Name: assessing the particulate matter removal abilities of tree leaves
Uploaded: 2018-10-07T15:00:00
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Este trabalho foi financiado pelos fundos de pesquisa Fundamental para as universidades Central (2017ZY21) e a Fundação Nacional de ciências naturais da China (21607038).

1. folha de coleta, eluição e medição de massa PM
<ol><li>Selecione cinco árvores saudáveis individuais (ou seja, cinco repetições) de cada espécie de árvore com diâmetro semelhante à altura do peito. Coletar quatro ramos maiores aleatoriamente de quatro direções do dossel exterior na camada média do dossel e cortar todas as folhas intactas. Nota: Todas as plantas para amostragem de folha devem estar localizadas perto em uma tira de ecologização com comprimento e largura de cerca 60 e 250 m...

<ol>
	<li>Baidurela, A., Halik, U., Aishan, T., Nuermaimaiti, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maximum+dust+retention+of+main+greening+trees+in+arid+land+oasis+cities,+Northwest+China.">Maximum dust retention of main greening trees in arid land oasis cities, Northwest China.</a> Scientia Silvae Sinicae. 51, 57-63 (2015).</li><li>Fan, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dust+capturing+capacities+of+twenty-six+deciduous+broad-leaved+trees+in+Beijing.">Dust capturing capacities of twenty-six deciduous broad-leaved trees in Beijing.</a> Chinese Journal of Plant Ecology. 39, 736-745 (2015).</li><li>Dzierzanowski, K., Gawro&#324;ski, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+trees+for+reducing+particulate+matter+pollution+in+air.">Use of trees for reducing particulate matter pollution in air.</a> Challenges of Modern Technology. 2, 69-73 (2011).</li><li>Przybysz, A., S&#230;b&#248;, A., Hanslin, H. M., Gawro&#324;ski, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accumulation+of+particulate+matter+and+trace+elements+on+vegetation+as+affected+by+pollution+level,+rainfall+and+the+passage+of+time.">Accumulation of particulate matter and trace elements on vegetation as affected by pollution level, rainfall and the passage of time.</a> Science of the Total Environment. 481, 360-369 (2014).</li><li>Chen, L. X., Liu, C. M., Zou, R., Yang, M., Zhang, Z. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+examination+of+effectiveness+of+vegetation+as+bio-filter+of+particulate+matter+in+the+urban+environment.">Experimental examination of effectiveness of vegetation as bio-filter of particulate matter in the urban environment.</a> Environmental Pollution. 208, 198-208 (2016).</li><li>Zhang, Z. D., Xi, B. Y., Cao, Z. G., Jia, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploration+of+a+quantitative+methodology+to+characterize+the+retention+of+PM2.5+and+other+atmospheric+particulate+matter+by+plant+leaves:+Taking+Populus+tomentosa+as+an+example.">Exploration of a quantitative methodology to characterize the retention of PM2.5 and other atmospheric particulate matter by plant leaves: Taking Populus tomentosa as an example.</a> Chinese Journal of Applied Ecology. 25, 2238-2242 (2014).</li><li>Zhang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+the+Existing+Shrubs+of+the+Road+in+Changchun+and+the+Dust+Retention+Capacity+of+the+Three+Shrubs.">Studies on the Existing Shrubs of the Road in Changchun and the Dust Retention Capacity of the Three Shrubs.</a> Jilin Agricultural University. , (2013).</li><li>Beckett, K. P., Freer-Smith, P., Taylor, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+tree+species+for+local+air-quality+management.">Effective tree species for local air-quality management.</a> Journal of Arboriculture. 163, 12-19 (2000).</li><li>Wang, H. X., Shi, H., Wang, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+the+captured+quantity+of+particulate+matter+by+plant+leaves+under+typical+weather+conditions.">Dynamics of the captured quantity of particulate matter by plant leaves under typical weather conditions.</a> Acta Ecologica Sinica. 35, 1696-1705 (2015).</li><li>Wang, Z. H., Li, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capacity+of+dust+uptake+by+leaf+surface+of+Euonymus+Japonicus+Thunb.+and+the+morphology+of+captured+particle+in+air+polluted+city.">Capacity of dust uptake by leaf surface of Euonymus Japonicus Thunb. and the morphology of captured particle in air polluted city.</a> Ecology &amp; Environment. 15, 327-330 (2006).</li><li>Liu, H. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+Role+of+Ultrasonic+Cleaning+in+Quantitative+Evaluation+of+the+Retention+of+Tree+Leaves+to+Atmospheric+Particles:+A+Case+Study+with+Ginkgo+biloba.">Analysis of the Role of Ultrasonic Cleaning in Quantitative Evaluation of the Retention of Tree Leaves to Atmospheric Particles: A Case Study with Ginkgo biloba.</a> Scientia Silvae Sinicae. 52 (12), 133-140 (2016).</li><li>Chen, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dust+absorption+effect+of+urban+conifers+in+Northeast+China.">Dust absorption effect of urban conifers in Northeast China.</a> Chinese. Journal of Applied Ecology. 14 (12), 2113-2116 (2003).</li><li>Li, H., Yang, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+of+suspended+particulates+adhering+to+salt+marsh+plants.">Changes of suspended particulates adhering to salt marsh plants.</a> Acta Oceanolo Giga Sinica. 32 (1), 114-119 (2010).</li><li>Nguyen, T., Yu, X. X., Zhang, Z. M., Liu, M. M., Liu, X. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+types+of+urban+forest+and+PM2.5+capture+at+three+growth+stages+of+leaves.">Relationship between types of urban forest and PM2.5 capture at three growth stages of leaves.</a> Journal of Environmental Sciences. 27 (1), 33-41 (2015).</li><li>Fan, S. X., Li, X. P., Han, J., Cao, Y., Dong, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+assessment+of+the+impacts+of+landscape+structure+on+different-sized+airborne+particles+in+residential+areas+of+Beijing,+China.">Field assessment of the impacts of landscape structure on different-sized airborne particles in residential areas of Beijing, China.</a> Atmospheric Environment. 166, 192-203 (2017).</li><li>Liu, J. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasonic+based+investigation+on+particulate+size+distribution+and+retention+efficiency+of+particulate+matters+retained+on+tree+leaves-Taking+Ginkgo+biloba+and+Pinus+tabuliformis+as+examples.">Ultrasonic based investigation on particulate size distribution and retention efficiency of particulate matters retained on tree leaves-Taking Ginkgo biloba and Pinus tabuliformis as examples.</a> Chinese Journal of Applied Ecology. 40, 798-809 (2016).</li><li>Yao, X. Y., Hu, Y. S., Liu, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dust-retention+effect+of+8+common+greening+Tree+Species+in+Beijing.">Dust-retention effect of 8 common greening Tree Species in Beijing.</a> Journal of Northwest Forestry University. 29, 92-95 (2014).</li><li>Wang, H. X., Shi, H., Wang, Y. H., Duan, J., Wang, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+surface+structure+on+the+particle+size+distribution+captured+by+Ligustrum+lucidum.">Influence of surface structure on the particle size distribution captured by Ligustrum lucidum.</a> Journal of Safety &amp; Environment. 1, 258-262 (2015).</li></ol>

Coleção exata e adequada da PM retido nas superfícies da folha é a base para avaliar as habilidades de remoção de PM de espécies de árvores diferentes. No entanto, o método convencional de limpeza (WC ou mais BC) não pode remover completamente o pó em superfícies da folha, que foi confirmado pela verificação de microscopia eletrônica10. Isto foi demonstrado mais claramente no presente estudo (Figura 1, Figura 2, </...

As habilidades de espécies arbóreas diferentes para remover o PM do ar ambiente podem ser avaliadas por meio de quantificar a massa de PM retido nas superfícies da folha. Para alcançar este objetivo, o método de subtração1,2, a membrana filtro método3,4,5e o método de eluição-pesagem juntamente com a análise de tamanho de partícula6 foram aplicado para estimar quantitativamente a massa de PM2.5 (diâmetro ≤ 2,5 µm), PM10 (diâmetro ≤ 10 µm) ou total de partículas suspensas (TSP) retida nas folhas. No entanto, a precisão desses métodos depende basicamente seu desempenho na coleta PM retido nas superfícies da folha. Atualmente, a folha convencional método usado frequentemente em estudos relacionados de limpeza inclui uma ou duas etapas, ou seja apenas água de lavagem (embeber e enxágue folhas usando água desionizada)3,7 ou mais escovação5, 8 , 9. no entanto, alguns estudos10,11 demonstraram que PM em superfícies da folha não poderia ser totalmente eluída pelo método convencional de limpeza. Como limpeza ultra-sônica tem as vantagens da alta velocidade, alta qualidade e pouco dano à superfície do objeto, que tem grande potencial para ser usado para coletar o PM retido nas superfícies da folha com microestruturas complexas. Actualmente, a limpeza ultra-sônica foi aplicada em alguns estudos para coletar PM retido nas superfícies da folha (ou seja, colocar as folhas em água desionizada e usar o líquido de limpeza ultra-sônico para eluir PM)12,13. No entanto, este método só é usado como um suplemento para uma folha de limpeza método, enquanto não se sabe se a limpeza ultra-sônica tem um efeito positivo na coleta de PM de superfícies da folha e seus parâmetros de funcionamento ideais também não são claros. Nossa pesquisa anterior mostrou que a PM retido na superfície da folha de Ginkgo biloba pode ser completamente eluída sem destruir as superfícies da folha, se um procedimento correto de limpeza ultra-sônica foi complementado para o método convencional de limpeza11 . No entanto, a estabilidade e a aplicabilidade geral das operações de limpeza ultra-sônico parâmetros (poder ultra-sônico, tempo e outras informações) para diferentes espécies de plantas experimentando períodos de retenção de poeira diferentes são ainda não está claros.
Atualmente, a massa de PM2.5, PM10ou TSP na área foliar de unidade muitas vezes tem sido utilizada para avaliar as habilidades das espécies arbóreas diferentes para remover PM ar ambiente14,15. Sob a condição natural, o PM retido nas superfícies da folha pode ser classificado em duas partes: a primeira parte é o PM que pode cair folhas devido aos efeitos de vento e chuva, enquanto a outra parte é o PM que está firmemente aderido para folha de superfícies e não pode ser ea esquesito lavado pela chuva. No entanto, poucos estudos têm incidido sobre a massa de ambos os tipos de PM em superfícies da folha. Além disso, os períodos de retenção de PM de folhas em diferentes estudos diferem enormemente. Assim, a comparabilidade dos resultados destes estudos será pobre, se a massa do PM retido na área foliar de unidade é adotada para avaliar as habilidades de remoção de PM de árvores16. Consequentemente, a eficiência de retenção PM (a massa de PM retido na área foliar de unidade por unidade de tempo), como uma alternativa, foi proposto para avaliar os efeitos de purificação de PM de árvores urbanas5,17. Em geral, ainda há uma falta de pesquisa neste aspecto. É extremamente necessário efectuar estudos relevantes para espécies de árvores diferentes fornecer dados e metodológica basic suportam para avaliar as habilidades de remoção de PM de espécies arbóreas diferentes com precisão.
Aqui, três espécies de árvores de folhas largas (g. biloba, Sophora japonicae Salix babylonica) e duas espécies de árvore needleleaf (Pinus tabuliformis e Sabina chinensis) foram selecionadas para avaliar a sua remoção da PM habilidades em dois períodos de retenção de PM. O local de amostragem de folha foi no parque de Xitucheng (39,97 ° N, 116,36 ° E), localizado em uma área com forte poluição em Pequim. Os três objectivos específicos deste estudo foram: (1) para avaliar a eficiência de diferentes folhas de limpeza métodos (água de limpeza (WC), escova de limpeza (BC) e limpeza ultra-sônica (UC)) na eluição da PM em folhas, (2) para verificar o efeito de limpeza ultra-sônica em PM, de eluição e (3) para avaliar a eficiência de retenção de espécies de árvores diferentes para PM1, PM2.5, PM5, PM10e TSP.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1519px;" width="1518">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:349px;">MSA2258-1CE-DU ten-thousandth scale</td>
			<td style="width:328px;">Sartorius Scientific Instruments (Beijing) Co., Ltd.</td>
			<td style="width:153px;">MSA2258-1CE-DU</td>
			<td style="width:688px;">precision: 0.01 mg</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">The IS13320 laser granularity instrument</td>
			<td>Beckman Coulter, Brea, USA</td>
			<td>IS13320</td>
			<td>working conditions: liquid/power samples; particle size range of measurement: 0.017-2000 &#956;m</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Epson Twain Pro high-quality scanner</td>
			<td>Seiko Epson, Nagano, Japan</td>
			<td>expression1680</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Automatic image analysis software WinRHIZO</td>
			<td>Regent Instruments Inc., Quebec, Canada</td>
			<td>WinRHIZO Pro 2013a</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing the particulate matter removal abilities of tree leaves

Baseia-se os métodos convencionais de limpeza (água de limpeza (WC) + escova de limpeza (BC)), este estudo avaliou a influência da limpeza ultra-sônica (UC) na coleta de vários tamanho partículas (PM) retidas nas superfícies da folha. Nós caracteriza-se ainda mais a eficiência de retenção de folhas de vários tamanhos PM, que ajudarão a avaliar as habilidades de árvores urbanas para remover o PM do ar ambiente, quantitativamente.
Tomar três espécies de árvores de folhas largas (Ginkgo biloba, Sophora japonica e o Salix babylonica) e dois needleleaf espécies de árvores (Pinus tabuliformis e Sabina chinensis) como os objetos de pesquisa, as amostras de folhas foram coletados (curto período de retenção de PM) de 4 dias e 14 dias (longo período de retenção de PM) após as chuvas mais recentes. PM retido nas superfícies da folha foi coletado por meio de WC, BC e UC em sequência. Em seguida, as eficiências de retenção de folhas (AEfolha) para três tipos de vários PM porte, incluindo PM facilmente removível (ERP), difícil de remover (DRP) e totalmente removível (TRP), foram calculadas. Apenas cerca de 23% - 45% do total PM retido em folhas pode ser limpos e coletados pelo WC. Quando as folhas foram limpas através de WC + BC, a subestimação da capacidade de retenção de espécies arbóreas diferentes PM estava na faixa de 29% - 46% para vários tamanhos PM. quase todos os PM retida nas folhas pode ser removido se UC foi completada para WC + BC.
Em conclusão, se a UC foi complementada após os métodos convencionais de limpeza, mais PM nas superfícies da folha pode ser eluída e coletado. O procedimento desenvolvido neste estudo pode ser usado para avaliar a capacidade de remoção de PM de espécies de árvores diferentes.

O PM retido nas superfícies da folha tinha dois tipos em condições naturais. O PM cai facilmente por chuva e vento em condições naturais é definido como a matéria particulada facilmente removível (ERP). Este tipo de PM foi representado pelo PM eluída por WC neste estudo. O PM que adere firmemente para folha de superfícies e não pode ser facilmente lavado pelo BC e UC é definido como o difícil de remover partículas em suspensão (DRP). Este tipo de PM não pode ser eluído po...

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Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Avaliar as habilidades de remoção de partículas de árvore folhas

O método de limpeza ultra-sônica aplicou-se para eluir a matéria particulada (MP) retida nas superfícies da folha depois de PM foi eluída pelos métodos convencionais de limpeza (limpeza somente de água ou água de limpeza mais escova de limpeza). A metodologia pode ajudar a melhorar a precisão da estimativa para a capacidade de retenção de PM de folhas.

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...

Este método pode ajudar a responder a perguntas-chave na relação entre florestas urbanas e campo de poluição de matérias particuladas, como como selecionar espécies de árvores com altas habilidades de remoção de material particulado. A principal vantagem dessa técnica é que as habilidades de remoção de PM das árvores podem ser avaliadas de forma precisa e quantitativa, coletando a PM retida na superfície da folha completamente. Para começar, selecione cinco árvores individuais saudáveis com diâmetro semelhante na altura mamária de cada espécie de árvore.Em seguida, colete aleatoriamente quatro ramos maiores de quatro direções do dossel para fora na camada do dossel médio, e corte todas as folhas intactas. Coloque as folhas em sacos de válvulas etiquetadas antes de transportar os sacos para o laboratório e armazená-las na geladeira. Em seguida, lave e seque os béquers em um forno definido para 80 graus Celsius.Equilibre os béquers à temperatura ambiente e umidade antes de pesá-los. Depois disso, coloque folhas selecionadas aleatoriamente em um dos grandes béquers. Em seguida, adicione 270 mililitros de água DI para béquer A, e mergulhe as folhas completamente.Mexa a água por 60 segundos em uma direção com uma haste de vidro. Em seguida, despeje uniformemente o eluente em três béquers menores. Em seguida, adicione 270 mililitros de água DI a um béquer grande diferente, e mergulhe as folhas na água mais uma vez.Usando uma escova de nylon, esfregue as superfícies da folha com a água DI, tomando cuidado para evitar destruir a microestrutura da folha. Em seguida, lave as folhas em água DI com uma garrafa espremedível com uma ponta fina, e transfira-as para um novo béquer grande. Depois disso, despeje o eluente em um conjunto limpo de três béquers menores.Adicione 270 mililitros de água DI ao béquer grande, e mergulhe as folhas na água novamente. Em seguida, coloque o béquer em uma máquina de limpeza ultrassônica por três a 10 minutos, e mexa as folhas em uma direção com uma haste de vidro. Então, transfira as folhas para um novo grande béquer.Em seguida, despeje o eluente em um novo conjunto de três pequenos béquers. Cubra cada um dos conjuntos de três pequenos béquers com papel filtro limpo, e seque os béquers no forno de secagem por cinco dias ou até que a massa dos béquers se torne constante. Depois disso, coloque os béquers em um banco de laboratório por 30 minutos, e meça a massa de cada béquer.Primeiro, adicione 50 mililitros de água DI a cada um dos pequenos béquers. Em seguida, coloque os béquers na máquina de limpeza ultrassônica por 30 minutos até que a PM se disperse no líquido. Adicione o supernasciente dos béquers a um instrumento de granularidade a laser, e meça o tamanho da distribuição da PM eluiçada nas várias etapas de limpeza.Em seguida, espalhe as folhas em uma tábua de plástico, e escaneie as folhas com um scanner. Por fim, use o software de análise de imagens para estimar a área de superfície e a área projetada das folhas. Neste estudo, a PM foi elucidada das folhas de cinco espécies de árvores por meio de diferentes métodos de limpeza.Um grande número de PM de tamanho diferente foram elucidos de superfícies de folhas após a limpeza ultrassônica de suplemento à limpeza da água mais limpeza de escovas. As proporções médias elu iludidas das cinco espécies de árvores por limpeza ultrassônica foram de 41% e 36% sob os curtos períodos de retenção de poeira e longos períodos de retenção de poeira, respectivamente. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar-se de controlar o pulso ultrassônico e o tempo ultrassônico estritamente.Após esse procedimento, outros métodos como a coleta da PM retido em camada encerada de folhas podem ser realizados a fim de responder a perguntas adicionais, como a produção da massa de PM na superfície e na camada cerada de folhas. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisas no campo da poluição florestal e de partículas para explorar a matéria particulada retida nas folhas na seleção de espécies de árvores com as habilidades de remoção de material particulado.

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