植物吸附颗粒物能力大小的研究装置及方法

摘要

本发明公开了一种植物吸附颗粒物能力大小的研究装置及方法，包括通过管道依次连接的颗粒物发生室、储气室、吸收室，颗粒物发生室与储气室之间的管道上设有阀门、鼓风机和滤膜，储气室与吸收室之间的管道上设有流量计，吸收室的进气管和出气管上分别设有颗粒物检测口，并在检测口处设有颗粒物检测仪。用于比较不同种类植物对颗粒物吸附能力大小的比较的研究，简单、高效，能快速获得我们想要的结果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于比较不同种类植物对颗粒物（如PM2.5、PM10等）吸附能力大 小的技术，尤其涉及一种植物吸附颗粒物能力大小的研究装置及方法。

背景技术

目前在植物对颗粒物阻滞吸附能力大小的研究领域，除了风洞和沉积气室这些装置 之外，没有更为简单的通用的研究装置，现有研究装置的实验过程较为繁琐，对实验场 所、实验条件等要求较高，具有一定局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、高效的植物吸附颗粒物能力大小的研究装置及方 法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的植物吸附颗粒物能力大小的研究装置，包括通过管道依次连接的颗粒物发 生室、储气室、吸收室，颗粒物发生室与储气室之间的管道上设有阀门、鼓风机和滤 膜，储气室与吸收室之间的管道上设有流量计，吸收室的进气管和出气管上分别设有颗 粒物检测口，并在检测口处设有颗粒物检测仪。

本发明的应用上述的植物吸附颗粒物能力大小的研究装置进行植物叶片吸附颗粒物 能力大小的研究方法，包括步骤：

首先，打开吸收室，将植物插在吸收室内的圆形花泡沫上，吸收室内铺好不透膜， 在颗粒物发生室内在燃烧设定量燃料，打开阀门，连接鼓风机，打开流量计和颗粒物检 测仪，连续向储气室和吸收室中鼓风，通风完毕后静置两小时以上；

然后，读取流量计和颗粒物浓度检测仪的读数并记录，并根据颗粒物浓度监测仪的 瞬时数据用数学积分法计算颗粒物的平均浓度，用吸收室进口的平均颗粒物浓度和出口 的平均颗粒物浓度分别乘以流量计的体积读数，计算两者之差为颗粒物总量，所有颗粒 物最终分为三部分：悬浮在混合式和吸收室中的颗粒物，吸收室气室壁吸附的颗粒物， 植物吸附的颗粒物；

之后，打开密闭气室，对不透膜进行抽样切取，用高精度震荡天平称量其重量，在 样本充足的条件下，根据前后重量差及不透膜总面积准确得出气室壁阻滞吸收颗粒物总 量，由混合式和吸收室的初始和终止浓度及气室体积算出由鼓风机吹出的悬浮在气室中 的颗粒物的量.由两个气室的初始和终止浓度及气室体积算出由鼓风机吹出的悬浮在气 室中的颗粒物的量；

用进入装置的颗粒物总量减去悬浮在混合室和吸收室的颗粒物总量和吸收室气室壁 吸附的颗粒物总量即可算出植物吸附的颗粒物总量，计算植物的表面积，并根据植物吸 附的颗粒物的量计算单位植物表面积吸收的颗粒物的量；

换成其他植物，重复上述步骤，得出植物吸收颗粒物能力大小差异。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过颗粒物发生室自制颗粒物（如 PM2.5、PM10等）气体，既可控制燃料的量，也能控制燃料的种类；通过流量计监测气体 的量；还可以用一套装置做空白对照试验，使实验计算更加简化，简单、高效，能快速 获得想要的结果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的植物吸附颗粒物能力大小的研究装置的结构示意图。

图中：

A为吸收室，吸收室内壁均铺上不透膜，吸收室底部固定一块大小合适的花泡沫，花 泡沫全用不透膜包上。测量时，将枝条插在花泡沫上；

B为储气室，用于气体的混合。从颗粒物发生器中出来的气体，经过鼓风机被抽入管 道中，经过管道进入混合室进行混合；

C为颗粒物发生室（颗粒物发生装置），在此装置中备至需要用于实验测量的颗粒 物，可以使用燃烧法（直接燃烧某种燃料产生颗粒物）或配置法（用化学药品配置产生 颗粒物）。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的植物吸附颗粒物能力大小的研究装置，其较佳的具体实施方式是：

包括通过管道依次连接的颗粒物发生室、储气室、吸收室，颗粒物发生室与储气室 之间的管道上设有阀门、鼓风机和滤膜，储气室与吸收室之间的管道上设有流量计，吸 收室的进气管和出气管上分别设有颗粒物检测口，并在检测口处设有颗粒物检测仪。

所述颗粒物发生室、储气室和吸收室用耐火耐高温塑料制成，所有管道为PVC管，所 述滤膜根据研究的颗粒物大小选用。

所述吸收室中放置圆形花泡沫。

本发明的应用上述的植物吸附颗粒物能力大小的研究装置进行植物叶片吸附颗粒物 能力大小的研究方法，其较佳的具体实施方式包括步骤：

首先，打开吸收室，将植物插在吸收室内的圆形花泡沫上，吸收室内铺好不透膜， 在颗粒物发生室内在燃烧设定量燃料，打开阀门，连接鼓风机，打开流量计和颗粒物检 测仪，连续向储气室和吸收室中鼓风，通风完毕后静置两小时以上；

然后，读取流量计和颗粒物浓度检测仪的读数并记录，并根据颗粒物浓度监测仪的 瞬时数据用数学积分法计算颗粒物的平均浓度，用吸收室进口的平均颗粒物浓度和出口 的平均颗粒物浓度分别乘以流量计的体积读数，计算两者之差为颗粒物总量，所有颗粒 物最终分为三部分：悬浮在混合式和吸收室中的颗粒物，吸收室气室壁吸附的颗粒物， 植物吸附的颗粒物；

之后，打开密闭气室，对不透膜进行抽样切取，用高精度震荡天平称量其重量，在 样本充足的条件下，根据前后重量差及不透膜总面积准确得出气室壁阻滞吸收颗粒物总 量，由混合式和吸收室的初始和终止浓度及气室体积算出由鼓风机吹出的悬浮在气室中 的颗粒物的量.由两个气室的初始和终止浓度及气室体积算出由鼓风机吹出的悬浮在气 室中的颗粒物的量；

用进入装置的颗粒物总量减去悬浮在混合室和吸收室的颗粒物总量和吸收室气室壁 吸附的颗粒物总量即可算出植物吸附的颗粒物总量，计算植物的表面积，并根据植物吸 附的颗粒物的量计算单位植物表面积吸收的颗粒物的量；

换成其他植物，重复上述步骤，得出植物吸收颗粒物能力大小差异。

所述计算植物的表面积采用称重法计算，首先测量植物单位重量叶片的表面积，然 后根据植物总重量得到植物总面积；

所述吸收室内铺好不透膜指在所述吸收室所有内壁及花泡沫上全部铺上不透膜，并 用大头钉固定。

本发明的植物吸附颗粒物（如PM2.5、PM10等）能力大小的研究装置，用于比较不同 种类植物对颗粒物吸附能力大小的比较的研究，以期找出一种吸附颗粒物能力最强的植 物。本装置通过颗粒物发生室自制颗粒物（如PM2.5、PM10等）气体，既可控制燃料的 量，也能控制燃料的种类；通过流量计监测气体的量；还可以用一套装置做空白对照试 验，使实验计算更加简化。简单、高效，能快速获得我们想要的结果

具体实施例：

如图1所示，包括通过管道依次连接的颗粒物发生室、储气室、吸收室，颗粒物发生 室与储气室之间的管道上设有阀门、鼓风机和滤膜，储气室与吸收室之间的管道上设有 流量计，吸收室的进气管和出气管上分别设有颗粒物检测口，并在检测口处设有颗粒物 检测仪。在吸收室中放置圆形花泡沫，固定在气室底部，供插植物枝条所用。本实施例 中：

1.气室：如图所示的颗粒物发生室C、储气室B和吸收室A用耐火耐高温塑料制成， 大小为400mm*400mm*400mm，均密封；

2.管道：所有管道为PVC管，每根管长150mm，管直径25mm；

3.鼓风机：所用鼓风机为单相离心式鼓风机，鼓风流量为0.75m³/min；

4.不透膜：不透膜选用宽450mm的PVC纸塑膜；

5.滤膜选用直径50mmPTFE膜，滤膜孔径根据测量的颗粒物大小选用；

6.流量计：选用RCL-I型热式气体质量流量计，安装方式依具体实验要求而定；

7.颗粒物检测仪：根据测量的颗粒物大小选用相应的检测仪。

具体实验步骤：

(1)选取数量大致相等，生长状况基本一致、生长部位一致树木枝条用于实验，且 设置无植株空白对照组。

(2)放入植物之前，向气室通入颗粒物气体10min，让通气管上吸附的颗粒物达到饱 和，然后打开气室门5min。密封好所有气室，打开阀门和鼓风机，试鼓风五分钟，检测 装置是否完全密封。

(3)吸收室内壁均铺上不透膜，吸收室底部固定一块大小合适的花泡沫，花泡沫全 用不透膜包上，将植物插在花泡沫上，密闭气室，测量两个气室的初始颗粒物浓度。在 颗粒物发生室燃烧定量燃料，同时打开阀门，连接鼓风机，打开流量计和颗粒物检测 仪，连续向密闭气室中鼓风1小时，每隔5分钟测量读取进气口和出气口的颗粒物浓度， 并记录数据。通风完毕后静置两小时。测量所有气室的终止浓度。

(4)根据记录的进出口颗粒物浓度数据，将颗粒物浓度监测仪的瞬时数据输入EXCEL 表中，生成一个坐标曲线，并得到曲线的方程，用高数微积分原理算出平均浓度。浓度 与流量计测出的总体积的乘积即得颗粒物进出总量分别为A，B。

(5)打开密闭气室，对不透膜进行抽样切取，用高精度震荡天平称量其重量，在样 本充足的条件下，根据前后重量差及不透膜总面积准确得出气室壁阻滞吸收颗粒物总量 C。

(6)由两个气室的初始和终止浓度及气室体积算出由鼓风机吹出的悬浮在气室中的 颗粒物的量D。

(7)植物阻滞吸收颗粒物的总量E=A-B-C-D。

(8)用称重法计算植物叶面积，根据枝条形状，测量枝条的底面直径和长，用相应 表面积公式计算枝条面积，得到植物总面积。

(9)单位面积阻滞吸收颗粒物量=E/植物总面积。

换成其他植物，重复上述步骤，得出植物吸收颗粒物能力大小差异。

本发明的量化植物叶片吸附颗粒物（如PM2.5、PM10等）能力的研究装置及方法，用 于比较不同种类植物对颗粒物吸附能力大小的比较的研究，以期找出一种吸附颗粒物能 力最强的植物。本发明通过颗粒物发生室自制颗粒物（如PM2.5、PM10等）气体，既可控 制燃料的量，也能控制燃料的种类；通过流量计监测气体的量；还可以用一套装置做空 白对照试验，使实验计算更加简化。简单、高效，能快速获得想要的结果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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披露的技术范围内，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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书 的保护范围为准。