一种测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法技术

本发明专利技术提供了一种测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法，用于通过环境扫描电镜测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布，所述方法首先将植物叶片粘贴到一个第一基板上，然而通过单面胶带将植物叶片上的滞留颗粒物位置不变的粘下来与植物叶片相互脱离，之后将单面胶带粘贴到一个第二基板上，最后利用环境扫描电镜测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布。本发明专利技术的上述方法可以通过单面胶带使滞留颗粒物与植物叶片分离，避免了植物叶片本身的微形态结构与滞留颗粒物难以区分造成干扰导致测量不准的缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大气污染物监测领域，例如细颗粒物(PM2.5)等污染物的监测领域，尤其涉及植物叶片滞留颗粒物的不同粒径等级颗粒物的精准测定，特别涉及一种测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法。
技术介绍
随着经济的迅猛发展，城市大气污染，尤其是颗粒物污染已成为城市环境的焦点问题之一。近十几年来，随着城市周边国内生产总值持续的增长，生态环境也随之遭受严重破坏，大气污染物排放超标，空气质量与环保标准仍存在一定差距。大气颗粒物尤其是细颗粒物(PM2.5)，由于其粒径小，可直接进入支气管、肺部深处，干扰肺部的气体交换、引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病；另外，还可以携带有害重金属通过支气管和肺泡溶解在血液中，进而引起癌症的产生，还可成为病毒和细菌的载体，容易引起呼吸道传染病，严重影响居民身体健康。众多研究表明，植被尤其是木本植物，可通过覆盖地表减少颗粒物来源、吸滞大气颗粒物、影响气象因子间接作用于大气颗粒物等方式，对大气颗粒物产生一定的调控和消除作用。因此，借助城市树木的颗粒物吸滞机制来减轻大气颗粒物污染成为近年来科学界共同关注的热点。精确、定量测定城市树木叶片大气颗粒物滞纳量可帮助在不同尺度上(叶片、单木、林分)对城市森林的大气颗粒物吸滞能力进行准确评估，进而帮助筛选高颗粒物滞纳树种和构建合理的城市森林来调控和缓解城市大气颗粒物污染。叶面颗粒物粒径分布作为评估树木空气修复能力的重要参数，已被越来越多的学者所研究，俞学如在2008年(参见：南京林业大学硕士论文，2008年，南京市主要绿化树种叶面滞尘特征及其与叶面结构的关系)就指出颗粒物的物理和化学特性均与颗粒物粒径有密切关系，其不仅可提供叶片对某一
粒径颗粒物的精确吸滞量信息，而且还可帮助了解叶片对不同类型有毒污染物的去除能力，从而更能综合表征树木的空气质量提升能力。目前，关于叶片表面颗粒物吸滞量的定量评估研究较多，其方法主要包含以下几种：1)质量减差法，即通过对采集的叶片进行清洗或擦拭、烘干、过滤等过程对叶片表面的滞尘量进行估算，该方法简单易行，能够对叶片上所有颗粒物的总量进行测定，目前在国内被广泛的使用；2)滤膜法：即将采集叶片进行清洗等步骤后，将颗粒物洗脱液用不同孔径的滤膜进行过滤来获取不同径级的颗粒物，然后烘干称重得到各径级颗粒物的质量；3)电镜扫描法，即利用扫描电镜扫描植物叶片，然后采用图像处理软件对扫描区域颗粒物的数量、面积等进行统计，实现对叶片表面多个粒径范围内的颗粒物吸滞量进行评估；4)气室模拟法，即通过采用不同物质作为燃料生成PM2.5，并将其按一定的流量通入含植物材料的吸收室中，然后利用粉尘检测仪检测吸收室进出气口的PM2.5浓度变化，并测定植物材料的表面积，从而得到植物单位面积吸附的PM2.5总量；5)气溶胶再发生器法，即将待测植物的叶片放入气溶胶发生器的料盒中，通过风蚀原理，将叶片上吸滞的颗粒物吹起、摇匀，再次形成稳定的、密度均匀的气溶胶，利用连接在气溶胶发生器上的颗粒物检测仪测定不同颗粒物的粒径浓度，然后基于气溶胶体积和叶面积，测算出叶片单位面积滞纳颗粒物的质量。综上不难看出，现有植物叶片表面大气颗粒物的定量评估方法存在许多不足之处：1)颗粒物粒径分布的局限性，如质量减差法只能对叶片表面颗粒物的总滞纳量进行测定，无法获取叶片表面颗粒物粒径的分布情况，而滤膜法也只是对几个特定颗粒物的径级进行测定；2)随机性，如采用电镜扫描对颗粒物进行统计时，选取的区域不同，测定结果会有很大的差异，从而导致测定结果的不准确性；3)间接性，如气室模拟法和气溶胶再发生器法都是通过测定容器中大气颗粒物的浓度或其他变量来间接估算叶片表面颗粒物的吸滞量；4)颗粒物收集不完整性，质量减差法以及滤膜法都需要在获取叶片颗粒物洗脱液的情况下进行叶面颗粒物洗脱液的估算，但有学者通过电镜扫描发现，简单的清洗并不能将叶片表面颗粒物完全洗脱下来，且在利用气溶胶
再发生气法时，风蚀原理也不可能将叶片表面颗粒物完全吹起。综上所述，现有测量植物叶片滞留颗粒物的吸滞量或粒径分布的方法，大多数都需要先利用去离子水将植物叶片上的滞留颗粒物清洗下来，然而将去离子水蒸干后对颗粒物进行测量。然而植物叶片上的滞留颗粒物种类繁多，相当一部分颗粒物是易溶于水的，因而清洗蒸干之后颗粒物的总量会有相当大的损失，而且清洗过程中有些颗粒物会经历溶解结晶过程，导致颗粒物的粒径变化很大，检测获得的颗粒物粒径分布结果的准确度很差。现有的利用环境扫描电镜测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法是一种物理检测方法，其可以不需要对植物叶片进行清洗，可以直接利用环境扫描电镜进行扫描测量。例如，《北京市11种园林植物滞留大气颗粒物能力研究》(王蕾等，应用生态学报，2006年4月)中提及的研究结果表明，植物主要通过叶片上表面滞留大气颗粒物，上表面滞留的大气颗粒物数量约为下表面的5倍，片上表面滞留大气颗粒物能力由高到低的微形态结构依次是沟槽>叶脉+小室>小室>条状突起，并且结构越密集、深浅差别越大，越有利于滞留大气颗粒物。另外，《青岛市城阳区主要园林树种叶片表皮形态与滞尘量的关系》(李海梅等，生态学杂志，2008年，第27卷第10期)中，利用环境扫描电镜观察比较了青岛市城阳区11种园林植物的叶表面形态结构与滞尘能力。结果表明：不同树种的滞尘能力差异较大,其滞尘量相差达到4倍以上，降雨可显著降低叶面颗粒物附着密度,不同树种所受影响差异明显；不同树种叶表面结构不同，滞尘量较小的白蜡和火棘，其叶表面较平滑，细胞排列整齐；而滞尘量较大的悬铃木、紫荆和紫薇，其叶表面上有密集纤毛或呈现出明显的脊状皱褶，并且结构越密集、凹凸越明显，越有利于粉尘颗粒物的滞留。然而现有的环境扫描电镜检测方法也存在不准确性的缺陷，具体在于，由于植物叶片存在多种微形态结构，而且结构越密集、凹凸越明显，越有利于粉尘颗粒物的滞留，因而采用电镜扫描直接对植物叶片进行扫描的时候，植物叶片本身的纹理、绒毛、油脂与颗粒物难以准确区分，颗粒物重叠在植物叶片表面时，位于下层的颗粒物无法观察获得其图像，具体成团的颗粒物
粒径容易识别成大粒径的颗粒物，从而导致测定结果的不准确性。另外由于受到设备的限制，一次电镜扫描的区域区域有限，对于活体植物叶片难以标记区域进行分片检测，因而只能对叶片进行裁剪或者选取一部分区域进行检测，测定结果随着选取区域的不同差异很大，也会导致检测结果不准确性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法，以减少或避免前面所提到的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法，用于通过环境扫描电镜测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布，所述方法包括如下步骤：(A)在采集的植物叶片的背面涂抹胶水，将所述植物叶片的背面朝下粘贴到一个第一基板上；(B)提供一个无尘的透明的单面胶带，将所述单面胶带具有粘胶的一侧将所述植物叶片整体覆盖住并粘贴在所述第一基板上；(C)将所述单面胶带从所述第一基板(2)上揭下来，然后将所述单面胶带具有粘胶的一侧平整粘贴在一个第二基板上；(D)利用所述环境扫描电镜对粘贴有所述单面胶带的所述第二基板进行电镜扫描，获得所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法，用于通过环境扫描电镜测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(A)在采集的植物叶片(1)的背面涂抹胶水，将所述植物叶片(1)的背面朝下粘贴到一个第一基板(2)上；(B)提供一个无尘的透明的单面胶带(3)，将所述单面胶带(3)具有粘胶的一侧将所述植物叶片(1)整体覆盖住并粘贴在所述第一基板(2)上；(C)将所述单面胶带(3)从所述第一基板(2)上揭下来，然后将所述单面胶带(3)具有粘胶的一侧平整粘贴在一个第二基板(4)上；(D)利用所述环境扫描电镜对粘贴有所述单面胶带(3)的所述第二基板(4)进行电镜扫描，获得所述单面胶带(3)从所述植物叶片(1)上粘下来的滞留颗粒物的粒径分布。

【技术特征摘要】
1.一种测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的方法，用于通过环境扫描电镜测量植物叶片滞留颗粒物的粒径分布，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(A)在采集的植物叶片(1)的背面涂抹胶水，将所述植物叶片(1)的背面朝下粘贴到一个第一基板(2)上；(B)提供一个无尘的透明的单面胶带(3)，将所述单面胶带(3)具有粘胶的一侧将所述植物叶片(1)整体覆盖住并粘贴在所述第一基板(2)上；(C)将所述单面胶带(3)从所述第一基板(2)上揭下来，然后将所述单面胶带(3)具有粘胶的一侧平整粘贴在一个第二基板(4)上；(D)利用所述环境扫描电镜对粘贴有所述单面胶带(3)的所述第二基板(4)进行电镜扫描，获得所述单面胶带(3)从所述植物叶片(1)上粘下来的滞留颗粒物的粒径分布。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括如下步骤：重复N次所述步骤B到步骤D，将每次获得的所述滞留颗粒物的粒径分布结果加起来作为所述植物叶片滞留颗粒物的粒径分布的最终结果。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述N次为3-5次。4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述步骤A中进一步包括如下步骤：将粘贴有所述植物叶片(1)的所述第一基板(2)放置于无尘箱中等待所述植物叶片(1)粘牢后将所述第一基板(2)从所述无尘箱中取出。5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述步骤B中...

【专利技术属性】
技术研发人员：席本野，刘欢欢，曹治国，贾黎明，张少伟，刘金强，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11