黄玉源教授团队在植物吸收净化PM.25能力研究取得重要成果

　　中国环境科学学会2019年科学技术年会8月23日至25日在陕西省西安市召开,大会由中国环境科学学会、陕西省生态环境厅、西安交通大学、中交疏浚(集团)股份有限公司联合主办。年会以“环保科技创新助力污染防治攻坚战”为主题,生态环境部副部长、中国环境科学学会理事长黄润秋出席年会开幕式并作重要讲话。来自全国各地生态环境系统科研机构、产业界代表约3500人出席大会。开幕式由中国环境科学学会秘书长王志华主持,陕西省人民政府副省长赵刚在开幕式上致辞。中国科学院院士秦大河,中国科学院院士郭华东,美国工程院院士、中国工程院外籍院士约翰•克里特登(John Crittenden)等6位专家学者作了特邀报告。这次大会共设置了60多个分会场及多个国际和国内学术论坛,主题涉及大气、水和土壤等污染物的减排及防治理论与技术、环境化学、环境管理、生态文明与环境战略、农田生态环境修复、植物与环境生态的关系、生态环境经济与政策、循环经济与可持续发展、生态修复的生态环境效应评价、环境监测、农村环境保护等多方面的学科领域。

　　在这一届的大会上,由仲恺农业工程学院与生态环境部华南环境科学研究所联合主办了“植被组成、结构特征与生态环境的相互关系”的分会场,会议由黄玉源教授和生态环境部重点实验室副主任董家华研究员作为联合主席一起主持了这次重要会议。会上有来自江西师范大学、广西环境监测中心站、生态环境部华南环境科学研究所、内蒙古环境监测中心站、仲恺农业工程学院、深圳中大环保科技创新工程中心有限公司、东北大学等高校和研究部门的9位专家学者做了报告,内容涉及植被结构特征,如红树林、草原等群落结构、多样性等特征及生态监测、矿山尾矿土地的植物多样性及生态修复、植物吸收净化PM2.5的季节变化特点、湖泊水位变化对植物的生理生态特性的影响、北方城市大气污染特点与植物的关系、滨海近自然植物群落的构建原理与应用、城市植被分布格局与景观生态圈层效应的关系、城市生态系统生产总值的分析与评价等方面内容。

　　在会上,黄玉源教授所介绍他们的“植物吸收PM2.5能力不同季节的变化特点试验研究”的研究成果与其他报告者的研究成果那样,受到与会代表的高度重视和抱有浓厚的兴趣。他所率领的团队近几年来开展了植物吸收净化大气PM2.5的研究,取得了重要的成果。在进行封闭式污染试验的大量测定研究的结果表明,植物在短时间内能快速地主动吸收空气中的PM2.5物质的。并不是以往部分研究者所说的是靠叶片的阻挡作用,或者称“滞尘”的作用,或者称为“吸附”的作用,因为,这种方式只是一种靠大气中PM2.5的自然的沉降而落到叶片的表面,而且其认为PM2.5不是进入到叶片内部,不是主动的吸收减少,而是一种静态的接纳飘尘的过程。黄教授认为这是测定研究得不够深入,只是一种推测、与大颗粒的粉尘一样看待的说法。但是由于PM2.5颗粒极小,许多直径为PM1.0、甚至更小的物质,不像PM10及以上物质那样,比较容易慢慢飘落,而是很难沉降,需很长的过程,因而称之为“悬浮颗粒物”。因此靠其自然的沉降是不可能很快消减得了封闭式熏气箱里的PM2.5物质的,而且没有放置植物的空白箱里的PM2.5物质经过同样的时间后,还是没有减少,没有什么变化。

　　在熏气箱里植物的数量分别为2株、4株、6株、8株和10株的不同数量处理,随着植物数量的增加,各植物对PM2.5的吸收量明显的增加。在五彩椒、发财树和龙船花三种植物中,在不同的季节里不同种类吸收PM2.5量的高低情况各有不同,但从4个季节的情况看,吸收PM2.5的能力高低顺序为:五彩椒>发财树>龙船花。这与这些植物的单位空间枝叶的生物量多少有关,也与不同的植物对于温度变化的响应和适应的程度不同有关。而各不同植物的处理,在相同植株数量条件下,在2小时到4小时的污染处理过程中,2小时后植物吸收PM2.5的量虽然很多,但是到4小时后,吸收的量会增加更多;即随着污染处理时间的增加,植物吸收PM2.5的量会明显增加。各种植物吸收PM2.5的量一般在2小时的时间里,从2株吸收量大多数为65～115μg/m³之间,而且同种植物还因季节不同而不同;到4株的吸收PM2.5的量大多数为90～130μg/m³,而到10株时,大多数植物其吸收量可达到120～175μg/m³的范围;在春季的吸收量相对较低一些,所有种类的植物在夏季和秋季的吸收量都相当高,表现出比相同数量植株的吸收净化量高很多的特点。在不同季节的试验研究表明,春季的吸收量处于中等水平,夏季的植物吸收、净化PM2.5的能力最强,而秋季的这些能力有所下降,冬季的吸收能力较多的下降,吸收能力处在最低的状态。其顺序基本表现为:夏季>秋季>春季>冬季。 本研究还指出:植物的叶片上密布的很多的气孔,而且其开度一般在3.5～9μm之间,远大于PM2.5物质,因为PM2.5物质是含了PM1.0、PM0.5及PM0.25等物质的,因此PM2.5污染物可以通过植物的呼吸作用等从其气孔进入叶片组织内,参与了各生理生化作用而被吸收。本研究表明的植物吸收PM2.5的能力与不同季节里气温的高低有直接的关系的特点,反映了植物在气温较高或者合适的温度条件下,其生理代谢能力强,而形成了更强的吸收净化PM2.5的能力。这些研究结果为以后选取净化PM2.5的植物、园林绿化和山地公园等建设工程的规划设计与植被保护措施的制定等方面提供了重要的科学依据和理论参考。

　　整个分会场气氛热烈,有来自中国环境科学研究院、北京林业大学、南方科技大学、黄河水利委员会黄河水利科学研究院、成都理工大学、浙江师范大学、生态环境部卫星环境应用中心、中交疏浚(集团)股份有限公司、北京市园林科学研究院、湖南农业大学、中科院成都山地研究所、华北电力大学,四川大学、中国水利科学研究院、中国林业科学研究院、西安科技大学等高校和研究院所等单位,以及上述会议做报告的专家学者所在单位的近70人参加了会议。代表们对各报告都有很高的兴致,积极的提问题,讨论很热烈,很好地达到了各学术部门的专家、学者相互介绍研究成果和交流经验与学术探讨的目的,会议获得圆满成功。可见我国广大的科技界人员对生态环境科学领域的高度重视、关注和投入了很大的力量积极开展研究工作,相信我们国家各地的植物多样性、植物资源及植被系统会较快地得到自然恢复和进入到一个较为稳定与结构在陆续优化的状态,进而对各地环境质量的改善发挥重大的作用。

　　据悉黄玉源教授的团队在关于野外山地和城市街道植物群落吸收净化PM2.5能力及不同植物及不同数量的封闭式熏气箱污染试验的情况下植物吸收PM2.5能力的研究成果已经获得一项国家专利,一项生态环境部科技成果及参研人员获得完成人荣誉证书。此次报告的内容为前一个项目继续研究的另一个项目,专门探究植物在不同季节里吸收净化PM2.5能力的变化特点,以便为不同地区如何针对当地气候特点,进行合理的绿化植物种植的规划及布局,确保能在不同的季节里做到构建更好的植物群落的种类组成和结构,达到更好的利用植物吸收PM2.5,净化大气环境的目的。

　　黄玉源教授对记者说,由于国家对生态系统恢复、建设的高度重视,我国更多的专家学者对植物多样性、植被的保护、生态监测等学科领域给予高度重视和积极开展研究。因此,这一届中国环境科学学会科学技术年会组委会在各分会场的设置上,比以往专门增设了更多的生态与环境学相融合的学科领域,这样更有利于从生态系统的高度看待和处理环境方面的问题,力求达到不仅是最大限度地减少或消除环境污染,而且能构建起生态系统中生物与环境两个组成部分的相互依托,相互促进的作用。黄教授指出:以往在社会上存在这样的误区,即认为只要没有污染了,生态环境就是好的。但其实这是错误的。因为即便污染物含量低于监测所需达到的标准,认为没有污染了。但是当地的生态系统可能也是差的,甚至很差的。那里水土流失、土地贫瘠,夏天炎热、干旱,冬季寒冷、扬尘、风大等等,环境严酷,人居环境很差,甚至不适合于人居,其他大多数动物也不能在那里栖息和繁衍。因此,充分发挥植被系统在不断的恢复,组成与结构不断优化的基础上更好地对大气、水、土壤,以及气候等环境的改善、恢复和优化作用,进而构建起各地良好的生态系统和宜居环境,形成经济与生态环境的协调、可持续发展的格局是今后需要花大力气进行的工作。