木(41.96±12.22μg·cm-2)>紫丁香(39.19±11.55μg·cm-2),五种植物均在夏末入秋(八月左右)时,达到截留量的峰值;黄杨对PM10的滞尘效果最好(48.10±19.27μg·cm-2),刺榆对PM2.5的滞尘效果最好(18.17±12.24μg·cm-2),而对PM1滞尘效果最好的是云杉(9.22±5.32μg·cm-2)。(2)试验期间露水凝结阶段pH为6.04±0.42,电导率为93.19±83.74μS·cm-1;以黄杨为例,对五种阳离子截留能力的质量浓度顺序为Ca2+>Mg2+>NH4+>Na+>K+,阴离子顺序为SO42->Cl->NO2->F->NO3-;五种植物截留的颗粒物中Ca(69.08%)、Na(7.86%)、Fe(6.41%)、Al(6.27%)元素占比较高。因此从离子和元素情况分析,土壤灰尘和道路扬尘为主要颗粒物来源。(3)在露水凝结阶段,随大气颗粒物浓度和相对湿度升高,五种植物颗粒物净截留能力增强;露水水质也表现为大气颗粒物越高,露水截留颗粒物的总离子和元素含量越高,而相对湿度越低,颗粒物的总离子含量越高。(4)露水蒸发后,各植物叶片对颗粒物的净截留能力、月份变化趋势和截留量达峰值时间均与露水凝结阶段相似;与露水凝结阶段相比,刺榆对PM10的截留率最高(64.74%),而云杉对空气中PM1、PM2.5的净化效果更佳(截留率分别为56.29%和60.62%)。(5)相较于露水凝结阶段,蒸发阶段的pH值呈上升趋势,电导率、离子和元素浓度呈下降趋势,离子浓度截留能力的质量浓度顺序不变;净截留的露水中Ca2+和Na+的相关性显著(p<0.05),Ca、Fe、Mg等元素含量随时间变化趋势相似,可推断为其同源性,可能为来源稳定的土壤源。(6)露水蒸发阶段,风速与颗粒物的净截留量呈负相关(p<0.05);风速对露水水质无显著影响。通过轨迹聚类分析可知,实验区截留露水中的颗粒物主要为远距离运输、土壤、尘埃源及人为源,其中人为源主要为燃煤、燃油来源。(7)植物影响因素在露水凝结和蒸发阶段无显著差异,通过扫描电子显微镜Scanning Electron Microscope(SEM)下观测分析,叶片微观结构影响露水中颗粒物的截留量。结果表明,影响露水中颗粒物的截留能力的排序为:凸包型表面结构>边缘锯齿结构>气孔密度大>亲水性>毛状体结构>蜡质结构>针叶叶形。
其他文献
报纸
过去气候变化和人类活动已经导致大量物种濒危甚至走向灭绝。在物种衰退或之后的过程中,遗传因素也会影响物种的灭绝风险。白鹤(Leucogeranus leucogeranus)为IUCN极危物种,东亚种群数量近年呈上升趋势,但西亚/中亚种群几乎灭绝。目前有关白鹤遗传学的研究非常匮乏,对于白鹤的适应性进化、遗传特征、濒危过程及原因等尚不清楚。因此,本研究采用比较基因组学和群体基因组学的方法,开展了相关研
学位
在生态系统中普遍存在的微塑料已经成为了环境问题,在研究界和公共领域获得了相当大的关注。由于缺乏有效的收集和管理,导致大量塑料废物进入海洋系统。其普遍性、生物可利用性以及携带有毒化学品的能力,已成为全球气候问题之一,在环境和实验样品中分析微塑料已变得越来越普遍。微塑料污染始于海面、沉积物、浮游植物和甲壳类,从环境污染到生物污染并最终影响人类。本研究的微塑料样品中的环境样本取自于东极青浜岛养殖区域海水
学位
在旅游与交通融合发展的背景下,旅游公路成为丰富大众旅游体验的重要内容。在分析旅游公路与公路旅游内涵的基础上,结合我国旅游公路发展现状,以大运河文化带扬州段为例,阐述建设大运河文化旅游公路的现实基础和重要意义,并提出构建扬州大运河文化旅游公路的开发设想和实施策略,具体策略包括优化旅游公路空间体系、推动旅游公路融合发展、整合公路旅游资源、提升旅游公路服务水平、加强旅游公路品牌建设等。
期刊
朱自清的《荷塘月色》意境优美,整体设喻艺术堪称经典。但是,这篇散文的设喻却又引来了学术界的不少批评。文章对这些批评意见做出分析,并提出不同的看法。
期刊
黑龙江霍龙门沟地区位于东乌珠穆沁旗-嫩江多金属成矿带的南段,具有较好的找矿前景。本文以1∶10000土壤地球化学测量成果为依据,利用元素变异系数、浓集系数及分形特征等方法对黑龙江霍龙门沟地10种元素地球化学特征进行了统计,运用聚类分析、因子分析法及分形方法对元素的共生组合关系进行了分析,结果表明:区内Au、Ag、Cu、As、Mo等元素具有较高的找矿潜力,Au元素可能是研究区主要的成矿矿种。根据元素
期刊
露水是城市生态系统中重要的水分输入项,露水的凝结和蒸发过程影响水循环过程以及植物生长。目前国内外对露水的凝结量已有了较为全面的监测和研究,但多数研究普遍未区分露水的凝结时段和蒸发阶段,或仅研究露水的凝结过程,对露水蒸发过程认识有限,对露水蒸发阶段的水分运移过程研究尚不完善。本研究选取中国东北城市绿地区为试验区域,构建露水蒸发监测方法,对露水在植物上的凝结与蒸发情况进行监测,阐明城市生态系统露水凝结
学位
为加深对兴蒙造山带中段中生代构造演化的认识,探讨多宝山地区侏罗纪构造岩浆演化,选取位于大兴安岭与小兴安岭结合部的裸河岩体开展岩石学、年代学和地球化学研究。结果表明:裸河岩体主要由中细粒和细粒花岗闪长岩组成,岩体中部发育少量花岗闪长斑岩,花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为(168.09±0.95) Ma,形成于中侏罗世中期,该期花岗闪长岩的主量元素含量具有富Na、高K、低Ti、低P的特点,微量元素含量具有
期刊
在寒冷地区,城市污水处理厂所采用的生物处理工艺面临着在冬季低温环境下脱氮难的问题,很难长期稳定达标排放。为提高生物处理系统在低温条件下的脱氮能力,本课题在间歇性序批式反应器(SBR)中投加生物膜填料,构建生物膜污泥和活性污泥共存的双污泥SBBR系统,选取填充率、进水有机物浓度、进水氨氮浓度、进水TP浓度、pH值等影响因素,研究低温条件下各影响因素对SBBR工艺污染物去除效能的影响,同时借助高通量测
学位
NH3是大气环境中含量最多的碱性气体,在大气化学中起着重要作用,也是PM2.5主要成分(NH4)2SO4、NH4NO3、NH4Cl的重要前体物质,NH3的来源主要是农业源、工业源、机动车排放以城市废物挥发,但是尚有部分来源未知。对NH3日变化的监测提出,NH3浓度在早晨上升,在中午逐渐平稳并在下午下降直至次日早晨再次上升。有研究表明,露水的蒸发可能是晨间NH3浓度上升的原因,有露水凝结事件的早晨,
学位