植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植物吸附顆粒再懸浮問題技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口數(shù)量和能源消耗顯著增長，導(dǎo)致排放到大氣中的污染物大量增加，形成了比較嚴(yán)重的大氣污染問題。大氣中細(xì)顆粒物的濃度居高不下，嚴(yán)重影響居民生活，威脅身體健康。對于大氣細(xì)顆粒物的理化性質(zhì)及其形成機(jī)制的研宄已成為目前環(huán)保領(lǐng)域中一個令人關(guān)注的重要課題。治理霧霾天氣除了從源頭控制污染物的排放夕卜，利用植物滯塵也是也是一種行之有效的方法，這已被國內(nèi)外許多研宄者證實(shí):樹木能有效吸附和移除空氣中的固體顆粒物，加速顆粒物的沉降過程；由于植物葉片表面濕潤度和粗糙度等特征，更有利于固體顆粒物的沉積。植被滯塵的方法主要為攔截沉降和滯留吸附。但植被枝葉對粉塵的吸附是暫時的，且滯塵達(dá)到飽和后滯塵量便不再增加，只有經(jīng)過雨水淋洗，枝葉才再次具有吸附粉塵的能力。
[0003]隨著時間的積累，植物滯塵量不斷增加。樹種每一周的滯塵量不是線性增加而是增幅減小，當(dāng)滯塵達(dá)到飽和，滯塵量便不再增加或增加幅度較小，直到下次大雨過后植物葉片再重新滯塵。然而，停滯在植物表面的顆粒物并不穩(wěn)定，部分沉積物在累積過程中會產(chǎn)生再懸浮問題。顆粒物通過再懸浮過程重新回到大氣中，影響大氣環(huán)境。目前，已有多篇文獻(xiàn)提及再懸浮問題，但對于顆粒物再懸浮問題的相關(guān)具體研宄較少，不同樹種的再懸浮差異也有待進(jìn)一步研宄。
[0004]植物阻滯的PM2.5可能通過再懸浮對大氣造成二次污染，影響再懸浮的因素主要有:一定風(fēng)速、大于15_的降雨、人為擾動、氣流活動變化等，其中風(fēng)是主要的影響因子之一。而目前關(guān)于植物吸附顆粒物再懸浮能力的研宄較少，展開這方面研宄將可有助于完善常見綠色植物的滯塵能力機(jī)理和滯塵能力評價標(biāo)準(zhǔn)。
[0005]鑒于此，如何對植物吸附的PM2.5等不同顆粒的再懸浮問題進(jìn)行研宄成為當(dāng)前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置及方法，能夠通過計(jì)算得到待測植物葉片表面不同顆粒物的再懸浮量程度，比較不同樹種葉片表面不同顆粒物的再懸浮能力大小，從而能夠?qū)ふ覝m能力最佳的樹種，且操作過程簡單，檢測結(jié)果高效便捷、精確度高、更接近實(shí)際情況、可測顆粒物大小范圍廣。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供一種植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置，包括:鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、空氣過濾器、空氣干燥器、濕度傳感器、氣室、掃描電迀移率粒徑譜儀SMPS和手持式環(huán)境粉塵檢測儀；
[0008]所述轉(zhuǎn)子流量計(jì)的一端與所述鼓風(fēng)機(jī)的出氣口連接、另一端與所述空氣過濾器的進(jìn)氣口連接，所述空氣過濾器的出氣口與所述空氣干燥器的進(jìn)氣口連接，所述空氣干燥器的出氣口與所述氣室的進(jìn)氣口連接，所述氣室的出氣口與SMPS和所述手持式環(huán)境粉塵檢測儀同時連接，所述濕度傳感器設(shè)置在所述氣室內(nèi)，所述濕度傳感器與處理器連接；
[0009]SMPS包括:電迀移分級器DMA和凝聚核粒子計(jì)數(shù)器CPC。
[0010]可選地，所述空氣過濾器為高效空氣過濾器。
[0011]可選地，所述高效空氣過濾器的形狀為圓柱型。
[0012]可選地，所述氣室的體積為:400mmX400mmX400mm。
[0013]可選地，所述氣室的材質(zhì)為亞克力板材質(zhì)。
[0014]第二方面，本發(fā)明提供一種植物吸附顆粒再懸浮的分析方法，包括:
[0015]獲取未使用植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置時固定在花泥上的待測植物葉片的單位葉面積原滯塵量W ;
[0016]在使用鼓風(fēng)機(jī)、空氣過濾器和空氣干燥器更新氣室原有的空氣，將固定在花泥上的待測植物設(shè)置在所述裝置的氣室內(nèi)部的中央位置，并將花泥整體裹上不透膜，向氣室內(nèi)通入氣流，轉(zhuǎn)子流量計(jì)與鼓風(fēng)機(jī)控制鼓風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的氣流的流量和風(fēng)速，空氣干燥器調(diào)節(jié)氣室內(nèi)的濕度之后，讀取預(yù)設(shè)時間段后電迀移分級器DMA、凝聚核粒子計(jì)數(shù)器CPC和手持式環(huán)境粉塵檢測儀的數(shù)值；
[0017]根據(jù)預(yù)設(shè)時間段后DMA、CPC和手持式環(huán)境粉塵檢測儀的數(shù)值以及單位葉面積原滯塵量W，獲取待測植物葉片表面不同顆粒物的再懸浮程度；
[0018]根據(jù)不同的待測植物葉片表面不同顆粒物的再懸浮程度，比較不同樹種葉片表面固定的不同顆粒物的再懸浮能力。
[0019]其中，DMA和CPC的數(shù)值表示測從植物葉片上脫落下來的小于IlOOnm顆粒物的粒徑大小及其濃度；
[0020]手持式環(huán)境粉塵檢測儀的數(shù)值表示在測從植物葉片上脫落下來的大于IlOOnm顆粒物不同粒徑的濃度。
[0021]可選地，所述轉(zhuǎn)子流量計(jì)與鼓風(fēng)機(jī)控制鼓風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的氣流的流量和風(fēng)速，包括:
[0022]轉(zhuǎn)子流量計(jì)與鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的氣流的流量和風(fēng)速。
[0023]可選地，所述根據(jù)預(yù)設(shè)時間段后DMA、CPC和手持式環(huán)境粉塵檢測儀的數(shù)值以及單位葉面積原滯塵量W，獲取待測植物葉片表面不同顆粒物的再懸浮程度，包括:
[0024]根據(jù)預(yù)設(shè)時間段后DMA、CPC和手持式環(huán)境粉塵檢測儀的數(shù)值，采用微積分法獲取待測植物葉片表面不同顆粒物的單位葉面積脫落值；
[0025]根據(jù)所述單位葉面積脫落值和單位葉面積原滯塵量W，獲取待測植物葉片表面不同顆粒物的再懸浮程度。
[0026]可選地，根據(jù)所述單位葉面積脫落值和單位葉面積原滯塵量W，獲取待測植物葉片表面不同顆粒物的再懸浮程度，具體為:
[0027]根據(jù)所述單位葉面積脫落值和單位葉面積原滯塵量W，使用第一公式獲取待測植物葉片表面不同顆粒物的再懸浮程度；
[0028]所述第一公式為:
[0029]再懸浮程度=單位葉面積脫落值/單位葉面積原滯塵量W。
[0030]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置及方法，綜合考慮了葉片上可能存在的所有粒徑大小顆粒物的檢測方法，從納米級極細(xì)顆粒到大粒徑顆粒的檢測，以一定的速率向氣室中通入潔凈氣流，模擬林內(nèi)固定風(fēng)速不同濕度或者不同風(fēng)速固定濕度，使葉片上沉積的顆粒物發(fā)生再懸浮過程，觀測并記錄氣室進(jìn)出氣流濃度，通過計(jì)算得到待測植物葉片表面不同顆粒物的再懸浮程度，并比較不同樹種葉片表面不同顆粒物(如PM2.5等)的再懸浮能力大小，從而能夠?qū)ふ覝m能力最佳的樹種，且操作過程簡單，檢測結(jié)果高效便捷、精確度高、更接近實(shí)際情況、可測顆粒物大小范圍廣。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種使用圖1所示裝置的植物吸附顆粒再懸浮的分析方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他的實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置，包括:鼓風(fēng)機(jī)1、轉(zhuǎn)子流量計(jì)2、空氣過濾器3、空氣干燥器4、濕度傳感器5、氣室6、掃描電迀移率粒徑譜儀(ScanningMobility Particle Sizers，簡稱SMPS) 7和手持式環(huán)境粉塵檢測儀8 ;
[0035]所述轉(zhuǎn)子流量計(jì)2的一端與所述鼓風(fēng)機(jī)I的出氣口連接、另一端與所述空氣過濾器3的進(jìn)氣口連接，所述空氣過濾器3的出氣口與所述空氣干燥器4的進(jìn)氣口連接，所述空氣干燥器4的出氣口與所述氣室6的進(jìn)氣口連接，所述氣室6的出氣口與SMPS 7和所述手持式環(huán)境粉塵檢測儀8同時連接，所述濕度傳感器5設(shè)置在所述氣室6內(nèi)，所述濕度傳感器5與處理器連接；
[0036]其中，所述SMPS 7 包括:電遷移分級器(Differential Mobility Analyser，簡稱DMA) 凝聚核粒子計(jì)數(shù)器(Condensat1n Particle Counters，簡稱 CPC) 7 2。
[0037]在具體應(yīng)用中，舉例來說，本實(shí)施的所述氣室6的出氣口與SMPS7和所述手持式環(huán)境粉塵檢測儀8可以通過三通管同時連接。
[0038]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施的所述空氣過濾器優(yōu)選為高效空氣過濾器(HighEfficiency Particulate Air，簡稱HEPA)，HEPA的形狀有很多，常見多為立方體，在本實(shí)施例優(yōu)選為圓柱型的。
[0039]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施的所述手持式環(huán)境粉塵檢測儀優(yōu)選為DustMate型手持式環(huán)境粉塵檢測儀。
[0040]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施的所述氣室的體積可以優(yōu)選為:400mmX400mmX400mm。
[0041]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施的所述氣室的材質(zhì)可以優(yōu)選為亞克力板材質(zhì)。
[0042]可理解的是，本實(shí)施的鼓風(fēng)機(jī)I能夠產(chǎn)生再懸浮需要的動力一風(fēng)，風(fēng)速大小可以調(diào)節(jié)，也可以通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)2進(jìn)行測量，控制鼓風(fēng)機(jī)I的電流大小可控制鼓風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生氣流流量的大小。
[0043]可理解的是，本實(shí)施的空氣干燥器4可以調(diào)節(jié)氣室6的濕度，并可通過濕度傳感器5及與其連接的處理器、與處理器連接的顯示器、存儲器獲取、顯示及存儲濕度值。
[0044]可理解的是，本實(shí)施所述裝置可以檢測不同粒徑大小顆粒物(納米級小粒徑)的濃度，掃描電迀移率粒徑譜儀SMPS 7可以檢測納米級小粒徑的不同粒徑大小顆粒物的濃度，手持式環(huán)境粉塵檢測儀DustMate 8可以檢測比納米級小粒徑稍微大一些的不同粒徑大小顆粒物的濃度。
[0045]本實(shí)施例的植物吸附顆粒再懸浮的分析裝置，綜合考慮了葉片上可能存在的所有粒徑大小顆粒物的檢測方法，從納米級極細(xì)顆粒到大粒徑顆粒的檢測，以一定的速率向氣室中通入潔凈氣流，模擬林內(nèi)固定風(fēng)速不同初始濕度或者不同風(fēng)速固定初始濕度，使葉片上沉積的顆粒物發(fā)生再懸浮過程，觀測并記錄氣室進(jìn)出氣流濃度，通過計(jì)算得到待測植物葉片表面不同顆粒物的再懸浮程度，并比較不同樹種葉片表面不同顆粒物(如PM2.5等)的再懸浮能力大小，從而能夠?qū)ふ覝m能力最佳的樹種；
[0046]在現(xiàn)有技術(shù)中評價植物滯塵能力，多是檢測裝置出口處的總懸浮微粒(t