大气中亚微米颗粒物(d<1μm)由于难以从空气中去除,严重威胁人类健康,受到广泛关注。城市绿化树种削减颗粒物,是缓解城市大气污染的有效途径之一。然而目前该领域对滞尘量的研究较多,极少关注滞留过程中颗粒物在大气—叶片界面上的变化。基于此,本研究首次提出了空气亚微米颗粒在叶片上的“凝并效应”,并采用扫脱再悬浮法和X射线显微镜对两种典型亚热带阔叶植物的对亚微米颗粒的凝并效应进行了测量。结果显示,亚微米颗粒物从大气迁移到叶片表面的过程中,粒径显著增长,发生了凝并效应:平均粒径从发射时的0.48μm,增大至叶面上的3.40μm左右,亚微米颗粒物数量占比从95%下降至不足20%。两种方法的测定结果无显著差异,其中扫脱再悬浮法操作方便、数据易获取、成本低,可普遍应用在凝并效应的测定中。基于此,本研究首次提出,混凝效应也被认为是植物叶片去除颗粒物的重要机制。在颗粒物去除过程中,混凝效应和干沉降实际上是同时发生并相互作用的两个步骤。这一发现加深了对颗粒去除过程的理解,为进一步研究影响混凝的因素奠定了基础,为优化城市树种选择和植物配置提供了依据。
植物叶片颗粒物凝并效应示意图
研究成果分别以"Coagulation effect of aero submicron particles on plant leaves:Measuring methods and potential mechanisms”为题发表在Environmental Pollution(IF=5.714)上。该研究得到了国家自然科学基金(31971719)、国家重点研发计划(2017YFD0800204、2017YFC0505501)和上海市绿化和市容管理局(G171206)项目的资助。文献链接:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113611。