CN113984593A - 一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法 - Google Patents
一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113984593A CN113984593A CN202111270130.3A CN202111270130A CN113984593A CN 113984593 A CN113984593 A CN 113984593A CN 202111270130 A CN202111270130 A CN 202111270130A CN 113984593 A CN113984593 A CN 113984593A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- atmospheric
- plastic
- plastics
- migration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 76
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 title claims abstract description 25
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 11
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 241000723346 Cinnamomum camphora Species 0.000 claims description 3
- 241000218378 Magnolia Species 0.000 claims description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 3
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 4
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 10
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- -1 ocean Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/34—Purifying; Cleaning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法，包括如下步骤：步骤一、基于植物叶片采集大气微塑料；步骤二、区域差异性分析；步骤三、进行动态监测；步骤四、数据处理与模型建立。本发明基于植物叶片作为收集微塑料的载体，很好的解决了利用采样装置收集大气微塑料耗费财力、人力，且空间上与时间上受到种种因素限制的问题，其在空间上分布更广、更均匀，在时间上的连续性更强，从而达到监测大气微塑料季节性变化，探究其来源和迁移路径，预测大气微塑料的迁移—沉降过程的目的。
Description
技术领域
本发明属于微塑料检测与应用技术领域，具体涉及一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法。
背景技术
不同种类的微塑料颗粒进入到土壤、海洋、大气等环境中，对其造成严重的环境污染问题，环境介质中的微塑料最终通过食物链富集效应出现在人体和生物体内，对于人体和其他生物造成生物毒性，影响人群健康。然而目前对大气环境中微塑料研究较少，未来需要加强采样点动态数据的观测，并进一步加强大气环境中微塑料的人体呼吸暴露与健康风险研究。
目前针对大气微塑料的收集方法大致分为2类：被动采样法和主动采样法。被动采样装置主要由收集柱/漏斗、承接管和终端收集瓶组成；主动采样法主要依靠泵式采样器或真空吸尘器实现。具体操作如下：
被动采样装置：被动采样收集装置简单的一般设置圆柱形平底玻璃容器作为沉降桶。田媛等人装置主要由收集柱(收集大气沉积物)、承接管和终端收集瓶(收集最终样品)三部分组成,通过收集柱收集大气沉降的物质(包括降水、灰尘和微塑料等),再通过承接管进入底部的终端收集瓶中，从而得到样品。
主动采样装置：主动泵式取样器系统包括一个泵单元和一个可更换管或其他带过滤器的装置。Abbasi等人使用带有进气管的过滤器转换器收集空气中的颗粒物，Liu等人将Whatman GF/a过滤器放置在入口顶部的铝合金分离器中进行采样。在Dris等人的研究中，使用泵在成人呼吸高度下以8L/min的速度对室内空气进行4至7h的采样，并在10至40h内对总共5-20m3体积的室外空气进行采样。采用100L/min的流速持续1h以上，以研究不同高度下大气微塑料的丰度。
但是，上述的2类方法中，被动沉降装置需要大量装置且需要人为布置，导致其局限性，无法获取全面的数据；主动抽气泵装置受到电力等因素的限制，局限性更大。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法。
技术方案：一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法，包括如下步骤：
步骤一、基于植物叶片采集大气微塑料：
(1)采样：在一定范围内，均匀划分采样点，选取长势相似的香樟和木兰树，在东、西、南、北4个方向上，距离地面2—3米的高度处，均匀采集20个左右叶片；
(2)分离提取：
①将采得的叶片用抽滤水清洗，利用烧杯收集清洗液；
②将清洗后的叶片置于干净烧杯中加抽滤水浸泡2h；
③向烧杯中加入36％的NaCL溶液，静置24小时后取上清液；
④加入30mLH2O2，待充分反应后，用滤膜进行抽吸；
⑤放置35-45℃的条件下5min，将滤膜烘干；
(3)显微镜目视法：在显微镜下对滤膜上的微塑料种类、个数、颜色等进行辨别。
(4)数据分析：利用Excel、origin等软件对所得数据进行处理，得到可视化图表，其中可以发现在样品中大气微塑料形状以纤维状为主，颜色以白色为主；
步骤二、区域差异性分析：在某地方的不同功能区内均匀布置采样点，得到不同功能区内大气微塑料的分布特征，探究其来源与迁移特征，为长期监测大气微塑料的迁移—沉降过程奠定基础；其中，具体的特征包括：经度、纬度、所属功能区、植物种类、叶面积、大气沉通量；
步骤三、进行动态监测：在不同季节、不同月份进行采样，通过计算大气沉降通量来测算大气中含有的微塑料数量，从而得到大气微塑料沉降通量的季节性差异，分析差异原因，探究大气微塑料的迁移机制；
步骤四、数据处理与模型建立：—根据前期得到的实验数据，建立模型；得出不同时间、空间大气微塑料分布特征的基础上，建立数据库与模型，进而预测大气微塑料迁移—沉降过程。
作为优化：某地方的不同功能区有农业区、工业区、居民区、文教区。
作为优化：所述的叶面积利用python语言程序进行测算。
作为优化：所述的大气沉降通量是指每天每平方米大气沉降的微塑料的数量。
有益效果：本发明基于植物叶片作为收集微塑料的载体，很好的解决了利用采样装置收集大气微塑料耗费财力、人力，且空间上与时间上受到种种因素限制的问题，其在空间上分布更广、更均匀，在时间上的连续性更强，从而达到监测大气微塑料季节性变化，探究其来源和迁移路径，预测大气微塑料的迁移—沉降过程的目的。
附图说明
图1是本发明的叶片分离提取示意图；
图2是本发明的叶面积示意图；
图3是本发明的显微镜下微塑料图片示意图；
图4是本发明的数据处理示意图；
图5是本发明的可视化分析图表。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明的方法基于植物叶片作为收集微塑料的载体，其在空间上分布更广、更均匀，在时间上的连续性更强，从而达到监测大气微塑料季节性变化，探究其来源和迁移路径，预测大气微塑料的迁移—沉降过程的目的。本发明主要进行了2项改进：
1.转化思路：本发明采用装置收集大气微塑料耗费财力、人力，且空间上与时间上受到种种因素的限制，连续性、持续性不强，难以形成动态监测，探明大气微塑料的来源及迁移路径。本方法转换思路把植物叶片作为收集大气沉降微塑料的载体，通过收集树叶获得大气沉降中的微塑料。因为植物叶片的普遍性，相对沉降装置收集覆盖面更广，且简化了实验样品的采集过程。
2.建立数据库与模型：目前针对大气微塑料的研究区域空间上连续性不强，不利于大气微塑料迁移机制的研究。我们将基于前期得到的实验数据，建立模型；得出不同时间、空间大气微塑料分布特征的基础上，建立数据库与模型，探明其迁移机制，预测大气微塑料迁移—沉降过程。
本发明的具体操作步骤如下：
步骤一、基于植物叶片采集大气微塑料：
(1)采样：在一定范围内，均匀划分采样点，选取长势相似的香樟和木兰树，在东、西、南、北4个方向上，距离地面2-3米的高度处，均匀采集20个左右叶片。
(2)分离提取：如图1的叶片分离提取图所示，进行如下操作步骤：
①将采得的叶片用抽滤水清洗，利用烧杯收集清洗液；
②将清洗后的叶片置于干净烧杯中加抽滤水浸泡2h；
③向烧杯中加入36％的NaCL溶液，静置24小时后取上清液；
④加入30mLH2O2，待充分反应后，用滤膜进行抽吸；
⑤放置35-45℃的条件下5min，将滤膜烘干；
(3)显微镜目视法：在显微镜下对滤膜上的微塑料种类、个数、颜色等进行辨别，如图3的显微镜下微塑料图片所示。
(4)数据分析：利用Excel、origin等软件对所得数据进行处理，如图4所示，得到可视化分析图表，如图5所示，其中，可以发现在样品中大气微塑料形状以纤维状为主，颜色以白色为主。
步骤二、区域差异性分析：在某地方的不同功能区(如，农业区、工业区、居民区、文教区等)内均匀布置采样点，得到不同功能区内大气微塑料的分布的特征，探究其来源与迁移特征，为长期监测大气微塑料的迁移—沉降过程奠定基础。其中，具体的特征包括：经度、纬度、所属功能区、植物种类、叶面积、大气沉通量；所述的叶面积利用python语言程序进行测算，所述的叶面积如图2所示；所述的大气沉降通量是指每天每平方米大气沉降的微塑料的数量。
步骤三、进行动态监测：在不同季节、不同月份进行采样，通过计算大气沉降通量来测算大气中含有的微塑料数量，从而得到大气微塑料沉降通量的季节性差异，分析差异原因，探究大气微塑料的迁移机制。
步骤四、数据处理与模型建立：—根据前期得到的实验数据，建立模型；得出不同时间、空间大气微塑料分布特征的基础上，建立数据库与模型，进而预测大气微塑料迁移—沉降过程。
本发明基于植物叶片作为收集微塑料的载体，很好的解决了利用采样装置收集大气微塑料耗费财力、人力，且空间上与时间上受到种种因素限制的问题，其在空间上分布更广、更均匀，在时间上的连续性更强，从而达到监测大气微塑料季节性变化，探究其来源和迁移路径，预测大气微塑料的迁移—沉降过程的目的。
Claims (4)
1.一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、基于植物叶片采集大气微塑料：
(1)采样：在一定范围内，均匀划分采样点，选取长势相似的香樟和木兰树，在东、西、南、北4个方向上，距离地面2—3米的高度处，均匀采集20个左右叶片；
(2)分离提取：
①将采得的叶片用抽滤水清洗，利用烧杯收集清洗液；
②将清洗后的叶片置于干净烧杯中加抽滤水浸泡2h；
③向烧杯中加入36％的NaCL溶液，静置24小时后取上清液；
④加入30mLH2O2，待充分反应后，用滤膜进行抽吸；
⑤放置35-45℃的条件下5min，将滤膜烘干；
(3)显微镜目视法：在显微镜下对滤膜上的微塑料种类、个数、颜色等进行辨别。
(4)数据分析：利用Excel、origin等软件对所得数据进行处理，得到可视化图表，其中，可以发现在样品中大气微塑料形状以纤维状为主，颜色以白色为主；
步骤二、区域差异性分析：在某地方的不同功能区内均匀布置采样点，得到不同功能区内大气微塑料的分布特征，探究其来源与迁移特征，为长期监测大气微塑料的迁移—沉降过程奠定基础；其中，具体的特征包括：经度、纬度、所属功能区、植物种类、叶面积、大气沉通量；
步骤三、进行动态监测：在不同季节、不同月份进行采样，通过计算大气沉降通量来测算大气中含有的微塑料数量，从而得到大气微塑料沉降通量的季节性差异，分析差异原因，探究大气微塑料的迁移机制；
步骤四、数据处理与模型建立：—根据前期得到的实验数据，建立模型；得出不同时间、空间大气微塑料分布特征的基础上，建立数据库与模型，进而预测大气微塑料迁移—沉降过程。
2.根据权利要求1所述的基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法，其特征在于：某地方的不同功能区有农业区、工业区、居民区、文教区。
3.根据权利要求1所述的基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法，其特征在于：所述的叶面积利用python语言程序进行测算。
4.根据权利要求1所述的基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法，其特征在于：所述的大气沉降通量是指每天每平方米大气沉降的微塑料的数量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111270130.3A CN113984593A (zh) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111270130.3A CN113984593A (zh) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113984593A true CN113984593A (zh) | 2022-01-28 |
Family
ID=79744198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111270130.3A Pending CN113984593A (zh) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113984593A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103411847A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-11-27 | 塔里木大学 | 植物冠层叶面降尘量的测定方法 |
| CN111579293A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-08-25 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 公路两侧植被叶面污染的取样装置及方法 |
| CN111982852A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-24 | 南通大学 | 一种基于显微红外技术的土壤微塑料原位监测方法 |
| US20210260501A1 (en) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | Zhejiang Shuren College (Zhejiang Shuren University) | Integrated separation unit for microplastics in the coastal sediments and collection method of microplastics |
-
2021
- 2021-10-29 CN CN202111270130.3A patent/CN113984593A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103411847A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-11-27 | 塔里木大学 | 植物冠层叶面降尘量的测定方法 |
| US20210260501A1 (en) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | Zhejiang Shuren College (Zhejiang Shuren University) | Integrated separation unit for microplastics in the coastal sediments and collection method of microplastics |
| CN111579293A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-08-25 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 公路两侧植被叶面污染的取样装置及方法 |
| CN111982852A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-24 | 南通大学 | 一种基于显微红外技术的土壤微塑料原位监测方法 |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| ANN L. POWER等: "Magneto-biomonitoring of intra-urban spatial variations of particulate matter using tree leaves", ENVIRON GEOCHEM HEALTH, vol. 31, no. 2, pages 315 - 325, XP019674242 * |
| LEI SU等: "Temporal and spatial variations of microplastics in roadside dust from rural and urban Victoria, Australia: Implications for diffuse pollution", 华南理工大学出版社, vol. 252, pages 1 - 10 * |
| 张德强, 郁梦德, 林志红, 陈军, 卢云鹤, 葛宁春: "污染区域大气环境质量生物监测的数学模式", 热带亚热带植物学报, no. 04 * |
| 杜悦;蔡一鸣;罗小三;索晨;赵朕;徐江兵;孙雪;: "植物叶表大气降尘的采集和定量分析方法研究", 环境科学与技术, no. 2 * |
| 陈俊刚;余新晓;毕华兴;付妍琳;: "典型森林树种对大气颗粒物湿沉降的影响", 水土保持学报, no. 04 * |
| 陈红;王博;刘慧;马珊;路彩晨;贾佳;夏敦胜;: "兰州市大气颗粒物生物磁学监测研究", 环境科学与技术, no. 09 * |
| 顾伟康;杨国峰;刘艺;毛羽丰;李宏;艾海男;何强;: "环境介质中微塑料的处理与检测方法研究进展", 土木与环境工程学报(中英文), no. 01 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103175713B (zh) | 一种适用于大气干湿沉降中重金属分析的样品采集及提取方法 | |
| CN205910173U (zh) | 一种海洋表层多参数自动采集装置 | |
| CN102353560A (zh) | 一种水体释放气体收集装置及其采样方法 | |
| CN107202717B (zh) | 一种自动化雨尘采样收集监测系统 | |
| CN208283128U (zh) | 一种大气重金属沉降采集装置 | |
| CN211753971U (zh) | 一种便携式研究大气沉降中微塑料污染的试验装置 | |
| CN201397260Y (zh) | 一种除杂降尘采集器 | |
| CN113984593A (zh) | 一种基于植物叶片监测大气微塑料迁移—沉降过程的方法 | |
| CN109406250B (zh) | 一种快速分离和提取表层水体中微塑料的装置和方法 | |
| CN203587402U (zh) | 一种雾霾中导电离子和不溶物颗粒提取采集装置 | |
| CN105368949A (zh) | 一种城市污水处理厂/处理站微生物气溶胶的检测方法 | |
| CN106290085B (zh) | 一种基于粒径的栅格分级筛选空气中颗粒物的方法和装置 | |
| CN112945822A (zh) | 一种大气环境微生物气溶胶监测方法 | |
| CN106323697B (zh) | 利用被动采样装置进行大气活性气态汞的采样方法 | |
| CN111122815B (zh) | 一种评价道路雨水毒性的方法 | |
| CN113188849A (zh) | 一种大气沉降微塑料的自动采集装置及其使用方法 | |
| CN109470304B (zh) | 环境监测报警装置 | |
| CN107192585B (zh) | 一种微动力雨尘采集系统 | |
| CN106525517B (zh) | 一种以自然风为动力的大气活性气态汞采样装置 | |
| CN113933468B (zh) | 一种大型养殖场周边氮沉降生态效应的监测方法 | |
| CN206440507U (zh) | 一种以自然风为动力的大气活性气态汞采样装置 | |
| CN220690583U (zh) | 一种土壤渗滤液原位收集装置 | |
| CN213715212U (zh) | 一种水质监测装置 | |
| CN208140431U (zh) | 一种自动化雨尘采样收集监测系统 | |
| CN105403438A (zh) | 一种用于气象监测的雨水收集装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |