阜新市綠化樹種對大氣顆粒物及重金屬滯留能力研究

趙曉亮，郭猛，呂美婷，趙雪瑩，姜瑰國，黃媛媛，王凡，姬亞芹

1. 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000；2. 中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012；3. 南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300350

隨著現(xiàn)代城市建設(shè)和工業(yè)發(fā)展進(jìn)程的加快，大氣顆粒物污染問題受眾多國家的關(guān)注（Shahid et al.，2017；Sun et al.，2018）。近些年國內(nèi)民眾的健康和生存也面臨大氣顆粒物污染的嚴(yán)峻威脅（雷文凱等，2021；劉新蕾等，2021），由于大氣顆粒物中重金屬的不可降解性，經(jīng)呼吸系統(tǒng)或其他途徑進(jìn)入人體內(nèi)，長期累積后誘發(fā)心肺疾病，危及生命（Zhang et al.，2016；Safifiur et al.，2019；Zhou et al.，2019；侯聰?shù)龋?016），且細(xì)微顆粒物難于沉降容易引發(fā)霧霾及加重溫室效應(yīng)（陰麗淑等，2017）。植物葉片借助其表面結(jié)構(gòu)能夠攔截、過濾及吸附大氣顆粒物，同時(shí)起到綠化城市與凈化空氣的雙重作用，是當(dāng)前城市緩解大氣污染的有效途徑（李新宇等，2016；陳波等，2018）。

國內(nèi)外學(xué)者在綠化樹種對大氣顆粒物及重金屬滯留能力方面開展了一些研究，前期研究表明綠化樹種單位葉面的滯塵能力存在顯著差異，如常綠喬木滯塵效果大于落葉喬木，喬木則優(yōu)于灌木（喬冠皓等，2017；馬遠(yuǎn)等，2018；高海波，2019）；部分學(xué)者發(fā)現(xiàn)不同綠化樹種對不同粒徑顆粒物的滯留能力差異顯著，如鵝掌藤對粗顆粒物的滯塵能力較強(qiáng)，黃金榕則對粒徑為3—10 μm的細(xì)微顆粒物滯塵能力較強(qiáng)（王琴等，2020；殷卓君等，2020）。國外深入研究表明植物葉片滯留顆粒物的能力與其表面粗糙度、絨毛數(shù)量、氣孔大小、溝槽深度等特征密切相關(guān)（Barima et al.，2016；Xu et al.，2018；段嵩嵐等，2018）?？臻g因素對植物滯塵也存在影響，相關(guān)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)重金屬污染程度高的地區(qū)，葉面內(nèi)的重金屬含量相應(yīng)增高，且與降塵中重金屬之間呈現(xiàn)顯著相關(guān)性，其來源也具有相似性（王會(huì)霞等，2012；段海靜等，2019；魏海英等，2021）。

因地區(qū)氣候條件、污染源等多方面影響，城市植物種類配置存在差異，目前研究多集中在南京、北京等國內(nèi)大型城市（陳波等，2018；王書恒等，2021）。位于中國最大沙地——科爾沁沙地南部阜新地區(qū)的相關(guān)研究鮮見報(bào)道。因此，本文以阜新市6種綠化樹種為研究對象，分析4個(gè)季節(jié)、4個(gè)城市功能區(qū)域綠化樹種滯留大氣顆粒物及重金屬的能力，旨在篩選出滯塵能力高且重金屬富集能力強(qiáng)的綠化樹種，以期為同類中國北方寒旱區(qū)城市綠化樹種篩選與優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

阜新市位于遼寧省西北部（41°41′—42°56′N、121°01′—122°56′E），總面積為 10445 km2，北接通遼，西鄰朝陽、內(nèi)蒙古赤峰，南通錦州，屬內(nèi)蒙古高原與東北遼河平原的中間過渡帶，低山丘陵地形。阜新氣候?qū)儆诒睖貛О敫珊荡箨懠撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明且溫差變化較大（冬季為11月至次年 3月，春季為4—5月，夏季為6—8月，秋季為9—10月），受內(nèi)蒙古高壓和副熱帶高壓影響，局地大風(fēng)、干旱等自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，植被覆蓋率低（森林植被少），農(nóng)業(yè)開發(fā)強(qiáng)度大，耕地面積占全市總用地面積的 50.32%，水土流失土地面積較大，土地沙漠化嚴(yán)重，自然生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱。

1.2 研究地點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)材料

按照阜新市環(huán)境功能區(qū)劃及城市工業(yè)布局現(xiàn)實(shí)情況，共布設(shè)4個(gè)采樣區(qū)：遼寧工程技術(shù)大學(xué)中華路校區(qū)（簡稱主校區(qū)）、遼寧工程技術(shù)大學(xué)北校區(qū)（簡稱北校區(qū)）、阜新市環(huán)保局區(qū)（簡稱環(huán)保局）和阜新市海州區(qū)露天礦區(qū)（簡稱露天礦），具體采樣點(diǎn)位詳見圖 1。采集 6種常見綠化樹種葉片，6種綠化樹種分別為云杉（Picea asperata）、油松（Pinus tabuliformis）、金葉榆（Ulmus pumila）、紫丁香（Syringa oblata）、紫葉李（Prunus cerasifera）和銀杏（Ginkgo biloba）。

圖1 阜新市綠化樹種葉面滯塵采樣點(diǎn)位Fig. 1 Sampling points of atmospheric dust particulates in Fuxin urban area

1.3 樣品采集

因各采樣樹種的生長習(xí)性不同，6種樹種葉片的采摘時(shí)間有所差異。常青針葉類云杉、油松葉片采摘時(shí)間為2018年11月—2019年11月（除2019年2月，共12個(gè)月），涉及冬春夏秋4個(gè)季節(jié)；落葉闊葉類金葉榆、紫丁香、紫葉李和銀杏葉片采集時(shí)間為2019年5—11月，只涉及夏秋兩個(gè)季節(jié)。采樣周期為一個(gè)月（每月中旬采樣，如遇雨雪天氣，則在降雨、雪后10 d左右采樣）。在各采樣點(diǎn)位選取生長狀態(tài)良好的樹種，同一樹種的外形、高度、健康狀態(tài)基本一致，在各采樣點(diǎn)位對每個(gè)樹種各采摘3株，每次采摘位置大致相同。喬木樹種葉片采摘高度為2—3 m，灌木0.5—1 m，沿樹冠外圍多方向采樣（常青類樹種80—100片，落葉類樹種40—50片），要求采摘葉片表觀良好、完整、無病害，且采樣過程盡量防止抖動(dòng)，避免葉面滯塵損失；及時(shí)將采摘葉片樣品放置于PE材質(zhì)自封袋備用。

1.4 測定方法

1.4.1 葉面滯塵量的測定

取適量植物葉片浸泡于去離子水2 h后，用毛刷輕輕刷洗葉面，保證葉面塵粒全部溶于水中，使用鑷子取出葉片。將已烘干（65 ℃）并稱質(zhì)量的濾紙（m1）置于漏斗內(nèi)過濾浸洗液，過濾完畢后，將濾紙?jiān)俅沃糜诤嫦鋬?nèi)烘干至恒重，再次稱質(zhì)量（m2），濾紙兩次質(zhì)量之差即為葉片滯塵量，重復(fù)3次，取平均值。使用便攜式葉面積儀Yaxin-1241分別測量各樹種葉片總面積（S），則單位葉面積滯塵量：

式中：

Q——單位葉面積滯塵量；

m1——烘干至恒質(zhì)量的濾紙質(zhì)量；

m2——過濾浸洗液后烘干至恒質(zhì)量的濾紙質(zhì)量；

S——所測樹種葉片的總面積（每個(gè)月按不同區(qū)域測定1次，每個(gè)采樣點(diǎn)位所測葉片數(shù)量為常青類樹種90片，落葉類樹種45片）。

1.4.2 葉面重金屬的測定

取1/4濾紙，用陶瓷剪刀剪碎置于編號消解罐，采用HNO3-HF-HClO4消解體系消解定容，作為試品溶液，使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測定重金屬Cd、Cr、Cu、Ni、Pb含量。質(zhì)控（QC）使用國家標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品（GSS-3）校正，回收率介于 95.5%—110.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）控制<10%；每測定10個(gè)樣品，進(jìn)行1次單點(diǎn)校準(zhǔn)和空白測定，每批次實(shí)驗(yàn)中空白對照樣品與質(zhì)控樣品進(jìn)行同步測定。采用Origin 2018、SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單位葉面積滯塵量分析

對阜新市4個(gè)功能區(qū)6種綠化樹種在不同季節(jié)進(jìn)行單位葉面積滯塵量測定，結(jié)果如表1所示。由表可知，在冬季和春季，針葉常青類樹種云杉的單位葉面積滯塵量明顯比油松的高，且云杉的年平均單位葉面積滯塵量（0.635 g·m?2）是油松的1.77倍，說明針葉常青類樹種中云杉的滯塵效果優(yōu)于油松；夏、秋兩季，落葉闊葉類樹種金葉榆的單位葉面積滯塵量最高，其次為紫丁香和云杉，然后為紫葉李和油松，最低為銀杏；夏季金葉榆的單位葉面積滯塵量（0.749 g·m?2）是銀杏的3.37倍，秋季前者是后者的 3.66倍，表明綠化樹種之間的葉面滯塵能力差異很大。同時(shí)發(fā)現(xiàn)不論是2種常青類樹種還是4種落葉類樹種的單位葉面滯塵量均表現(xiàn)出明顯的季節(jié)特征；冬春夏秋四季里，常青類樹種云杉、油松的單位葉面滯塵量均呈現(xiàn)依次減少的趨勢，且最大值與最小值差異顯著（冬季云杉、油松的單位面積滯塵量分別是秋季的1.58、1.87倍。）；夏、秋兩季里，落葉類金葉榆等4種樹種的單位葉面滯塵量均呈現(xiàn)秋高夏低的趨勢。兩大類綠化樹種單位葉面滯塵量的季節(jié)特征明顯不同，可能是由于針葉常青類和落葉闊葉類兩大類樹種葉面結(jié)構(gòu)、絨毛等表面特征存在較大差異性，夏季降水對闊葉類樹種葉面粉塵的沖刷作用更加強(qiáng)烈，造成夏季闊葉類樹種葉面滯塵量相對較少。

表1 阜新市區(qū)樹種葉片單位面積滯塵量時(shí)間變化Table 1 Time variation of dust retention per unit area in leaves of tree species in Fuxin urban area g·m?2

采樣期內(nèi)，6種樹種單位葉面滯塵量由大到小排序?yàn)椋航鹑~榆>云杉>紫丁香>紫葉李>油松>銀杏，鑒于針葉常青類和落葉闊葉類兩大類樹種的采樣時(shí)段長短不同，對表1中常青類樹種云杉、油松的年平均單位葉面滯塵量作乘4處理，對金葉榆4種闊葉類樹種年平均單位葉面滯塵量作乘2處理，根據(jù)處理結(jié)果排序得出阜新市綠化樹種滯留粉塵能力由高到低順序?yàn)椋涸粕?金葉榆>油松>紫丁香>紫葉李>銀杏。

為了更加科學(xué)地篩出滯塵效果優(yōu)良的綠化樹種，將4個(gè)功能區(qū)6種常見樹種進(jìn)行再分類，調(diào)用軟件SPSS 25.0中的類平均聚類模型，采用表2數(shù)據(jù)對各樹種葉片滯塵量進(jìn)行聚類分析，輸出譜系聚類圖（圖2）。對4個(gè)采樣區(qū)綠化樹種按照單位葉面積滯塵量做聚類分析得出遼工大主校區(qū)綠化樹種可分為三大類，第一類為金葉榆，其單位面積滯塵量最高（0.805 g·m?2）；第二類為云杉、紫葉李和紫丁香，其單位面積滯塵量較高（0.576—0.654 g·m?2）；第三類為油松和銀杏，其單位面積滯塵量較低（0.194—0.314 g·m?2）。這三類樹種平均單位葉面積滯塵量由大到小分別為 0.805、0.632、0.254 g·m?2。遼工大北校區(qū)綠化樹種可分為兩大類，第一類為金葉榆和云杉，其單位面積滯塵量較高（0.675—0.750 g·m?2）；第二類為紫葉李、紫丁香、油松和銀杏，其單位面積滯塵量較低（0.226—0.482 g·m?2）。這兩類樹種平均單位葉面積滯塵量由大到小分別為 0.713、0.364 g·m?2。環(huán)保局綠化樹種可分為三大類，第一類為金葉榆，其單位面積滯塵量最高（0.775 g·m?2）；第二類為云杉、紫葉李和紫丁香，其單位面積滯塵量較高（0.430—0.614 g·m?2）；第三類為油松和銀杏，其單位面積滯塵量較低（0.245—0.309 g·m?2）。這三類樹種平均單位葉面積滯塵量由大到小分別為0.775、0.534、0.277 g·m?2。露天礦綠化樹種可分為兩大類，第一類為金葉榆、云杉和紫丁香，其單位面積滯塵量較高（0.559—0.789 g·m?2）；第二類為紫葉李、油松和銀杏，其單位面積滯塵量較低（0.199—0.347 g·m?2）。這兩類樹種平均單位葉面積滯塵量由大到小分別為 0.658、0.290 g·m?2。阜新市同樹種單位葉面積滯塵量的平均值中，金葉榆滯塵量最高，次低為云杉，最低為銀杏，其余樹種依次為紫丁香、紫丁李和油松。

表2 阜新市不同采樣區(qū)樹種葉片單位面積滯塵量Table 2 Dust retention per unit area of leaves of tree species in different sampling areas in Fuxin city g·m?2

圖2 阜新市不同采樣區(qū)樹種單位葉面積滯塵量聚類分析結(jié)果Fig. 2 Cluster analysis results of dust retention per unit leaf area of tree species in different sampling areas in Fuxin City

2.2 葉面塵重金屬元素分析

依據(jù)前期阜新市降塵、PM2.5等大氣顆粒物中重金屬元素污染及其健康風(fēng)險(xiǎn)的研究結(jié)果，結(jié)合重金屬元素毒理特性，確定測試Cd、Cr、Cu、Ni及Pb 5種重金屬元素，研究阜新市綠化樹種滯留重金屬的能力及時(shí)空分布特征。

2.2.1 葉面塵重金屬元素時(shí)間變化特征

為了解阜新市綠化樹種對重金屬元素的滯留能力隨時(shí)間的變化特征，本研究對葉片滯塵中Cd、Cr、Cu、Ni及Pb 5種重金屬含量進(jìn)行測量。由圖3可知，不同季節(jié)，綠化樹種對葉面滯塵中重金屬的滯留能力差異顯著。冬季，云杉對重金屬 Cr、Cu、Ni及Pb的滯留量均大于油松，油松對Cd的滯留量則大于云杉；春季，云杉對 Cd、Cr、Cu、Ni及Pb的滯留量大于油松，其中油松對Cd的滯留效應(yīng)降低，與冬季稍有不同；夏季，油松對Cd、Cr、Cu、Ni及Pb的滯留量大于云杉，其中油松對Cr和 Pb的滯留量增幅明顯；秋季，油松對Cd、Ni及Pb的滯留量大于云杉，云杉對Cr、Cu的滯留量稍大于油松。采樣期內(nèi)，隨四季的變化云杉、油松對滯塵中重金屬的滯留量均呈先增（春季）后降的變化特征，云杉變化幅度大于油松。對于4種落葉闊葉類樹種，由夏至秋，4種闊葉類樹種葉面對滯塵中重金屬的滯留能力均呈降低趨勢，其中，紫葉李對于 5種重金屬的滯留效果均優(yōu)于其他樹種，尤其對于Pb和Cr的滯留尤為顯著；金葉榆對Cr的滯留能力相對較好，紫丁香和銀杏在夏秋兩季對葉面滯塵中重金屬的整體滯留能力偏低。整體上，冬季和春季，云杉對重金屬的滯留能力較強(qiáng)；夏季和秋季，金葉榆和紫葉李的滯留效果相對較好。

圖3 不同季節(jié)樹種葉片降塵重金屬質(zhì)量濃度Fig. 3 Heavy metal mass concentration of leaf dust fall of tree species in different seasons

2.2.2 葉面塵重金屬空間分布分析

為探究不同功能區(qū)綠化樹種對葉片滯塵中重金屬的滯留能力差異，對遼工大主校區(qū)、遼工大北校區(qū)、環(huán)保局和露天礦4個(gè)功能區(qū)樹種葉片滯塵中重金屬元素進(jìn)行測定。由圖4可知，在遼工大主校區(qū)，云杉葉面滯塵中Cb、Cr、Cu和Pb的質(zhì)量濃度高于其他樹種，對Ni的滯留量則屬紫丁香最大；在遼工大北校區(qū)，云杉對重金屬元素Cb、Cr、Cu和Pb滯留量最大，主校區(qū)情況相同，紫葉李對Ni滯留效果最好；環(huán)保局區(qū)域6種綠化樹種對5種重金屬元素的滯留總量明顯高于其他3個(gè)功能區(qū)，其中，油松、云杉、金葉榆分別對Cd、Cu、Ni的滯留量均高于其他功能區(qū)，紫葉李則對Cr、Pb的滯留量位于所有功能區(qū)之首；在露天礦，云杉對 Cd的滯留量大于本功能區(qū)內(nèi)其他樹種滯留量之和，紫葉李則滯留Cr、Cu、Ni和Pb的效果優(yōu)異。不同功能區(qū)內(nèi)綠化樹種對葉片滯塵中重金屬的滯留能力有所差異，總體上云杉對Cd、Cr和Cu的滯留能力較為突出，紫葉李對Ni和Pb的滯留具有優(yōu)勢。不同功能區(qū)葉片滯留重金屬的種類與含量代表著不同的污染來源與污染水平。阜新市4個(gè)功能區(qū)葉片降塵中Pb的污染較為嚴(yán)重，均超過了該區(qū)域土壤背景值（中國環(huán)境監(jiān)測總站，1990；遼寧地區(qū)土壤元素Pb背景值為21.4 μg·mg?1），其中環(huán)保局區(qū)域最高，是土壤背景值的2.5倍。對Cr、Cu滯留量最高的功能區(qū)分別為遼工大主校區(qū)、北校區(qū)，對Cd和Ni的滯留量最高的則是露天礦，這主要與各功能區(qū)與阜新市主要大氣污染源之間的相對位置有關(guān)。

圖4 不同采樣區(qū)樹種葉片降塵重金屬質(zhì)量濃度Fig. 4 Heavy metal mass concentrations of leaves dust in different sampling areas

2.3 葉面降塵重金屬來源分析

2.3.1 相關(guān)性分析

重金屬元素間的相關(guān)性一定程度上體現(xiàn)了重金屬污染情況相似或重金屬來源相似。本研究采用SPSS 25.0軟件對阜新市綠化樹種葉面滯塵中重金屬元素進(jìn)行相關(guān)性分析，由表3得，Ni-Pb、Cd-Ni、Cd-Pb之間相關(guān)系數(shù)分別為0.966、0.821、0.811，均在 0.01水平上呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性。說明阜新市綠化樹種葉面滯塵中重金屬Cd、Ni、Pb同源概率高，可能來源于相似的大氣污染源。

表3 葉面塵各重金屬的斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)Table 3 Spearman correlation coefficient of heavy metals in foliar dust

2.3.2 主成分分析

為了明確阜新市綠化樹種葉片滯塵中重金屬的來源，采用凱撒正態(tài)化最大方差法對重金屬進(jìn)行主成分分析，由表4可得，分析提取的2個(gè)主成分因子的特征值分別為2.980、1.146，其主成分貢獻(xiàn)率分別對應(yīng)為 59.591%、22.912%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為82.503%。阜新市屬于中國北方寒旱區(qū)煤炭資源型城市，煤炭是城市能源結(jié)構(gòu)中的第一大能源，冬季采暖期為每年11月1日至次年3月30日，采暖期較長；第一主成分中 Cd、Ni、Pb載荷值分別為0.946、0.922、0.927，相對較高，表明阜新市綠化樹種葉面塵中重金屬的第一大來源為電廠、熱電廠煤炭等化石燃料的燃燒排煙，同時(shí)，位于阜新城區(qū)南僅3 km處的阜新海州露天礦的殘煤自燃排煙對大氣顆粒物中重金屬具有一定貢獻(xiàn)。第二主成分中Cu、Cr載荷值分別為0.877、0.308，表明阜新市機(jī)動(dòng)車交通及阜新市皮革工業(yè)園等重點(diǎn)工業(yè)排煙是此兩種重金屬的主要來源。

表4 葉面滯塵中重金屬在主成分的載荷Table 4 Leaf dust heavy metal loads in principal components

3 討論

3.1 葉面滯塵能力分析

綠化樹種葉片滯塵能力受人類活動(dòng)、環(huán)境及樹種自身形態(tài)特征的影響（王磊等，2016）。植物通常以滯留或停著、附著和粘附的方式同時(shí)對大氣顆粒物進(jìn)行滯留（余海龍等，2012）。滯塵量的大小也能從側(cè)面體現(xiàn)出城市大氣顆粒物污染狀況。本研究中，采樣期內(nèi)不同季節(jié)4個(gè)功能區(qū)6種綠化樹種的單位葉面積滯塵量的平均值均高于波蘭（Dzizanowski et al.，2011）與哈爾濱（周蘊(yùn)薇等，2017），阜新市位于中國最大沙地-科爾沁沙地南緣，冬春季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)，相關(guān)前期研究（趙曉亮等，2017）表明本土風(fēng)沙塵中Cd、Cr的含量較國內(nèi)其他地區(qū)高，因此科爾沁沙地的季節(jié)性風(fēng)沙塵可能對阜新綠化樹種葉片的滯塵及重金屬具貢獻(xiàn)，側(cè)面凸顯強(qiáng)化了綠化樹種的滯塵能力。本研究發(fā)現(xiàn)同一樹種在不同季節(jié)的滯塵能力存在差異。云杉、油松在冬季的單位葉面積滯塵量分別為秋季的1.58、1.87倍，油松的差異更為明顯。采樣時(shí)段內(nèi)，由冬季到次年秋季云杉與油松的單位葉面積滯塵量均呈遞減趨勢，由夏季到秋季金葉榆等其余4種樹種單位葉面積滯塵量呈增加趨勢，2種針葉類樹種與 4種闊葉類樹種葉片單位面積滯塵量存在顯著性差異。這是由于阜新冬季采暖季燃煤排煙負(fù)荷比其他季節(jié)高，對2種針葉類樹種葉片降塵量貢獻(xiàn)較大；同時(shí)由于夏季降雨量多于秋季，雨水沖刷作用對金葉榆等 4種闊葉類樹種葉片滯塵沖刷作用較大，導(dǎo)致其葉片滯塵量季節(jié)特征不同于針葉類樹種。在相同季節(jié)，不同樹種的滯塵能力也存在明顯差異。其中差距最為顯著的為金葉榆和銀杏，夏季金葉榆的單位面積滯塵量（0.749 g·m?2）是銀杏的3.37倍，秋季為 3.66倍，同相關(guān)研究結(jié)果基本一致（么旭陽等，2014），主要可能的原因是每種綠化樹種的葉面特征、葉片密度、分泌物、樹冠大小及高度等不同，導(dǎo)致不同植物葉片滯塵能力呈現(xiàn)明顯差異（孫曉丹等，2017；李詩瑤等，2021）。研究還發(fā)現(xiàn)相同綠化樹種在各個(gè)功能區(qū)的滯塵能力存在差異，這應(yīng)該與采樣點(diǎn)位的周圍環(huán)境、交通流量及工業(yè)園位置等因素息息相關(guān)（張丹龍等，2016；段海靜等，2019；魏海英等，2021）。阜新市綠化樹種單位葉面積滯塵量以及聚類分析結(jié)果可知，云杉和金葉榆是6種綠化樹種中滯塵效果最好的，具有明顯的地域特異性，為使研究結(jié)果更加具體詳實(shí)，可利用SEM電鏡細(xì)觀、界面化學(xué)測定等研究方法對各類樹種葉片的表面物理結(jié)構(gòu)、分泌物成分及粘度等因素進(jìn)行深入研究，以得出更為全面的科學(xué)結(jié)論。

3.2 葉面塵重金屬元素分析

本研究中，冬季和春季，云杉對重金屬的滯留能力較強(qiáng)；夏季和秋季，當(dāng)屬金葉榆和紫葉李的滯留效果最好。可知，不同季節(jié)綠化樹種對重金屬的滯留能力不同，這與有關(guān)的結(jié)果相似（李少寧等，2017）。這主要是因?yàn)樵粕己陀退蔀槌＞G樹種，其它為落葉樹種，而在冬季和春季，云杉比油松滯留重金屬的效果好，故其滯留能力強(qiáng)；在夏季和秋季，推測金葉榆與紫葉李，因葉面寬大、葉表面粗糙、褶皺較多，較其它樹種對重金屬的滯留能力強(qiáng)。在不同功能區(qū)，葉面塵重金屬的含量存在顯著差異，同相關(guān)研究者的結(jié)論基本一致（顧家偉，2019）。同一樹種在各功能區(qū)重金屬濃度有所差異可能由于影響各功能區(qū)的大氣污染來源不同造成的。阜新市4個(gè)功能區(qū)葉片降塵中Pb的含量均超過了土壤背景值（中國環(huán)境監(jiān)測總站，1990），應(yīng)引起相關(guān)部門及時(shí)關(guān)注，這不僅與阜新冬季供暖燃煤密切相關(guān)，可能與本地區(qū)車輛保有量快速增加的社會(huì)現(xiàn)狀有關(guān)，重金屬Pb是燃煤排煙、機(jī)動(dòng)車尾氣排放最主要的標(biāo)識性元素（董世豪等，2019），同時(shí)機(jī)動(dòng)車輛輪胎磨損和排放廢氣中也含有 Cd、Cr、Cu、Ni等金屬元素（Wang et al.，2017；呂曉倩等，2020），富集大量金屬元素的顆粒物以及地面揚(yáng)塵很容易被植物葉片捕獲（Wang et al.，2011）。阜新海州露天礦作為曾經(jīng)的亞洲第一大煤礦，該區(qū)域植物葉片滯塵中中的Cd、Ni含量高于其他功能區(qū)，可能是由于目前露天礦內(nèi)坡面仍然發(fā)生大面積的殘煤自燃，釋放了大量Cd、Ni（Hsu et al.，2017；Huang et al.，2017；周安琪等，2021），導(dǎo)致本區(qū)域植物對其滯留量較高。環(huán)保局鄰近阜新交通樞紐，植物葉片滯塵中Pb含量較高，高負(fù)荷機(jī)動(dòng)車尾氣是其重要原因（符小晴等，2018）。大氣顆粒物中的Cr主要來源于機(jī)械制造類等的三廢排放（王洪濤等，2016）。遼工大主校區(qū)植物葉片滯塵中Cr含量較高，這與其西側(cè)比鄰阜新經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、清河門皮革工業(yè)園（冶金生產(chǎn)、Cr類鞣制革劑使用等）有關(guān)。大氣顆粒物中 Cu主要來源來自機(jī)動(dòng)車制動(dòng)塊磨損和機(jī)動(dòng)車尾氣（Wang et al.，2017；張伯鎮(zhèn)等，2015），遼工大北校區(qū)葉片滯塵中中 Cu含量比其他采樣區(qū)稍高，主要是由于北校區(qū)北側(cè)50、300 m處分別為阜新二環(huán)路、阜新市高鐵站，制動(dòng)塊磨損和機(jī)動(dòng)車尾氣對大氣顆粒物中的Cu存在貢獻(xiàn)。

4 結(jié)論

（1）采樣期內(nèi)，阜新市兩大類6種綠化樹種滯塵能力隨季節(jié)變化呈現(xiàn)明顯差異。冬春夏秋四季，常青類樹種云杉、油松的單位葉面滯塵量均呈現(xiàn)依次減少的趨勢，其中，冬季云杉、油松的單位面積滯塵量分別是秋季的1.58、1.87倍，季節(jié)差異很大。夏、秋兩季，落葉類金葉榆等4種樹種的單位葉面滯塵量均呈現(xiàn)秋高夏低的季節(jié)特征。阜新市綠化樹種滯留粉塵能力由高到低順序?yàn)椋涸粕?金葉榆>油松>紫丁香>紫葉李>銀杏。

（2）阜新市綠化樹種對葉面滯塵中重金屬的滯留能力與季節(jié)、空間密切相關(guān)。隨四季變化，云杉、油松對滯塵中重金屬的滯留量均呈先增后降的變化特征；由夏至秋，4種闊葉類樹種葉面對滯塵中重金屬的滯留量均呈降低趨勢。冬季和春季云杉對重金屬的滯留能力較強(qiáng)；夏季和秋季金葉榆和紫葉李的滯留效果相對較好。阜新市4個(gè)功能區(qū)葉片降塵中Pb均超過了該區(qū)域土壤背景值，其中環(huán)保局區(qū)域最高，是土壤背景值的2.5倍，應(yīng)引起關(guān)注。不同功能區(qū)綠化樹種葉面滯塵中重金屬的含量差異，主要與各功能區(qū)的大氣污染來源不同有關(guān)。

（3）阜新市綠化樹種葉面滯塵中重金屬相關(guān)性分析結(jié)果表明Ni-Pb、Cd-Ni、Cd-Pb之間相關(guān)系數(shù)分別為 0.966、0.821、0.811，均在 0.01水平上呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，表明Cd、Ni、Pb同源性很高。主成分分析提取了 2個(gè)主成分因子，累計(jì)貢獻(xiàn)率為82.503%，說明能夠解釋樹種葉面滯塵中重金屬。其中，第一主成分中 Cd、Ni、Pb載荷值分別為0.946、0.922、0.927，表明阜新市綠化樹種葉面塵中Cd、Ni、Pb的主要來源于電廠、熱電廠煤炭等化石燃料的燃燒排煙；阜新海州露天礦的殘煤自燃排煙對重金屬具有一定貢獻(xiàn)。第二主成分中 Cu、Cr載荷值分別為0.877、0.308，表明阜新市機(jī)動(dòng)車交通及皮革工業(yè)園等重點(diǎn)工業(yè)排煙是此兩種重金屬的主要來源。