植物叶片将空气中的颗粒物(PM)固持在其表面,削减了大气PM。干沉降是PM降落至叶片的主要过程,叶片微结构(如气孔、毛状体等)直接参与了叶片对PM的固持。然而,PM在叶片上的累积特征和渗入深度尚不清楚。此外,缺乏合适的表征方法限制了我们对这一过程的理解。因此,本研究旨在使用一种新的方法来探究细颗粒物(PM2.5)进入叶片的途径及渗入深度。

  本研究以上海市常见的6种绿化树种为例开展研究(包括5种阔叶树和1种针叶树),以金刚石粉末为示踪物,采用模拟滞尘和三维X射线显微镜(3D-XRM)技术对叶片样本进行先暴露、后扫描的方法探究了PM2.5在叶片气孔和非气孔区域的渗入深度。结果发现在叶片气孔处有大量PM2.5累积,但在非气孔区域无PM2.5累积。也就是说,气孔是PM2.5进入叶片内部的主要途径。此外,PM2.5进入大多数树种叶片气孔的深度为5–14 μm。这是首次使用3D-XRM确定PM2.5在叶片气孔内累积深度的研究。本研究为PM2.5在叶片气孔处的吸收途径提供了理论指导,并有助于后续研究PM2.5进入气孔的行为和归趋。


图 3D-X射线显微镜下颗粒物积累示意图 图 3D-X射线显微镜下颗粒物积累示意图


  研究成果以"A high-resolution study of PM2.5 accumulation inside leaves in leaf stomata compared with non-stomatal areas using three-dimensional X-ray microscopy"为题发表在Science of the Total Environment上。该研究得到了国家自然科学基金(31971719, 32171865)的资助。 文献链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158543