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城市森林对减少大气污染物作用 南京城市绿化

除了CO2以外,主要考虑的大气污染物有SO2N0x,O3,CH4等,大气污染是影响人们健康的主要因素之一,同时危害植被、损害建筑物。自然及人为活动释放的污染物进入大气后经过扩散、可能的转化,污染物通过湿沉降、干沉降或云雾的水沉降过程,沉降至各种物体表面。

1、树木吸收大气中污染物的机理

植物与大气污染物之间的关系是十分复杂的,植物通过叶片表面的气孔与大气发生交换。植物需要吸收CO2进行光合作用或呼吸作用的同时,其它气体包括污染物也同时进入植物体。这些污染物进入叶片后立即扩散到细胞间的空间,被内表面的水分所吸收。植物对大气污染物的吸收随树种、污染物类型、环境条件的变化而不同,污染物一旦被植物吸收就从大气中除去了,但大气污染物对植物的生长会产生一定的影响。另一方面植物会向大气释放污染物,因此在研究城市森林降低大气污染作用时,考虑的是净作用。

(1)氮的氧化物(N0x),经气孔进入叶片后与叶内的水分发生化学反应产生HN02 与HNO3 ,这些中间产物改变了叶片内的pH值,而影响植物的生理代谢,如影响CO2 的固定以及抑制生长。当浓度在24小时内超过1.6-2.6 ppm、1小时内浓度超过20ppm、或者虽然是低浓度(1ppm)但延续较场较长的时间(100小时)的情况下,叶片表面会出现受损害的症状。目前尚无证明树木向大气释放N,但一些植物特别是农作物,当处于N营养过剩的情况下(如施N肥以后),或在繁殖生长过程会向大气释放NH4 ,NH4 在大气中可转化N0x。

(2)臭氧(O3)臭氧在水中的溶解度很低,大气中的O3扩散进入气孔,由于臭氧的高度氧化性在叶片内迅速发生化学反应,导致对叶片的伤害。一些落叶树种在臭氧浓度0.2-0.3ppm的环境中2-4小时就受到损伤。在城市环境大气中臭氧的浓度有时可超过0.3ppm,有可能致使许多树木受到伤害,臭氧对树木的影响包括扰乱植物的光合作用,呼吸作用及气孔的的正常功能。

(3)二氧化硫SO2十分容易溶解于水,如果叶表面潮湿时大气中SO2很快被叶表吸收。干燥状态下SO2经气孔进入叶片后,溶解于叶肉细胞壁表面的液体薄膜,经氧化过程形成H2SO4。由于其酸性以及进而形成的SO32- 与SO42-,对植物代谢过程中的生化作用产生毒性,植物在SO2 浓度达到0.7ppm的环境1小时、或0.18ppm 条件下8小时会造成伤害。植物同样会释放一些含硫的物质如H2S,当土壤或大气含有SO2的浓度较高时,植物会向大气释放含硫的物质。

(4)粉尘及颗粒污染物构成大气干沉降的主要过程,在重力或气流的影响下颗粒状污染物沉降与植物体的表面。植物本身的特征,如叶片的大小、表面附属物构成叶片的粗糙度、叶片表面分泌的具有粘性的物质、叶片生长的角度,以及环境条件,如风速、风向等都会影响植物的滞留作用。植物表面滞留的粉尘污染物最终被雨水冲洗、或随落叶而进入土壤。树木能贮存一些金属元素,能直接吸收重金属元素。植物的花粉、细小的种子等也是大气固体污染物之一。

2、降低大气污染作用的估计

城市树木对净化大气的作用是多方面的,首先树木因遮荫、挡风、蒸腾作用等减少或增加城市的能源消耗,从而改变向大气排放污染物的量;其次,树木明显的降温作用影响臭氧的光化学反应、减低臭氧的释放速度;再次,树木直接吸收、固定、滞留大气中的污染物,这是树木最重要的净化空气的作用。


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