呼和浩特市16种园林草本植物的燃烧性研究

摘要

[目的]研究了秋季防火期间呼和浩特市16种园林草本植物燃烧性的强弱,为呼和浩特市防火避灾型园林绿地建设过程中难燃草本植物的筛选提供参考.[方法]以每种植物茎、叶两营养器官为研究对象,基于热重分析法,在30 mL·min-1通氧速率,40°C·min-1升温速率下由室温升温至600°C得TG与DTG曲线,经Coats?Redfern模型求解快速热解阶段一阶动力学活化能E、指前因子A、热解特性指数P、着火指数Di,结合样本灰分含量、粗脂肪含量、热值、燃点4项理化性质,采用因子分析法综合评价16种草本植物燃烧性的强弱.[结果]16种草本植物在空气气氛下的热失重过程可分为失水阶段、热解阶段、碳化阶段,快速热解温度范围在253.75～334.92°C,彩叶草茎、叶的热失重量分别为52.71％与56.18％,是燃尽后质量消耗最少的样本,碧冬茄茎、叶最大热失重速率为4.514％·min-1与9.317％·min-1,是热解最快的样本,其燃烧性主要受叶片影响;16种草本植物叶片热解温度与反应活化能较茎干偏低,粗脂肪含量与热值显著高于茎干,叶片与茎干的灰分含量相近,分别为15.84％与13.03％,由于草本植物木质素含量较低,因此碳化阶段的TG与DTG曲线无明显失重台阶与失重峰;16种园林草本植物燃烧性排序为:碧冬茄(Petunia hyb?rida)>黄花萱草(Hemerocallis flava)>大花萱草(Hemerocallis×hybrida)>马蔺(Iris lactea var.chinensis)>长春花(Catharanthus roseus)>紫花玉簪(Hosta ventricosa)>八宝景天(Sedum spectabile)>芍药(Paeonia lactiflora)>鼠尾草(Salvia officinalis)>彩叶草(Coleus blumei)>黄菖蒲(Iris pseudocorus)>圆叶牵牛(Ipomoea purpurea)>宿根天人菊(Gaillardia aristata)>费菜(Sedum kamtschaticum)>细叶百日菊(Zinnia linearis)>红鸡冠(Celosia cristata).[结论]秋季防火期间呼和浩特市基于燃烧性优选的难燃草本植物有:红鸡冠、细叶百日菊、费菜、宿根天人菊、圆叶牵牛;热解动力学参数对于草本植物综合燃烧性的描述程度优于植物自身理化性质;由热重分析法所得的热解动力学参数中,应以活化能与指前因子对热解特性的描述为主;粗脂肪含量对于秋季防火期间生命期末的草本植物燃烧性影响相对较小;茎生叶草本植物的叶片普遍较茎干更易燃.