城市植被的滞尘功能和植物监测重金属与大气SO<,2>的研究

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以广东惠州和广州海珠区为例,按功能分区,对城市中常见树种(高山榕、大叶榕、小叶榕、红花羊蹄甲等)的叶面降尘、植物叶片、路尘进行采样。用粒径分析仪检测降尘粒径,用ICP-AES测定城市不同功能区植被叶面降尘、植物叶片的重金属及S含量;采用碱片挂片法同步监测惠州市大气SO<,2>含量;测定城市植被叶面的滞尘能力,并利用遥感影像技术估算了惠州城市植被的地面总生物量及叶总生物量、叶面积,推算了惠州市的总滞尘量。 结果表明,城市植被叶面降尘粒径为对称分布,粒径均小于1 mm,60﹪粒径小于100μm。居住区、清洁区降尘颗粒小于商业交通区、工业区。降尘重金属,尤其Cd、Pb污染严重,惠州和广州降尘含量分别为Cd:6.2~12.8 mg/kg,8.8~3.0 mg/kg;Pb:434~512 mg/kg,584~1182 mg/kg。不同功能区降尘、路尘、植物叶片的重金属和S含量差异显著,污染水平递减顺序为:工业区、商业交通区、居住区、清洁对照区;而植物叶片综合污染指数(PI)为:商业交通区>工业区>居住区>清洁区。 叶面降尘、路尘及植物叶片中重金属和硫含量随交通流量的减少而降低。植物叶片硫含量随春夏秋季变化而增长,季节差异显著。大叶榕叶吸收重金属和S的能力略高于红花羊蹄甲。叶片和叶面降尘含硫量与大气硫酸盐化速率三者显著相关。大叶榕和红花羊蹄甲的二元数学模型的相关系数分别为R=0.995和R=0.990。植物与硫酸盐化速率监测SO<,2>的常规一元数学模型相关性显著。表明大叶榕、红花羊蹄甲叶片及其叶面降尘均可作为城市区域重金属和大气SO<,2>污染的有效指示剂;并可表征交通强度对环境的影响。 降尘中元素富集因子为18~746,主成分分析结果为一个或二个主成分,反映其主要源于工业污染、交通排放、建筑物腐蚀剥落等人为源。叶面降尘与路尘以及叶面降尘之间大部分重金属显著相关,表明降尘和路尘重金属均来自外源输入。 在达到饱和之前,四种绿化乔木叶面滞尘量随时间延长而增长,大叶榕、高山榕与红花羊蹄甲、小叶榕两组植物的滞尘能力存在显著性差异(p<0.05),滞尘能力差异为1.2~2.44倍,不同植物滞尘量由大到小排列为:高山榕>大叶榕>小叶榕>红花羊蹄甲;不同植物滞尘能力的差异尤其与植株的叶面积、叶倾角、枝条硬度、枝条伸展角度等相关。不同功能区植物滞尘量差异显著(P>0.01),四种植物在不同功能区的滞尘总量排序为:工业区>商业交通区>居住区>清洁区。惠州建成区植被的地面生物量为3.2×10<5>t,叶面积总量为808.4 km<2>,全年滞尘量达4430.7 t,可去除大气中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、S的量分别为1.63t,2.70 t,5.54 t,0.04 t,1.84 t,19.52 t。 通过对城市不同功能区植被叶面降尘的粒径和元素特征的研究,反映了珠江三角洲经济快速发展对城市环境的影响。同时由于叶面降尘的粒径较小,可富集大量的持久性微量有害元素;通过城市植被的滞尘功能,提供了另一种去除大气污染物的方法和途径,其净化功能是巨大的。对城市环境保护、城市绿化政策的制定,及城市人群健康具有重要意义。
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