林星宇，李海梅，李彥華，吳玉梅

近年來，隨著城市化進程的加快，城市環(huán)境質(zhì)量持續(xù)下降。在一系列的環(huán)境問題中，日益嚴重的霧霾天氣表現(xiàn)尤為突出，主要表現(xiàn)為可吸入顆粒物的污染，其主要成分是PM2.5，這些顆粒物含有大量細菌、病毒、致癌物質(zhì)和重金屬，對人們的健康和生活造成了極大危害。

眾所周知，園林植物可以滯留大氣顆粒物，提高空氣質(zhì)量，利用園林植物滯留大氣顆粒物是提高空氣質(zhì)量的有效方法之一。研究結(jié)果表明，無論是喬木、灌木還是草本植物，不同綠化植物滯塵能力存在顯著差異［1－4］。植物的滯塵能力主要與植物葉表面特性因素有關(guān)［5－10］，在北方城市中，常綠闊葉樹種較少，但對于綠化美化城市特別是豐富冬季景觀起到了非常重要的作用，目前對于園林植物滯塵的研究多集中在植物滯留總的大氣顆粒物方面，而對于植物特別是常綠闊葉灌木吸滯不同粒徑顆粒物的研究甚少，對不同葉表面結(jié)構(gòu)與不同粒徑顆粒物間的關(guān)系研究也處于探索階段，為此，試驗對青島市6種常綠灌木的滯塵效益進行了分析，以期為植物滯塵效益的進一步量化提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　材料

選取青島市城陽區(qū)具有代表性的道路（長城路、華城路、春陽路、明陽路、正陽路）綠地為試驗區(qū)域，選擇生長良好的6種常綠灌木為研究對象，分別為大葉黃楊（Euonymus japonicus Thunb.）、金葉女貞（Ligustrum×Vicaryi Hort）、海 桐 ［Pittosporum tobira（Thunb.） Ait］、火棘［Pyracantha fortuneana（Maxim.）Li］、紅葉石楠（Photiniax fraseri）、日本女貞（Ligustrum japonicum Thunb.）。

1.2　方法

1.2.1樣品的采集 一般認為，雨量達到15 mm以上，降雨強度在10 mm／h的降水，就可以沖刷掉葉片上的粉塵，然后植物重新滯塵［8］。分別從植物四周的上、中、下部隨機剪取植物葉片，每種植物選擇3株樣株，大葉30片左右，小葉40片左右，3次重復。于 3-5 月雨后每隔 4 d（即 4、8、12、16 d）采集一次葉子。

1.2.2滯塵量的測定 將植物葉片置于去離子水中浸泡2 h后，用軟毛刷刷洗葉片，并用蒸餾水清洗3次，將葉片夾出，放紙上晾干。將 10、5、2.5 μm 孔徑濾膜置于65℃烘箱烘干至恒重，將其用萬分之一分析天平稱重得到初始質(zhì)量，然后利用真空抽濾裝置對植物葉片沖洗液依次通過10、5、2.5μm孔徑濾膜進行分級抽濾，得到載塵濾膜后烘干至恒重，濾膜兩次烘干后稱重得到的質(zhì)量差Δm即為不同粒徑范圍的顆粒物質(zhì)量，TSP為不同粒徑范圍顆粒物質(zhì)量之和。將晾干的葉片用便攜式葉面積儀Yaxin－1241分別測量每種植物的葉表面積（S），則△m/S即為該濾膜對應粒徑范圍內(nèi)單位葉面積吸附顆粒物質(zhì)量（g／m2）［11］。

1.2.3葉表面結(jié)構(gòu)的測定 從樹體上剪取正常葉片，并立即將葉片封存于干凈塑封袋中以防擠壓或葉毛被破壞；用刀片沿著葉脈兩側(cè)的中部取5 mm×5 mm的組織塊，用2.5%戊二醛溶液固定4 h以上，抽真空。用pH 6.8的磷酸緩沖液沖洗2次，每20 min沖洗一次；配制50%、70%、80%、90%、100%的乙醇溶液進行梯度脫水，每次10 min，最后用乙酸異戊酯進行置換，共置換2次，每次10 min。將樣品放入干燥機進行臨界點干燥，完全干燥后取出樣品進行粘臺；鍍金，用掃描電子顯微鏡（JSM－7500F型）進行觀察拍攝不同放大倍數(shù)下植物葉表面結(jié)構(gòu)照片［12］。

2　結(jié)果與分析

2.1　植物單位葉面積滯塵量研究

由表1可以看出，在6種灌木中，單位葉面積的滯塵能力為：大葉黃楊＞火棘＞金葉女貞＞日本女貞＞海桐＞紅葉石楠，單位葉面積的滯塵能力大葉黃楊能達到紅葉石楠的3.5倍左右。隨著時間的推移，單位葉面積的滯塵量在不斷增加，但日本女貞已達到了最大滯塵量。

表1　青島市6種常綠灌木滯塵能力 （單位：g/m2）

2.2　植物對不同粒徑大氣顆粒物滯塵能力研究

2.2.1灌木對PM10滯塵能力研究 由圖1可以看出，6種灌木葉片單位葉面積PM10吸附量不同，不同灌木對 PM10吸附量在 0.095 4～0.245 4 g／m2，其中大葉黃楊、火棘、金葉女貞對PM10均有很強的吸附作用，海桐和紅葉石楠對PM10的吸附能力較差，大葉黃楊能達到紅葉石楠的2.5倍左右?？傮w表現(xiàn)為：大葉黃楊＞火棘＞金葉女貞＞日本女貞＞海桐＞紅葉石楠。

圖1　6種灌木PM 10單位葉面積滯塵量

2.2.2灌木對PM5滯塵能力研究 由圖 2可以看出，在6種灌木中，對PM5吸附能力表現(xiàn)為：大葉黃楊＞日本女貞＞火棘＞金葉女貞＞海桐＞紅葉石楠。不同灌木對 PM5吸附量在 0.056 0～0.150 9 g／m2，大葉黃楊、日本女貞對PM5有較強的吸附能力，海桐和紅葉石楠對PM5的吸附能力較差。

圖2　6種灌木PM 5單位葉面積滯塵量

2.2.3灌木對PM2.5滯塵能力研究 由圖 3可以看出，在6種灌木中，對PM2.5吸附能力表現(xiàn)為：大葉黃楊＞海桐＞火棘＞金葉女貞＞日本女貞＞紅葉石楠。說明海桐對細小顆粒物的吸附能力較強。

圖3　6種灌木PM 2.5單位葉面積滯塵量

2.3　葉表面結(jié)構(gòu)與滯塵能力的關(guān)系

通過對6種灌木葉表面結(jié)構(gòu)的觀察，對其結(jié)構(gòu)特征進行分析，可以得到葉表面結(jié)構(gòu)與其滯塵能力的相關(guān)性，如圖4所示。大葉黃楊上表面較平整，具有較厚的蠟質(zhì)層和較小的疣狀突起，下表面氣孔開口較大且密集，可以滯留更多的大氣顆粒物，對總滯塵量和細顆粒物的滯塵量均較大；火棘上表面具線狀突起，下表面有葉毛，氣孔較大較密集，滯塵能力也較強；金葉女貞葉表面較光滑，氣孔密集，平整，對PM5～10的吸附量較大；海桐上表皮具有較厚蠟質(zhì)層，溝壑密集，下表皮氣孔較密集，開口較小，對細顆粒物PM2.5的吸附量較大；日本女貞葉表面粗糙，下表皮氣孔橢圓形較密集，開口較大，更容易吸附PM2.5～5的顆粒物；紅葉石楠上表皮較平整，具較淺線狀突起，下表皮氣孔較小，對總顆粒物和細顆粒物的吸附量均較低［13，14］。

圖4　6種常綠灌木葉表面掃描圖像

3　小結(jié)與討論

試驗結(jié)果表明，6種灌木單位葉面積滯塵能力表現(xiàn)為：大葉黃楊＞火棘＞金葉女貞＞日本女貞＞海桐＞紅葉石楠。

6種灌木對PM10的滯塵能力表現(xiàn)為：大葉黃楊＞火棘＞金葉女貞＞日本女貞＞海桐＞紅葉石楠；對PM5的滯塵能力表現(xiàn)為：大葉黃楊＞日本女貞＞火棘＞金葉女貞＞海桐＞紅葉石楠；對PM2.5的滯塵能力表現(xiàn)為：大葉黃楊＞海桐＞火棘＞金葉女貞＞日本女貞＞紅葉石楠。說明大葉黃楊和火棘對不同粒徑的顆粒物均具有較強的吸滯能力，海桐對細小的顆粒物具有較好的吸滯作用。

研究表明，具有較好滯塵能力的植物往往表現(xiàn)為葉表面蠟質(zhì)層較厚，氣孔分布密集，葉表面粗糙，如大葉黃楊和火棘；葉表面光滑平整，氣孔較少的植物滯塵能力較差，如紅葉石楠；氣孔較密集，溝壑密集，開口較小，對細顆粒物PM2.5的吸滯量較大，這與孫曉丹等［15］的研究結(jié)果一致。試驗只對植物單位葉面積的滯塵量進行了研究，對單株滯塵量及其影響因素還有待進一步研究。

參考文獻：

［1］戴希剛，張 振，曾長立，等.武漢市主城區(qū)綠化植物滯塵效應研究［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學，2016，55（9）：2279－2282，2286.

［2］楊靜慧.天津市10種常綠植物冬季滯塵量分析［J］.天津農(nóng)學院學報，2016，23（3）：86－89.

［3］李艷梅，陳奇伯，李艷芹，等.昆明10個綠化樹種對不同污染區(qū)的滯塵及吸凈效應［J］.西南林業(yè)大學學報，2016，36（3）：80－83.

［4］史琛媛，張玉梅，路亞星，等.保定市幾種常見綠化樹種葉片滯塵能力研究［J］.河北林果研究，2015，30（3）：289－294.

［5］陸錫東，李萍嬌，賀慶梅，等.宜州城區(qū)5種行道樹葉表面特征及滯塵效果比較［J］.河池學院學報，2014，34（5）：37－43.

［6］劉 璐，管東生，陳永勤.廣州市常見行道樹種葉片表面形態(tài)與滯塵能力［J］.生態(tài)學報，2013，33（8）：2604－2614.

［7］李 辰.社區(qū)散生林木葉片滯留大氣顆粒物能力研究［D］.北京：北京林業(yè)大學，2014.

［8］么旭陽，胡耀升，劉艷紅.北京市常見綠化樹種滯塵效應［J］.西北林學院學報，2014，29（3）：92－95.

［9］孫曉丹，李海梅，郭 霄，等.10種灌木樹種滯留大氣顆粒物的能力［J］.環(huán)境工程學報，2017，11（2）：1048－1049.

［10］王 兵，牛 香.北京10個常綠樹種顆粒物吸附能力研究［J］.環(huán)境科學，2015，36（2）：408－414.

［11］趙松婷，李新宇，李延明.北京市29種園林植物滯留大氣細顆粒物能力研究［J］.生態(tài)環(huán)境學報，2015，24（6）：1004－1012.

［12］ 洪秀玲，楊雪媛，楊夢堯，等.測定植物葉片滯留PM2.5等大氣顆粒物質(zhì)量的方法［J］.北京林業(yè)大學學報，2015，37（5）：147－154.

［13］劉 鵬.青島常見園林樹種葉表面結(jié)構(gòu)觀察［D］.山東青島：青島農(nóng)業(yè)大學，2016.

［14］ 朱 穎.武漢市南湖大道南側(cè)PM10、PM2.5及其重金屬污染特征［D］.武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2014.

［15］孫曉丹，李海梅，孫 麗，等.8種灌木滯塵能力及葉表面結(jié)構(gòu)研究［J］.環(huán)境化學，2016，35（9）：1815－1822.