上海交大殷杉教授团队揭示城市森林对大气颗粒物的选择性吸附机制

　　

近日，上海交通大学农业与生物学院殷杉教授课题组在Journal of Hazardous Materials期刊发表题为''Selective capture of PM_2.5 by urban trees: The role of leaf wax composition and physiological traits in air quality enhancement''的研究论文。研究通过颗粒物悬浮技术及单颗粒气溶胶质谱技术，对比分析了城市典型绿化树种叶片表面滞留颗粒的粒径及化学组成，揭示了城市森林对大气颗粒物的选择性吸附机制。

PM_2.5会深入人体肺部并构成健康风险。在空气污染控制中，城市森林可以起到生物过滤器的作用，有利于降低PM_2.5对呼吸系统造成的风险。然而，不同树种捕获颗粒的形态和组分及驱动机制尚不明晰。本研究通过外场实验联合自主研制的颗粒物悬浮室及单颗粒气溶胶质谱技术，对城市中典型绿化树种捕获PM_2.5颗粒的大小和组分进行了量化，旨在探究叶片属性如何影响PM_2.5吸附。

结果发现，植物对颗粒物的吸附首先存在粒径选择性：银杏和二球悬铃木善于捕获粒径较大的细颗粒物，而樟树和桂花善于捕获粒径较小的亚微米颗粒。较高的气孔导度和水势等生理活动会显著促进叶片对大颗粒的吸附。第二，基于自适应共振理论的神经网络算法对大量的颗粒依据质谱特征进行组分鉴别及分类发现，叶片捕获颗粒的化学组分在不同树种间有明显差异，且叶片表皮蜡质中的脂肪酸和烷烃分别在吸附富含有机碳组分和重金属组分颗粒过程中起到关键作用。本研究将加深对城市大气颗粒物进行植物修复在机制上的理解，为城市林业中的绿化管理工作提供应用指导。

论文的通讯作者为上海交通大学农业与生物学院殷杉教授。上海交通大学农业与生物学院博士生陈德乐为论文的第一作者。

该项研究工作得到国家自然科学基金等项目的资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135428

作者：

农业与生物学院

供稿单位：

农业与生物学院