技术领域
[0001] 本
发明涉及颗粒物沉降量的测量技术，特别是有关于不同植物叶表面及蜡质层对大气中不同粒径颗粒物吸附量的测量方法。
背景技术
[0002] 由于植物叶片具有能够沉降、吸附大气中颗粒物的能
力，是
净化空气的有效手段，因此，我们应有效利用吸附量大的植物来净化空气。也因而引发了对植物叶片的吸附能力的研究。
[0003] 大气中的颗粒物可以按照粒径进行分级，粒径越小的颗粒物往往对人类健康造成更大的影响。而现有的叶片吸附能力测量方法只能简单的测量叶片表面阻滞、吸附颗粒物的总量，尚不能对吸附颗粒物的粒径进行准确的分级，也因此无法准确判断所吸附的小粒径颗粒物的多少，也因此无法判断该类植物的有效吸附能力，从而为社会环境治理提出科学的参考。
[0004] 另外，叶表面所阻滞、吸附的颗粒物往往能够在干燥、多
风的天气情况下再进入大气，形成再悬浮，而进入叶片蜡质层的颗粒物会被固定在蜡质层中，才成为真正被植物叶片固定住的颗粒物。因此，我们有必要发明一种新的测量方法，能够有分别的测量植物叶片的叶表面及蜡质层中阻滞、吸附的不同粒径颗粒物的量，这样才能有效的辨别哪些植物才是真正能够吸附颗粒物，为环境做出贡献的物种。
发明内容
[0005] 正因为此，本发明提供一种测量植物叶片对颗粒物吸附量及吸附粒径等级的方法，该方法不仅可以测量叶片叶表面的吸附量，还可以测量叶片蜡质层的吸附量，更有效的是还可以测量这些颗粒物的粒径等级，从而解决植物环境治理的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种测量植物叶片对颗粒物吸附量及吸附粒径等级的方法，包括将待测叶片浸泡在液体中进行
超声波清洗的步骤和对清洗后的溶液进行过滤的步骤，过滤中使用不同孔径等级的滤膜依次对溶液过滤，对过滤前后的滤膜予以称重比对，以此计算出叶片所吸附颗粒物的重量和等级。
[0007] 具体操作步骤是：
[0008] 1)准备一套
超声波清洗器和一套抽滤装置；
[0009] 2)选取待测植物的叶片，装入
采样袋中，编号封袋；
[0010] 3)预先在大气颗粒物粒径范畴内划分叶片吸附的颗粒物粒径等级，在每一等级设置上临界粒径尺寸滤膜和下临界粒径尺寸滤膜，其中，对于叶表面使用亲
水性滤膜，对于蜡质层使用疏水性滤膜；
[0011] 4)将所有滤膜烘干、放入天平室平衡、除静电后，放在天平上称重，分别记初重；
[0012] 5)将待测叶片放入锥形瓶中，倒入去离子水，确保去离子水将叶片淹没，然后将锥形瓶放进超声波清洗器中震荡，震荡后取出叶片获得溶液；
[0013] 6)将所获得的溶液经过所述抽滤装置过滤，在
过滤器的入口处放置一网筛，其孔径大于所有滤膜孔径，并先后在过滤器的过滤口处按孔径从大到小的顺序，依次放置所有的亲水性滤膜，使所获得的溶液依次经过孔径从大到小滤膜的过滤；
[0014] 7)将上步骤中已经用去离子水震荡洗涤后的叶片再放入另一锥形瓶中，瓶中倒入
有机溶剂，确保
有机溶剂将叶片淹没，然后将锥形瓶放进超声波清洗器中震荡，震荡后取出叶片获得溶液；
[0015] 8)采用同样的方法，将所获得的溶液经过所述抽滤装置过滤，在过滤器的入口处放置一网筛，其孔径大于所有滤膜孔径，并先后在过滤器的过滤口处按孔径从大到小的顺序，依次放置所有的疏水性滤膜，使所获得的溶液依次经过孔径从大到小滤膜的过滤；
[0016] 9)上述所有滤膜在过滤后随即放到滤膜储存盒中；
[0017] 10)将已经过滤后的所有滤膜取出，进行烘干，然后放入天平室平衡，将已平衡过的滤膜放在天平上称重，分别记末重；
[0018] 11)计算各滤
膜过滤前后的重量差，用所述重量差除以叶片总面积，即得单位叶片面积叶表面、蜡质层所吸附的对应等级下颗粒物的重量。
[0019] 进一步讲，选取待测植物叶片的方法是：分别从植物上、中、下三个高度处，东、西、南、北四个方向取样。
[0020] 进一步讲，如果取样后不能立即进行实验，则将采样袋放入4℃
冰箱中保存，保存时间不超过一星期。
[0021] 进一步讲，滤膜的烘干是放于60℃的烘箱中烘干，然后放入天平室平衡24小时，确保滤膜与天平室的
温度、湿度达到一致。
[0022] 进一步讲，所述亲水性滤膜，在抽滤前滴异丙醇。
[0023] 进一步讲，在进行过滤的同时，打开抽滤
泵。
[0024] 进一步讲，在步骤5)及步骤7)中，共同采取的具体方法是：
[0025] ①先将待测样品放入1号锥形瓶中，倒入去离子水，确保去离子水将叶片淹没，然后将此锥形瓶放进超声波清洗器中震荡；
[0026] ②从超声波清洗器中取出1号锥形瓶，从中取出叶片，放入2号锥形瓶中，再在2号锥形瓶中倒入去离子水，确保去离子水将叶片淹没，然后将此锥形瓶放入超声波清洗器震荡；
[0027] ③从超声波清洗器中取出2号锥形瓶，从中取出叶片，放入3号锥形瓶中，再在2号锥形瓶中倒入去离子水，确保去离子水将叶片淹没，然后将此锥形瓶放入超声波清洗器震荡；
[0028] ④将2、3号锥形瓶中的溶液集中到1号锥形瓶中。
[0029] 进一步讲，在步骤6)及步骤8)中，共同采取的具体方法是：
[0030] ①将锥形瓶中的含有颗粒物的溶液从网筛上方倒下，溶液先通过网筛，过滤掉粒径大的颗粒物和杂质，然后进一步通过孔径最大的滤膜，收取过滤后的溶液；
[0031] ②取下孔径最大的滤膜，放入滤膜储存盒，换上孔径次之的滤膜，将第①步收取的过滤溶液再次从滤膜上方倒下，溶液通过孔径次之的滤膜，然后收取过滤后的溶液；
[0032] ③如此循环下去，将适用所述过滤溶液的所有滤膜都使用过为止。
[0033] 本发明因采取以上技术方案而获得的有益效果是：(1)本发明提出了一种对叶表面及蜡质层中分级粒径测量的新方法，该方法利用超声波震荡的方式，将叶片上的颗粒物震荡掉，能够把颗粒物清洗更彻底。(2)采用适中的次数，既能把90％以上的颗粒物清洗掉，同时不损坏叶片。(3)对于叶表面采用水溶剂清洗，因为叶表面颗粒物是溶于水的，对于蜡质层采用有机溶剂清洗，因为蜡质层中的蜡成分不能溶于水，但能溶于有机溶剂，所以使用这些方法都能够恰到好处地使颗粒物脱离叶片。(4)对于叶表面颗粒物采用亲水性膜过滤，是因为叶表面颗粒物溶于水，对蜡质层颗粒物采用疏水性膜过滤，是因为蜡质层颗粒物不溶于水而溶于有机溶剂。(5)用分析天平称量滤膜重量前，将滤膜通过去静电处理，可以确保称重的数据准确性。
[0034] 本发明的其他特征和优点将在随后的
说明书中阐述，并且，部分从说明书中显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、
权利要求书、以及
附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0035] 附图仅用于示出具体
实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0036] 图1-1是树上采样侧视图；
[0037] 图1-2是树上采样俯视图；
[0038] 图2是超声波清洗叶片的装置示意图；
[0039] 图3是过滤清洗溶液的装置示意图。
具体实施方式
[0040] 下面结合附图和实施例，对本发明予以详细的介绍。其中，附图构成本
申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的技术方案。
[0041] 本发明可以归类为解决了三方面问题：一是可以测量叶片所吸附颗粒物的总量，二是可以分别测得叶表面和蜡质层的颗粒物量，三是还可以进一步分粒径等级，分别测量出叶表面和蜡质层的不同粒径等级颗粒物的量。
[0042] 我们以如下实施例描述本发明方法的具体实施过程。
[0043] 1.测量目的：
[0044] 测量某种植物叶片叶表面及蜡质层中沉降的颗粒物的量，并且是分等级测量。颗粒物粒径等级符合大气颗粒物范畴，依据实验要求自定义划分，可分为多种。
[0045] 本实施例中以三种粒径等级划分为例。设叶表面三种粒径等级界限分别为A、B、C、D，能测得的三种粒径范围分别为：A～B，B～C，C～D，A＞B＞C＞D；设蜡质层三种粒径等级界限分别为b、c、d，所测得的三种粒径范围分别为：A～b，b～c，c～d，A＞b＞c＞d。A等级是指过滤过程中首先通过孔径为A的网筛，继而通过孔径为B、C、D的滤膜或b、c、d的滤膜。
[0046] 2.仪器与材料：
[0047] 采样袋，不同孔径微孔滤膜(亲水性膜，孔径为B、C、D；疏水性膜，PTFE材质，孔径为b、c、d)，天平，烘箱，除静电棒，网筛(孔径为A)，滤膜储存盒，锥形瓶，过滤器，抽滤泵，超声波清洗器，去离子水，有机溶剂(如：三氯甲烷)。
[0048] 叶表面颗粒物是可以用水洗得到的，所以用亲水性膜能够过滤水溶液；蜡质层中颗粒物是通过有机溶剂(如三氯甲烷)溶解得到的，三氯甲烷不溶于水，故使用疏水性有机膜才能过滤。
[0049] 3.测量步骤：
[0050] (1)采样
[0051] 选取待测植物的叶片，取样量：叶片总表面积约为200～300cm2，装入采样袋中，2
编号，封袋。一袋装几片叶子都行，保证叶片总表面积在200～300cm范围就可以。取样方法如图1-1、1-2所示，依据实验需求从植物上、中、下三层，东、西、南、北四个方向取样为好。
[0052] 由于采样后一般一个星期内就会做完实验，所以无需
真空密封，用自封袋保证没有其他外界灰尘进入样品就可以。
[0053] (2)样品保存
[0054] 由于采样后一般一个星期内就会做完实验，所以无需真空密封，用自封袋保证没有其他外界灰尘进入样品就可以。但应将采样袋放入冰箱中保存(一般为4℃左右)，保存时间不宜超过一星期，以免叶片腐烂。选取这个温度在冰箱中保存的原因是：叶子会进行蒸腾作用，自封袋中会有水汽，易使叶子腐烂，放入冰箱比室温保存时间长一些。
[0055] (3)实验前准备
[0056] 将实验所需不同孔径微孔滤膜放于60℃的烘箱中烘干半小时，然后放入天平室平衡24小时，确保滤膜与天平室的温度、湿度达到一致。将已平衡过(温湿度达到一致)的滤膜通过除静电棒后放在天平上称重，初重记为：孔径为B的滤膜为W1；孔径为C的滤膜为W2；孔径为D的滤膜为W3；孔径为b的滤膜为w1；孔径为c的滤膜为w2；孔径为d的滤膜为w3。静电棒用于消除滤膜表面静电。防止空气中的颗粒物在静电作用下吸附到滤膜上，致使称重数据不准确。
[0057] (4)叶表面上吸附颗粒物量的测量
[0058] ①将待测植物样品分别放入已编号的1号锥形瓶中，倒入100ml去离子水，确保去离子水将叶片淹没。将锥形瓶放入超声波清洗器清洗至少3分钟，如图2所示，超声波清洗器中放入水，超声波清洗器发生震动，水摇晃锥形瓶，确保叶表面的颗粒物被冲洗至去离子水中。因为叶表面颗粒物是溶于水的，所以用去离子水冲洗。
[0059] ②从超声波清洗器中取出1号锥形瓶，取出叶片，放入2号锥形瓶中，再倒入100ml去离子水，确保去离子水将叶片淹没。将锥形瓶放入超声波清洗器，超声波震荡清洗至少3分钟，确保叶表面的颗粒物被冲洗至去离子水中。
[0060] ③从超声波清洗器中取出2号锥形瓶，取出叶片，放入3号锥形瓶中，倒入100ml去离子水，确保去离子水将叶片淹没。将锥形瓶放入超声波清洗器，超声波清洗至少3分钟，确保叶表面的颗粒物被冲洗至去离子水中。
[0061] ④将2、3号锥形瓶中的溶液都倒入1号锥形瓶中，将叶表面沉降的颗粒物全部存于1号锥形瓶去离子水中。经试验验证，3次清洗就基本将颗粒物全部冲洗至去离子水中了，如果清洗次数过多，溶液残留在容器壁过多，容易造成误差。
[0062] ⑤准备一套抽滤装置，该装置包括孔径为A的网筛1、过滤器2、滤膜3、抽滤泵4，如图3所示。网筛置于过滤器2的上端入口处，滤膜3置于过滤器的中间部位，可更换，滤膜先后放入次序是孔径为B、C、D的亲水性滤膜，第一次先放入孔径为B的滤膜，以后依次更换C、D滤膜；过滤器2下端的锥形瓶上连接抽滤泵4，
抽取锥形瓶中的空气，促进上方溶液液进入过滤器下端的大锥形瓶中。
[0063] ⑥将1号锥形瓶中的含有颗粒物的溶液从网筛上方倒下，溶液通过孔径为A的网筛，过滤掉粒径大于A的颗粒物和杂质，进一步通过B孔径为B的滤膜，此时膜表面得到粒径范围为A～B的颗粒物。
[0064] ⑦然后将孔径为B的滤膜取出放到滤膜储存盒中，将孔径为C的滤膜放入，将过滤器下端锥形瓶中的溶液从过滤器入口再次倒下，通过孔径为C的滤膜，得到粒径范围为B～C的颗粒物。
[0065] ⑧然后将孔径为C的滤膜取出放到滤膜储存盒中，将孔径为D的滤膜放入，将过滤器下端锥形瓶中的溶液从过滤器入口再次倒下，通过孔径为D的滤膜，得到粒径范围为C～D的颗粒物。
[0066] ⑨最后将孔径为D的滤膜取出放到滤膜储存盒中。
[0067] 从第⑥步开始开启抽滤泵。
[0068] 为减少亲水性膜的表面
张力，在抽滤前可将一滴异丙醇滴到亲水性滤膜表面，便于抽滤。
[0069] (5)蜡质层中沉降颗粒物量的测量
[0070] 将上一步骤中已经用去离子水震荡洗涤后的植物叶片分别放入已编号的4号锥形瓶中，倒入有机溶剂(如：二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇等，有机溶剂能有效提取蜡质中的物质，常用三氯甲烷)，确保有机溶剂将叶片淹没。将锥形瓶放入超声波清洗器，震荡约40秒，试验验证取30～60秒范围居多，确保叶片蜡质层中的颗粒物被冲洗至有机溶剂中。因为蜡质层中的蜡成分不能溶于水，但能溶于有机溶剂，所以使用有机溶剂。
[0071] 其他过滤步骤同上述叶表面颗粒物过滤步骤，所不同的是，对于含有蜡质层颗粒物的机溶剂的过滤要用疏水性膜，且疏水性膜表面无需滴加异丙醇，得到粒径范围为A～b，b～c，c～d的蜡质层中沉降的颗粒物。
[0072] (6)实验后称重
[0073] 将已经过滤后的滤膜(亲水性膜和疏水性膜)全部放入60℃的烘箱中烘干半小时，然后放入天平室平衡24小时，确保滤膜与天平室的温度、湿度达到一致。将已平衡过的滤膜放在天平上称重，记为末重，分别记为：孔径为B的滤膜为W1’；孔径为C的滤膜为W2’；孔径为D的滤膜为W3’；孔径为b的滤膜为w1’；孔径为c的滤膜为w2’；孔径为d的滤膜：
w3’。
[0074] (7)计算各等级颗粒物的重量，设S为叶面积：
[0075] ①植物叶片单位叶面积总吸附颗粒物量：
[0076] Q＝[(W1’+W2’+W3’+w1’+w2’+w3’)-(W1+W2+W3+w1+w2+w3)]÷S
[0077] ②叶表面单位叶面积吸附粒径范围为A～B的颗粒物量：QA-B＝(W1’-W1)÷S[0078] ③叶表面单位叶面积吸附粒径范围为B～C的颗粒物量：QB-C＝(W2’-W2)÷S[0079] ④叶表面单位叶面积吸附粒径范围为C～D的颗粒物量：QC-D＝(W3’-W3)÷S[0080] ⑤叶片蜡质层中单位叶面积吸附粒径范围为A～b的颗粒物量：QA-b＝(w1’-w1)÷S
[0081] ⑥叶片蜡质层中单位叶面积吸附粒径范围为b～c的颗粒物量：Qb-c＝(w2’-w2)÷S
[0082] ⑦叶片蜡质层中单位叶面积吸附粒径范围为c～d的颗粒物量：Qc-d＝(w3’-w3)÷S
[0083] 以上所述，仅为本发明较佳的一种实施例，对于粒径等级，可以通过设计不同孔径的滤膜加以区分。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。由此可见，采用本发明所述的方法，不仅可以尽大可能地获取叶表面上的颗粒物，还可以把蜡质层的颗粒物也获取，从而可以衡量某种植物的附量能力。重要的是，还可以将无论是叶表面还是蜡质层的颗粒物都可以分等级的获取，从而可以进一步辨别该类植物吸附颗粒物类型，为科学治理环境提出指导性意见。
