【摘要】：城市大氣顆粒物污染日益嚴重并引起了政府及社會各界的廣泛擔(dān)憂。植被尤其是木本植物可通過覆蓋地表減少顆粒物來源、吸滯大氣顆粒物、影響氣象因子間接作用于大氣顆粒物等方式,對大氣顆粒物產(chǎn)生一定的調(diào)控和消除作用。因此,近年來借助城市樹木減輕大氣顆粒物污染受到了學(xué)術(shù)界及相關(guān)職能部門的普遍關(guān)注。但對植被吸滯顆粒物質(zhì)量及粒徑分布測定還缺乏精準的研究方法,對北京市調(diào)控大氣顆粒物(特別是細顆粒物(PM2.5,d≤2.5 μm))典型林分配置模式也缺乏系統(tǒng)的研究,因此本文圍繞以上兩個方面開展了相關(guān)研究。研究內(nèi)容主要包括：(1)對植物葉片吸滯PM2.5等大氣顆粒物定量研究方法進行探索。(2)以城市道路邊銀杏單木為例,研究樹木葉片大氣顆粒物滯納量在冠層內(nèi)的空間變異性,分析其單位面積葉片PM2.5、PM1o(d≤ 10 μm)和TSP(d≤ 100 μm)吸滯量。(3)在對北京平原風(fēng)景游憩林類型及其基本特征進行詳細調(diào)查基礎(chǔ)上,研究了典型林分對PM2.5、PM1o和TSP等大氣顆粒物的吸滯能力及其與氣象條件的關(guān)系,并提出調(diào)控PM2.5等大氣顆粒物的典型林分配置模式。研究結(jié)果表明：(1)所提出的洗脫稱量粒度分析法(EWPA)可實現(xiàn)對植物葉片吸滯大氣顆粒物質(zhì)量和粒徑分布進行直接、準確測定,其可操作性強。其主要特點為：測定流程為清洗葉片、離心洗液、烘干等步驟收集其吸滯的顆粒物,然后對顆粒物稱量,并采用激光粒度儀測定顆粒物的粒徑分布,最后利用葉面積和林分葉面積指數(shù)數(shù)據(jù)換算得到單位面積葉片和林分的各徑階顆粒物吸滯量；測定顆粒物粒徑范圍為0.375～2000μm。在奧林匹克森林公園內(nèi)一片毛白楊林分(27天未經(jīng)歷降雨,PM2.5日均值超國家二級標準的天數(shù)達到20天)中應(yīng)用該法,測得毛白楊葉片吸滯大氣顆粒物的粒徑均值為17.8 μm,吸滯PM2.5、可吸入顆粒物(PM1o)和總懸浮顆粒物(TSP)的百分比分別為13.7%、47.2%和99.9%；葉片的PM2.5、PM10、TSP和總顆粒物吸滯量分別為8.88×10-、30.6×10-6、64.7×10-6和64.8×10-6g·cm-2；林分的PM2.5、PM10、TSP和總顆粒物吸滯量分別為0.963、3.32、7.01和7.02 kg·hm-2。(2)在0-2級風(fēng)且大氣污染不嚴重的天氣下,城市道路邊銀杏單木單位面積葉片PM2.5、PM10和TSP滯納量在冠層內(nèi)的空間分布無明顯規(guī)律,單位面積葉片PM2.5和PM10滯納量分布狀況較為相似,低處葉片PM2.5、PM1o滯納量更大,高處葉片TSP滯納量更大；除了高度對單位面積葉片PM2.5滯納量有顯著影響(P0.05),高度、方向、部位因子及交互作用對樹冠單位面積葉片PM2.5、PM1o和TSP滯納量均無顯著影響(P0.05)。針對不同研究目的,對樹木冠層大氣顆粒物滯納量研究的采樣方法提出建議,為城市植被對大氣顆粒物吸滯作用的相關(guān)研究提供一定科學(xué)依據(jù)。(3)當風(fēng)力為0～2級時,在各污染級別下4片林分內(nèi)PM2.5濃度的日均值[觀測時段內(nèi)(9：00—15：00)PM2.5濃度平均值]無顯著差異(P0.05)。林內(nèi)PM2.5濃度與空氣相對濕度呈顯著正相關(guān)(P0.01),與氣溫呈顯著負相關(guān)(P0.05),與風(fēng)速不相關(guān)(P0.05)。相對于林分外空地,林分內(nèi)PM2.5濃度變化比例在-21.4%～33.2%,空氣濕度較低時林分內(nèi)PM2.5濃度降低,較高時增加,本次研究空氣濕度的臨界值為67%。(4)本研究中,不同林分中各樹種葉片吸滯顆粒物粒徑范圍大都在260μm以內(nèi),粒徑均值在12-39μm范圍內(nèi)。針葉樹吸滯大氣顆粒物能力大于闊葉樹種,單位面積葉片PM2.5和PM10吸滯量最大的三個樹種分別為：華山松、銀杏、圓柏；單位面積葉片TSP吸滯量最大的三個樹種分別為：華山松、元寶楓、銀杏。單位面積林分PM2.5、PM10、TSP吸滯量比較中,華山松-銀杏混交林和多樹種復(fù)層混交林最大。基于本次研究結(jié)果,綜合拓展提出兩種調(diào)控PM2.5等大氣顆粒物的典型林分配置模式,即“疏密交錯模式”和“全面控制模式”。
【關(guān)鍵詞】：大氣顆粒物 洗脫稱量粒度分析法 單木 氣象因子 吸滯量 林分
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S718.5;X513
【目錄】：