一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法技术

本发明专利技术公开了一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法，本发明专利技术将采集的洗脱前的滞尘植物叶片，制备成扫描电镜样品并获得SEM电镜图，然后对图像进行多次处理得到叶片滞尘颗粒物在叶片表面的投影面积，通过计算得到滞尘颗粒物TSP当量体积，代入滞尘颗粒物TSP的密度，最后得出单位面积植物叶片滞尘量；由此说明本发明专利技术可以有效地用于植物叶片单位面积滞尘量的测量，可为植物滞尘的标准化和滞尘植物的优选奠定理论基础。

【技术实现步骤摘要】
一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法
本专利技术涉及一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法及其制作方法，属于植物滞尘测量领域。
技术介绍
灰霾(haze)是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，具体表现为空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍。其中，空气中的二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是灰霾的主要组成，前两者为气态污染物，而颗粒物则是加重灰霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的，形成灰霾污染大气。颗粒物的英文缩写为PM，尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成灰霾天气的“元凶”。雾霾天气的增多，对人们的健康危害极大。尤其是直径在2.5-10微米的飘浮颗粒物，即PM2.5-PM10，可直接通过呼吸系统进入支气管，甚至肺部。PM2.5-PM10等颗粒物除了载有二氧化硫、氮氧化物等含量较高的污染物之外，还可能包括了酸、碱、盐、胺、酚，甚至流感病毒、结核杆菌、肺炎球菌等。因此，雾霾对人的身体健康危害极大。长期生活在雾霾天气中，非常容易发生呼吸道疾病、脑血管疾病、鼻腔炎症等疾病。2013年11月，世界卫生组织宣布空气污染物是地球上“最危险的环境致癌物质之一”。研究表明，利用绿化植物防治PM10和PM2.5等空气颗粒物污染具有明显效果。植物叶片滞尘能力测定技术方法的研究，园林植物叶片滞尘能力被定义为单位叶面积在单位时间内滞留的粉尘量。目前最常用的研究方法是单位叶面积测定法，即是对一定时间内植物叶片单位面积滞尘量进行测定，大多采用差重法。先通过清水洗脱、过滤测出叶片滞尘量，后测定叶面积，根据滞尘量与叶面积之比来确定单位叶面积滞尘量。上述方法测定过程中，一方面并不是所有的叶片PM能被清水成功洗脱；另一方面一些PM会溶于水中，过滤后无法获得其重量。综上，现有差重法的结果不够精确，且误差较大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法，以用于实现植物叶片单位面积滞尘量的测量。本专利技术的技术方案是：一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法，所述方法步骤如下：步骤1、选取同一植物洗脱前的n个滞尘叶片微区，分别进行SEM电镜扫描；步骤2、利用图像处理软件，将SEM电镜图像进行二值化处理，得到叶片滞留的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像；步骤3、将得到的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像导入图像处理软件，将投影面积进行选取并填充为黑色；步骤4、将步骤3处理后得到的图像导入图像处理软件进行比例校准，调节灰度阈值，使悬浮颗粒物投影边缘凸显；通过图像处理软件设定荧光强度平均值范围，得到总悬浮颗粒物投影面积；步骤5、对n个滞尘叶片微区得到的SEM电镜扫描图像都分别进行步骤2-步骤4的操作，最终得到对应的总悬浮颗粒物投影面积为S1,S2,...,Sn；步骤6、将得到的第i个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物投影面积Si，通过求出半径Ri；再由求出第i个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物当量体积Vi；其中i＝1,2,...n；步骤7、将飞灰表观密度ρ代入公式：Gi＝ρ×Vi，得到第i个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物重量Gi；步骤8、将n个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物投影面积进行累加，得到n个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物总投影面积S总＝S1+S2+,....,+Sn；步骤9、将n个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物重量进行累加，得到n个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物总重量G总＝G1+G2+,....,+Gn；步骤10、通过求得植物叶片滞尘能力M。本专利技术的有益效果是：本专利技术将采集的洗脱前的滞尘植物叶片，制备成扫描电镜样品并获得SEM电镜图，然后对图像进行多次处理得到叶片滞尘颗粒物在叶片表面的投影面积，通过计算得到滞尘颗粒物TSP当量体积，代入滞尘颗粒物TSP的密度，最后得出单位面积植物叶片滞尘量；由此说明本专利技术可以有效地用于植物叶片单位面积滞尘量的测量，可为植物滞尘的标准化和滞尘植物的优选奠定理论基础。附图说明图1为实施例1中选用的一个滞尘叶片微区的SEM电镜扫描图；图2为对图1进行步骤S2处理后的图；图3为实施例2中选用的一个滞尘叶片微区的SEM电镜扫描图；图4为对图3进行步骤S2处理后的图。具体实施方式实施例1：如图1-2所示，一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法，所述方法步骤如下：步骤1、在测定沿阶草(Ophiopogonbodinieri)叶片单位面积滞尘量时，选取同一植物洗脱前的10个滞尘叶片微区，分别进行SEM电镜扫描；步骤2、利用图像处理软件，将SEM电镜图像进行二值化处理，得到叶片滞留的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像；步骤3、将得到的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像导入Photoshop软件，利用Photoshop软件的快速选择工具，对滞留颗粒物在叶片表面的投影面积进行选取，填充为黑色(图2)。步骤4、将步骤3处理后得到的图像导入ImageJ图像处理软件进行比例校准(用于与SEM电镜扫描图上的尺寸匹配)，调节Threshold灰度阈值，使悬浮颗粒物投影边缘凸显；通过图像处理软件中Analyzeparticles设定荧光强度平均值范围(直径1微米的颗粒物，投影面积约12.566等于50pixel^2；如果测定范围为1-100um的颗粒就是设定Size(pixel^2)：为50-5000)，在results窗口得到总悬浮颗粒物投影面积；步骤5、对10个滞尘叶片微区得到的SEM电镜扫描图像都分别进行步骤2-步骤4的操作，最终得到对应的总悬浮颗粒物投影面积为S1,S2,...,Sn；步骤6、将得到的第i个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物投影面积Si，通过求出半径Ri；再由求出第i个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物当量体积Vi；其中i＝1,2,...10；步骤7、将飞灰表观密度ρ＝1.5g/m2代入公式：Gi＝ρ×Vi，得到第i个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物重量Gi；步骤8、将10个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物投影面积进行累加，得到10个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物总投影面积S总＝S1+S2+,....,+S10，见表1；步骤9、将10个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物重量进行累加，得到10个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物总重量G总＝G1+G2+,....,+G10，见表1；表1滞尘叶片微区总面积总重量G总/ugS总/um229.6785206步骤10、通过求得植物叶片滞尘能力M＝0.376971g/m3。实施例2：如图3-4所示，一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法，所述方法步骤如下：步骤1、在测定美国冬青(Ilexopaca)叶片单位面积滞尘量时，选取同一植物洗脱前的10个滞尘叶片微区，分别进行SEM电镜扫描；步骤2、利用图像处理软件，将SEM电镜图像进行二值化处理，得到叶片滞留的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像；步骤3、将得到的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像导入Photoshop软件，利用Photoshop软件的快速选择工具，对滞留颗粒物在叶片表面的投影面积进行选取，填充为黑色(图4)。步骤4、将步骤3处理后得到的图像导入ImageJ图像处理软件进行比例校准(用于与SEM电镜扫描图上的尺寸匹配)，调节Threshold灰度阈值，使悬浮颗粒物投影边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法，其特征在于：所述方法步骤如下：步骤1、选取同一植物洗脱前的n个滞尘叶片微区，分别进行SEM电镜扫描；步骤2、利用图像处理软件，将SEM电镜图像进行二值化处理，得到叶片滞留的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像；步骤3、将得到的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像导入图像处理软件，将投影面积进行选取并填充为黑色；步骤4、将步骤3处理后得到的图像导入图像处理软件进行比例校准，调节灰度阈值，使悬浮颗粒物投影边缘凸显；通过图像处理软件设定荧光强度平均值范围，得到总悬浮颗粒物投影面积；步骤5、对n个滞尘叶片微区得到的SEM电镜扫描图像都分别进行步骤2‑步骤4的操作，最终得到对应的总悬浮颗粒物投影面积为S1,S2,...,Sn；步骤6、将得到的第i个滞尘叶片微区的总悬浮颗粒物投影面积Si，通过

【技术特征摘要】
1.一种植物叶片单位面积滞尘量的微区测量方法，其特征在于：所述方法步骤如下：步骤1、选取同一植物洗脱前的n个滞尘叶片微区，分别进行SEM电镜扫描；步骤2、利用图像处理软件，将SEM电镜图像进行二值化处理，得到叶片滞留的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像；步骤3、将得到的悬浮颗粒物在叶片表面的投影图像导入图像处理软件，将投影面积进行选取并填充为黑色；步骤4、将步骤3处理后得到的图像导入图像处理软件进行比例校准，调节灰度阈值，使悬浮颗粒物投影边缘凸显；通过图像处理软件设定荧光强度平均值范围，得到总悬浮颗粒物投影面积；步骤5、对n个滞尘叶片微区得到的SEM电镜扫描图像都分别进行步骤2-步骤4的操作，最终得到对应的总...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟，张杰，徐晓丹，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53