武漢城市干道綠化隔離帶消減顆粒物效應(yīng)及優(yōu)化建議.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的加速、機(jī)動車數(shù)量驟增，大氣污染已成為許多國家和地區(qū)面臨的重要環(huán)境問題，而顆粒物(PM)污染是改善城市空氣質(zhì)量的重要制約因素，尤其是道路環(huán)境顆粒物污染。道路綠帶可以通過阻滯顆粒物而有效地改善街道空氣質(zhì)量，目前針對于路側(cè)綠化帶減塵效果的相關(guān)研究較多，但是針對于對非機(jī)動車道和人行道具有保護(hù)作用的道路綠化隔離帶（機(jī)動車與非機(jī)動車間的分車帶）的研究尚少，因此本研究的研究對象主要是綠化隔離帶。為有效緩解街道空氣顆粒物污染問題，保障行

2、人生態(tài)安全，構(gòu)建以減塵為主要目標(biāo)的城市干道綠化隔離帶具有重要的實(shí)踐意義。本文通過測定植物葉片表面不同粒徑顆粒物的滯留量和葉片形態(tài)生理指標(biāo)綜合篩選了高效滯塵植物，分析了不同污染程度下不同類型植物葉表顆粒物粒徑分布特征及道路環(huán)境植物冠層不同高度和方向葉片顆粒物吸附規(guī)律;并通過實(shí)地測定不同道路綠化隔離帶模式對不同粒徑顆粒物的消減效果，探討了顆粒物消減效率與綠化隔離帶結(jié)構(gòu)參數(shù)以及氣象因子的關(guān)系，提出道路綠化隔離帶高效減塵模式構(gòu)建方法和優(yōu)化建議。

3、主要研究結(jié)論如下:
　　(1)選擇污染區(qū)和清潔對照區(qū)共有的24種植物，通過重量法測定植物葉表顆粒物滯留量發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)、不同種類植物葉片顆粒物滯留量差異顯著，污染程度和植物類別對植物葉表顆粒物滯留量有重要影響，葉表顆粒物的重量分布以降塵（粒徑大于10μm的顆粒物）為主。污染區(qū)植物葉片比葉面積(SLA)較對照區(qū)增大，色素含量以及pH和相對含水量(RWC)較對照區(qū)顯著降低，說明污染區(qū)各種植物都在一定程度受到污染的影響，但不同植物變化幅

4、度有所差異，證明可以用這些指標(biāo)來篩選抗性植物。綜合考慮植物葉片滯塵量及形態(tài)生理指標(biāo)變化，利用隸屬函數(shù)法對污染區(qū)24種植物進(jìn)行綜合評價(jià)，并通過聚類分析法將24種植物綜合滯塵能力分為強(qiáng)、較強(qiáng)、一般和較差四個等級，其中枇杷、杜鵑、夾竹桃、云南黃馨、桂花、十大功勞和石楠屬于強(qiáng)能力種，懸鈴木、欒樹、桑樹、紅花檵木、廣玉蘭、棕櫚、法國冬青、火棘、吉祥草和女貞具有較強(qiáng)的滯塵能力，山杜英、龍爪槐、海桐、爬山虎和鳶尾為一般能力種，而銀杏和紫葉李的綜合滯塵

5、能力較差。
　　(2)通過不同污染程度下（清潔對照區(qū)、中度和重污染區(qū)）三種典型植物葉表顆粒物粒徑分布特征觀察發(fā)現(xiàn)，重污染區(qū)植物葉片表面顆粒物數(shù)量最高，葉片上表面近軸端顆粒物數(shù)量顯著高于遠(yuǎn)軸端和葉片下表面，2年生雪松葉片吸附的顆粒物(PM2.5-5和PM5-10)數(shù)量顯著多于1年生葉片;植物葉片吸附的顆粒物數(shù)量主要以細(xì)顆粒物(PM2.5)為主，占顆粒物總數(shù)量的95％以上。通過三種典型植物葉表顆粒物分布與葉表微結(jié)構(gòu)的關(guān)系分析發(fā)現(xiàn)，香樟

6、主要靠葉表小室（凹陷結(jié)構(gòu)）和葉脈吸附顆粒物，在嚴(yán)重污染條件下，葉片下表面氣孔也能夠吸附大量顆粒物;杜鵑主要通過葉片上下表面絨毛以及溝槽吸附顆粒物;1年生雪松葉片主要靠棱狀結(jié)構(gòu)吸附顆粒物，且由于其具有密集的蠟質(zhì)晶體，其吸附顆粒物的能力相對較弱;2年生雪松葉片具有明顯的氣孔線，能夠通過氣孔及其周邊結(jié)構(gòu)吸附大量顆粒物。此外，通過比較三種類型植物葉表顆粒物覆蓋密度，發(fā)現(xiàn)在清潔對照區(qū)，葉片有絨毛的植物吸附顆粒物的能力最強(qiáng);在中度或重污染區(qū)，葉表顆

7、粒物吸附量則主要受大氣顆粒物濃度影響。
　　(3)街道環(huán)境下植物下層葉片表面的不同粒徑顆粒物吸附量較中層和上層高，但大部分植物中層和上層葉表不同粒徑顆粒物吸附量沒有顯著差異。面向道路一側(cè)植物葉片對不同粒徑顆粒物的滯留量較背向道路側(cè)植物葉片高，且灌木冠層不同方向葉片表面顆粒物滯留量差異較喬木顯著。
　　(4)通過不同走向道路綠化隔離帶對不同粒徑顆粒物的消減效率測定發(fā)現(xiàn)，不同走向道路綠化隔離帶對顆粒物的消減效果有顯著差異，垂直于

8、主導(dǎo)風(fēng)向和與主導(dǎo)風(fēng)向有夾角的道路綠化隔離帶對顆粒物的消減效果顯著高于平行于主導(dǎo)風(fēng)向的道路綠化隔離帶。綠化隔離帶對不同粒徑顆粒物的消減效率也存在顯著差異，對粒徑較大(TSP和PM10)的顆粒物的消減效果顯著高于粒徑較小(PM2.5)的顆粒物。綠化隔離帶分層疏透度與顆粒物消減效率的關(guān)系分析顯示，綠化隔離帶0～2m高度范圍內(nèi)的疏透度與顆粒物消減效率呈顯著的負(fù)相關(guān)。綠化隔離帶對不同粒徑顆粒物的消減效率與氣象因子密切相關(guān)，對TSP和PM2.5消減