监测城市绿地区植物叶片截留露水中颗粒物质量的方法技术

本发明专利技术公开了一种监测并计算城市绿地区植物叶片截留露水中颗粒物质量的方法，包括如下步骤：全株叶片总量统计；采集不同下垫面典型植物叶片；对各组叶片表面进行清洗后，将各种类叶片均分为两组，分别固定在聚苯乙烯泡沫板上，绒毛面朝上；露水凝结开始时，置于监测点，保持聚苯乙烯板与地表平行，且处于植物冠层高度；在露水凝结转为蒸发的时间节点，将其中一张泡沫板密封带回实验室，用去离子水震荡清洗叶片表面，记录去离子水量，并测试淋洗水中颗粒物浓度；待露水完全蒸发后，将剩余泡沫板密封带回实验室，重复上述操作。本发明专利技术可以监测并计算城市生态系统绿地区植物叶片对露水中凝结‑蒸发周期截留的不同粒径颗粒物质量。

【技术实现步骤摘要】
监测城市绿地区植物叶片截留露水中颗粒物质量的方法
本专利技术涉及颗粒物监测
，具体涉及一种可有效监测并计算城市绿地区地表植物叶片对露水截留颗粒物质量的方法。
技术介绍
露水凝结是普遍发生的气象现象，其形成过程中以大气中细小的气溶胶为凝结核，对空气净化有重要作用，露水的凝结是近地表颗粒物沉降去除的自然过程。城市生态系统中绿地区是露水凝结的重要场所，每年露水量可达60mm，相当于一场大雨的级别。露水中颗粒物浓度显著高于雨水等其他湿沉降形式，露水中溶解的颗粒物浓度为271.36mg/L，沉降颗粒物量均非常可观。但露水在夜间凝结，日出后蒸发，部分已经沉降至叶片的颗粒物随风再次回到近地表，如部分PM2.5回到地表，会增加近地表的空气污染，严重影响人类活动范围的空气质量，威胁人体健康。因此准确衡量日出后城市绿地区植被对露水中颗粒物的截留量非常重要。目前国内外在监测和计算植物截尘量方面较为成熟，但有关监测计算植物对露水中凝结再蒸发后的颗粒物截留量的方法研究较为少见。目前，城市植物对颗粒物的截留方法应用的是叶片差减法，该方法具有以下缺陷：1、现有技术方案是计算植物叶片截留颗粒物干沉降量的，即随颗粒物自身重力降落至叶片的部分。无法衡量夜间作为凝结核随水汽凝结至叶片的部分。目前还没有方法监测或计算露水凝结颗粒物被叶片截留的部分。2、现有方法采样的差减法，即通过一段时间的叶片的重量变化计算叶片截尘的量。使用的方法是“利用蒸馏水湿润过的酒精棉球对叶片表面进行彻底洗脱擦拭，清除叶片所滞粉尘后”，但是仅依靠擦拭是不彻底的，如有些细小颗粒在叶片的绒毛上或者褶皱中，无法保证彻底擦拭干净。因此现有方法的计算结果是不准确的。3、现有方法只能计算总的颗粒物质量(TSP)，颗粒物按照粒径可分为可吸入颗粒物(PM10)和可入肺颗粒物(PM2.5)和总悬浮颗粒物(TSP)等，但不能衡量对雾霾天气及人体健康非常重要的监测指标PM2.5和PM10等指标。因此，提供一种能够系统全面地对城市绿地区植物叶片对露水凝结-蒸发周期中不同粒径颗粒物截留量的方法势在必行。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种监测城市绿地区植物叶片截留露水中颗粒物质量的方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种监测城市绿地区植物叶片截留露水中颗粒物质量的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：全株叶片总量统计：利用标准枝分层法，对供试植株进行枝条等级分层，分至易计数叶片的标准小枝为止，对各层枝条数量进行随机抽样统计，在末级枝上从东、南、西、北4个方向分别选取30cm长的标准小枝，统计叶片数量，计算全株叶片总量N(枚)；步骤2：在树冠外围东西南北4个方向及中部枝条的上、中、下部随机多点采集可充分接收粉尘的植物叶片n枚，叶片数量为30～50枚，小叶为60～80枚。将叶样密封后，避免震动立即带回实验室；步骤3：利用去离子水对各组叶片表面进行超声清洗30分钟，清除叶片所滞粉尘，使叶片达到初始零积尘量；清洗完成后，将各种类叶片均分为两组，分别均匀固定在聚苯乙烯泡沫板上，绒毛面朝上；步骤4：露水凝结开始时，将步骤3所得的叶片置于监测点，保持聚苯乙烯板与地表平行，且处于植物冠层高度；在露水凝结转为蒸发的时间节点，将其中一张泡沫板密封带回实验室，用去离子水震荡清洗叶片表面，记录去离子水量Vc(L)，并测试淋洗水中颗粒物TSP，PM2.5，PM10的浓度(Cjc，mg/L)；步骤5：待露水完全蒸发后，将剩余泡沫板密封带回实验室，用去离子水震荡清洗叶片表面，记录去离子水量Vc(L)，并测试淋洗水中颗粒物TSP，PM2.5，PM10的浓度(Cjc，mg/L)；步骤6：通过以下公式进行单株植物沉降和蒸发后滞留不同粒径颗粒质量的计算：式中，j为颗粒物类型(例如：PM2.5/PM10/TSP)；Fj为单株植物露水凝结期间沉降的颗粒物质量(mg/plant)；Cjc为露水凝结转蒸发节点时震荡清洗叶片去离子水中颗粒物质量浓度(mg/L)；Vc为露水凝结转蒸发节点时震荡清洗所用去离子水体积(L)；2为转化系数；Pj为单株植物露水蒸发后沉降的颗粒物质量(mg/plant)；Cje为露水蒸发后清洗叶片去离子水中颗粒物质量浓度(mg/L)；Ve为露水蒸发后清洗所用去离子水体积(L)；n为采集单株植物叶片数(枚)；N为单株植物叶片总数(枚)。本专利技术可以监测并计算城市生态系统每夜绿地区不同植物种类对夜间露水凝结、蒸发后被叶片截留的不同粒径的颗粒物，操作步骤简单计算方法明确，易于推广；且可以避免原有技术依靠手工擦拭不彻底的弊端，准确率较高。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种监测城市绿地区植物叶片截留露水中颗粒物质量的方法，包括如下步骤：步骤1：全株叶片总量统计：利用标准枝分层法，对供试植株进行枝条等级分层，分至易计数叶片的标准小枝为止(该标准小枝上的叶片数量范围为15-80枚)，对各层枝条数量进行随机抽样统计，在末级枝上从东、南、西、北4个方向分别选取30cm长的标准小枝，统计叶片数量，计算全株叶片总量N(枚)；步骤2：采集不同下垫面典型植物叶片：在树冠外围东西南北4个方向及中部枝条的上、中、下部随机多点采集可充分接收粉尘的植物叶片n枚，叶片数量为30～50枚，小叶为60～80枚。将叶样密封后，避免震动立即带回实验室；步骤3：利用去离子水对各组叶片表面进行超声清洗30分钟，清除叶片所滞粉尘，使叶片达到初始零积尘量；清洗完成后，将各种类叶片均分为两组，分别均匀固定在聚苯乙烯泡沫板上，绒毛面朝上；步骤4：露水凝结开始时，将步骤3所得的叶片置于监测点，保持聚苯乙烯板与地表平行，且处于植物冠层高度；在露水凝结转为蒸发的时间节点，将其中一张泡沫板密封带回实验室，用去离子水震荡清洗叶片表面，记录去离子水量Vc(L)，并测试淋洗水中颗粒物TSP，PM2.5，PM10的浓度(Cjc，mg/L)；步骤5：待露水完全蒸发后，将剩余泡沫板密封带回实验室，用去离子水震荡清洗叶片表面，记录去离子水量Vc(L)，并测试淋洗水中颗粒物TSP，PM2.5，PM10的浓度(Cjc，mg/L)；步骤6：通过以下公式进行单株植物沉降和蒸发后滞留不同粒径颗粒质量的计算：式中，j为颗粒物类型(例如：PM2.5/PM10/TSP)；Fj为单株植物露水凝结期间沉降的颗粒物质量(mg/plant)；Cjc为露水凝结转蒸发节点时震荡清洗叶片去离子水中颗粒物质量浓度(mg/L)；Vc为露水凝结转蒸发节点时震荡清洗所用去离子水体积(L)；2为转化系数；Pj为单株植物露水蒸发后沉降的颗粒物质量(mg/plant)；Cje为露水蒸发后清洗叶片去离子水中颗粒物质量浓度(mg/L)；Ve为露水蒸发后清洗所用去离子水体积(L)；n为采集单株植物叶片数(枚)；N为单株植物叶片总数(枚)。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测城市绿地区植物叶片截留露水中颗粒物质量的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：全株叶片总量统计：利用标准枝分层法，对供试植株进行枝条等级分层，分至易计数叶片的标准小枝为止，对各层枝条数量进行随机抽样统计，在末级枝上从东、南、西、北4个方向分别选取30cm长的标准小枝，统计叶片数量，计算全株叶片总量N(枚)；步骤2：在树冠外围东西南北4个方向及中部枝条的上、中、下部随机多点采集可充分接收粉尘的植物叶片n枚，将叶样密封后，避免震动立即带回实验室；步骤3：利用去离子水对各组叶片表面进行超声清洗30分钟，清除叶片所滞粉尘，使叶片达到初始零积尘量；清洗完成后，将各种类叶片均分为两组，分别均匀固定在聚苯乙烯泡沫板上，绒毛面朝上；步骤4：露水凝结开始时，将步骤3所得的叶片置于监测点，保持聚苯乙烯板与地表平行，且处于植物冠层高度；在露水凝结转为蒸发的时间节点，将其中一张泡沫板密封带回实验室，用去离子水震荡清洗叶片表面，记录去离子水量Vc(L)，并测试淋洗水中颗粒物TSP，PM2.5，PM10的浓度(Cjc，mg/L)；步骤5：待露水完全蒸发后，将剩余泡沫板密封带回实验室，用去离子水震荡清洗叶片表面，记录去离子水量Vc(L)，并测试淋洗水中颗粒物TSP，PM2.5，PM10的浓度(Cjc，mg/L)；步骤6：通过以下公式进行单株植物沉降和蒸发后滞留不同粒径颗粒质量的计算：...

【技术特征摘要】
1.一种监测城市绿地区植物叶片截留露水中颗粒物质量的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：全株叶片总量统计：利用标准枝分层法，对供试植株进行枝条等级分层，分至易计数叶片的标准小枝为止，对各层枝条数量进行随机抽样统计，在末级枝上从东、南、西、北4个方向分别选取30cm长的标准小枝，统计叶片数量，计算全株叶片总量N(枚)；步骤2：在树冠外围东西南北4个方向及中部枝条的上、中、下部随机多点采集可充分接收粉尘的植物叶片n枚，将叶样密封后，避免震动立即带回实验室；步骤3：利用去离子水对各组叶片表面进行超声清洗30分钟，清除叶片所滞粉尘，使叶片达到初始零积尘量；清洗完成后，将各种类叶片均分为两组，分别均匀固定在聚苯乙烯泡沫板上，绒毛面朝上；步骤4：露水凝结开始时，将步骤3所得的叶片置于监测点，保持聚苯乙烯板与地表平行，且处于植物冠层高度；在露水凝结转为蒸发的时间节点，将其中一张泡沫板密封带回实验室，用去离子水震荡清洗叶片表面，记录去离子水量Vc(L)，并测试淋洗水中颗粒物TSP，PM2.5，PM10的浓度(Cjc，mg/L)；步骤5：待露水完全蒸发后，将剩余泡沫板密封带回实验室，用去离子水震荡清洗叶片表面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐莹莹，董莉莉，金明兰，林英姿，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22