城市植物叶面颗粒物中水溶性无机离子分布及来源

发布时间：2020-09-02 12:35

　　大气颗粒物(特别是细颗粒物)一直是影响我国城市环境质量和危害人群健康的首要污染物。大气颗粒物中会累积许多对人体有害的物质。近年来,城市植物已成为减轻大气颗粒物污染的重要手段。作为城市生态环境的重要组成部分,城市植物能通过其粗糙湿润的叶面滞留大气颗粒物,从而减轻大气污染。大气颗粒物中的水溶性无机离子是颗粒物重要组分之一,能酸化大气降水、改变大气幅射平衡,还能与大气毒性有机物(如PAHs)发生协同作用,增强大气颗粒物的毒性效应。由于水溶性无机离子主要分布于粒径小于10μm的细颗粒物中,有利于叶片气孔的吸收,并且不同种类植物叶面滞留颗粒物的粒径特征各不相同,这导致植物叶面颗粒物中水溶性无机离子分布的差异性。因此,本研究以南京市作为研究区域,开展了植物叶面颗粒物中水溶性无机离子的时空分布和种间差异研究,分析了南京市城区和郊区植物叶面颗粒物中水溶性无机离子的潜在来源,探讨了叶面微特征与叶面颗粒物中水溶性无机离子含量的关系。主要研究结果如下:(1)南京市植物叶面颗粒物中水溶性无机离子总含量在48.60 mg/g~96.98 mg/g之间。其中SO_4~(2-)含量最高,F~-最低;离子组成以SO_4~(2-)、Na~+、NO_3~-、Ca~(2+)为主,占总含量的86.9%。交通枢纽和化工区的水溶性无机离子含量较高,尤其是SO_4~(2-)和NO_3~-。各功能区植物叶面颗粒物中Na~+含量差异显著。赛虹桥立交桥路段高达27.38 mg/g;其次是化工区,为20.02mg/g;风景区最低,为9.54 mg/g。Ca~(2+)含量在交通枢纽(7.35 mg/g)最高,在化工区(5.98mg/g)、居民区(5.78 mg/g)和文教区(5.02 mg/g)差异不明显,在风景区(2.22 mg/g)最低。对南京市水溶性无机离子含量进行相关性分析可知,SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+含量呈显著正相关,表明3种二次离子具有一定的同源性。(2)南京市新庄立交桥路段植物叶面颗粒物中水溶性无机离子总含量表现为冬季春季秋季夏季,冬季显著高于夏季。SO_4~(2-)含量在冬、春季显著高于夏、秋季;Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和NH_4~+含量在冬季显著高于夏季;Cl~-含量和NO_3~-含量在秋、冬季显著高于春、夏季;K~+含量在冬季显著高于其它3个季节;F~-含量在秋季最高,夏季最低。根据皮尔森相关性分析可知,NO_3~-与SO_4~(2-)在冬季相关性较低,NO_3~-与NH_4~+在冬季显著相关,表明冬季机动车排放的尾气是NH_4~+与NO_3~-的主要贡献者。在冬季,Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)三种离子呈极显著相关,而NH_4~+与SO_4~(2-)在春季呈显著相关;Na~+和Cl~-在四个季节里均呈显著相关。(3)5种植物叶面颗粒物中水溶性无机离子总含量表现为桂花最高,红叶石楠最低。红叶石楠滞留叶面颗粒物能力强,但叶面颗粒物中水溶性无机离子含量值较低。NO_3~-在八角金盘(13.04 mg/g)和桂花(12.56 mg/g)叶面颗粒物中显著高于香樟(11.63 mg/g)、海桐(4.39 mg/g)和红叶石楠(3.50 mg/g)。SO_4~(2-)在桂花叶面颗粒物中(61.40 mg/g)最高,在红叶石楠(20.10 mg/g)最低。Na~+在香樟(1.24 mg/g)和桂花(1.39 mg/g)叶面颗粒物中显著高于其它3种植物。Ca~(2+)在香樟(10.79 mg/g)和桂花(11.44 mg/g)叶面颗粒物中最高,在红叶石楠(3.47 mg/g)中含量最低。除了K~+外,海桐叶面颗粒物中的水溶性无机离子含量均高于红叶石楠。将5种植物的比叶面积、气孔密度、叶蜡含量与叶面颗粒物中水溶性无机离子总含量进行相关性分析可知,叶蜡含量与叶面颗粒物中水溶性无机离子总含量呈显著正相关,气孔密度、比表面积与叶面颗粒物中水溶性无机离子总含量没有显著的相关关系。(4)南京市城区和郊区叶面颗粒物中水溶性无机离子NO_3~-/SO_4~(2-)比值差异不大,分别为0.20和0.21,其中交通枢纽叶面颗粒物NO_3~-和SO_4~(2-)含量和比值高于其他采样区域,郊区的NO_3~-和SO_4~(2-)排放量高于城区。南京市城区植物叶面颗粒物中水溶性无机离子污染有三类来源,一是交通运输源;二是燃煤源和生物质源;三是扬尘源。郊区水溶性无机离子污染来源分为两类,一是二次气溶胶源和燃煤源;二是土壤及海盐来源。
【学位单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X513
【部分图文】：

分布图,采样区,采样点,概况

采样区和采样点分布图

分布图,林科院,江苏省,采样点

图 3 新庄立交桥采样点分布图3 The distrubtion of sampling points in Xinzhuang overpass雨发生的时间进行，采样频率为 3-12 次/月。选域十分常见，经常被用于城市与园林绿化方面，花作为待测植物具有普适性和代表性。在采样区选择生长状况一致的 3 株，每株植物采集 3～5 片。被采集的植物保持一定间距，按东南西北四个生长状况一致的叶片，采集好用塑封袋封装。叶面颗粒物中水溶性无机离子含量要存在于细颗粒物中，并且不同种类水溶性无机。雨水冲刷会将叶面沉降的粗颗粒物迁移至地表征等原因滞留于叶表面。为研究不同种类植物叶低及与植物叶面微结构特征的关系，选′28.76″N）作为采样区域以保证采样环境的一致城区较为偏远，植被覆盖率高。具体的采样点分

分布图,立交桥,采样点,分布图

图 3 新庄立交桥采样点分布图g.3 The distrubtion of sampling points in Xinzhuang overpa降雨发生的时间进行，采样频率为 3-12 次/月。区域十分常见，经常被用于城市与园林绿化方面桂花作为待测植物具有普适性和代表性。在采样选择生长状况一致的 3 株，每株植物采集 3～5集。被采集的植物保持一定间距，按东南西北四及生长状况一致的叶片，采集好用塑封袋封装。物叶面颗粒物中水溶性无机离子含量主要存在于细颗粒物中，并且不同种类水溶性无同。雨水冲刷会将叶面沉降的粗颗粒物迁移至地特征等原因滞留于叶表面。为研究不同种类植物低及与植物叶面微结构特征的关系，选51′28.76″N）作为采样区域以保证采样环境的一主城区较为偏远，植被覆盖率高。具体的采样点

【参考文献】