乔木对都市交通环境的影响研讨
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作者：韩照祥孙海龙顾赛男包伟杨丽婷单位：江苏淮海工学院化学工程学院
新鲜叶片用于测定各项生理指标;取小部分于低温干燥箱内用于电镜扫描;剩余的则在105℃的恒温干燥、粉碎，密封袋中保存，用于叶片重金属含量、pH及电导率的测定。重金属测定方法取预处理样品1.000g于聚四氟乙烯烧杯中，分别加入HNO310mL、HCLO45mL于电炉上加热至棕色烟雾冒尽。稍冷却，再加入HNO35mL，继续消解，直到溶液透明为止。过滤并用蒸馏水定容于25mL的容量瓶中。采用火焰原子吸收法分别测定Pb、Zn、Cu、Cr、Cd5种重金属含量。pH和电导率测定方法称预处理样品2g于清洁干燥的硬质烧杯中，加入双蒸水25mL，盖紧，空气浴振荡器中速振荡48h，用DDS-307电导率仪测定电导率，用pHS-3C型精密pH计测定pH值。树叶生理指标测定方法植物树叶脯氨酸含量测定采用磺基水杨酸法，丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸法，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250法(Bradford法)［3］。叶片电镜扫描将树叶表面用蒸馏水清洗干净，凉干。剪取长、宽约1cm的叶片，夹在2个载玻片之间，30℃的恒温干燥箱干燥72h。用JSM-6390LV型钨丝灯扫描电镜观察叶片气孔。数据处理数据处理分析使用SPSS17.0软件。以均值±标准差的形式计量结果。组间和组内差异则采用ANVOA单因素方差分析，按P＜0.05计算，无特别说明按显著性水平α=0.05计算。
城市行道树是保护道路交通环境的骨干，可以富集大气中的重金属［4］。对连云港城市9种主要的行道树乔木树种叶片中的5种重金属含量分别进行测定，结果见表1、表2。从表1可以看出，同一种乔木树种叶片中Cu含量:城市交通主干道普遍高于对照区，存在较显著差异，各乔木树种间也存在不同程度的差异，说明乔木树叶中积累了交通污染排放的Cu。其中，香樟、法国梧桐、美国洋槐和大叶女贞相对增幅较大，说明其对Cu表现出较强吸附能力。同一乔木树叶中Pb含量:城市交通主干道都明显高于清洁对照区，各乔木树种树叶中Pb的含量也显现出明显的差异。其中Pb含量相对增幅最大的是红叶李，高达98.41%;相对增幅较大的有广玉兰、法国梧桐、栾树，分别为47.98%、66.32%、65.32%。其余5种乔木都低于30%。由表2可知，同一乔木叶片中Zn含量，城市交通主干道均大于清洁对照区，且差异较显著。香樟、法国梧桐和大叶女贞相对增幅度较大，表现出较强的吸附能力，且三者间对Zn吸附能力的差异显著。同一种乔木叶片中Cr含量，城市交通主干道均大于清洁对照区，其中以红叶李Cr含量的相对增幅最大，但吸收量较少。而银杏对Cr表现出较强的富集能力。对于重金属元素镉(Cd)，无论哪种乔木树种，其叶片Cd含量都约为0。Cd含量极少，可能与汽车废气中Cd排放量很少有关。总之，乔木叶片中Cu、Pb、Zn、Cr这4种重金属含量:城市交通主干道与相对清洁的对照区相比都呈上升趋势，即交通车流密度越大，重金属的含量越多，且各树种叶片Cu、Pb、Zn、Cr的含量由于树种和采样点的不同而有很大的差异。同时乔木叶片重金属含量大小均为Pb＞Zn＞Cu＞Cr。由此可知，连云港市主干道铅和锌污染相对严重。
2城市道路交通污染对乔木pH和电导率的影响
城市主干道绿化乔木不仅受到重金属的危害，二氧化硫、二氧化氮等也危害植物的正常生长发育，导致植物组织pH和电导率发生变化［5］。对树叶样品的pH和电导率测定结果见表3。由表3可知，城市交通环境污染越严重，电导率越高，pH值越低。由ANVOA单因素方差分析可知，银杏受采样点间差异(即交通车流密度差异)的影响显著，而香樟和马褂木等差异不显著;不同树种间pH值差异较明显;电导率大小为:交通主干道＞清洁对照区，且除了美国洋槐、大叶女贞和栾树外，其余树种不同采样点都具有显著差异。可见，随着交通流量的变大，树叶pH值降低，电导率变大，但电导率的变化差异较pH值更加明显。这也许与大气中有少量的尾气排放的SO2有关。因为在SO2浓度比较低时，pH值可能不会发生变化，但电导率会发生变化。电导率比pH值受污染变化更加灵敏。
3城市道路交通污染对乔木生理指标的影响
乔木叶片脯氨酸含量脯氨酸是反映植物抗性的生理指标之一。在逆境条件下，植物体内的脯氨酸含量增加进而提高植物的抗性［6］。由表4可知，从相对清洁对照区到城市交通主干道，随着交通污染的加剧，除栾树外，其余各乔木树种叶片中脯氨酸含量都有明显的增加，且城市交通主干道与清洁对照区差异显著。城市交通主干道与清洁对照区相比，美国洋槐的脯氨酸含量相对增幅最大，达423.30%;香樟、马褂木、红叶李和大叶女贞，相对增幅在50%以上;而其余都低于50%;栾树的游离脯氨酸含量则低于清洁对照区。乔木叶片MDA含量丙二醛是植物在逆境条件下，膜脂氧化的产物，表示植物对逆境反映的强弱［7］。由表5可知，乔木树叶中MDA含量在城市交通主干道均大于清洁对照区，且有着较为显著的差异性。清洁对照区除法国梧桐、美国洋槐、大叶女贞间差异不显著外，其他树种的MDA含量存在显著差异;而城市交通主干道乔木树种间除了红叶李、栾树、美国洋槐差异较为显著外，剩余树种间差异不明显。城市交通主干道比清洁对照区各树种MDA含量增幅在50%以上的树种有马褂木、美国洋槐和法国梧桐，其中美国洋槐相对增幅最大，高达341%;相对增幅在20%～50%之间的树种有大叶女贞和栾树;其余树种的相对增幅低于20%。乔木叶片可溶性蛋白含量由表6可知，乔木叶片可溶性蛋白含量(鲜重)除了广玉兰和美国洋槐(蛋白质含量下降)外，城市交通主干道乔木树种叶片可溶性蛋白含量明显高于清洁对照区，且各树种间均存在显著差异。在交通污染环境下，多数乔木可溶性蛋白含量表现出不同程度的增加，增加最明显的是栾树，相对增幅在300%以上;其次是香樟、红叶李、法国梧桐和银杏，增幅在100%～250%之间;其余的树种相对增幅较小，都低于100%。4城市道路交通污染对乔木叶片表面气孔的影响气孔是植物进行气体交换的门户，也是大气污染物质进入植物内部的主要通道［8］。经观测，5种城市行道乔木与清洁对照区树叶的表皮结构具有明显的不同，其余4种乔木叶片结构主干道与对照区相比几乎没有变化。由图1可知，与清洁对照区比较，城市交通环境污染使城市绿化乔木叶片表皮结构发生相应的变化，不同乔木树叶表皮结构呈现出一致的变化规律。如各乔木树种叶片气孔大小均相应变小，气孔数目响应增加，并且各乔木树种气孔器气孔缘和周边的角质层变得更厚、更紧密。这种随环境而变化的叶片结构或本身所具备的特殊叶片结构有利于乔木抵抗交通环境污染物的侵入和水分的蒸发。然而，不同乔木树种表皮结构变化却又呈现出不同的特点，如栾树、红叶李和法国梧桐在城市交通主干道叶片表皮结构与清洁对照区差异较为显著，而银杏、马褂木在不同采样点叶片结构形状还能保持相似，这说明栾树、红叶李和法国梧桐这3种乔木对环境变化的响应较为灵敏。这可能与其对环境变化适应能力有很大关系。同样的交通环境对不同乔木叶片结构的影响不同，其影响机理及叶片结构变化与其抗污染性之间的关系有待进一步研究。
1)香樟、法国梧桐、美国洋槐和大叶女贞叶片重金属含量较大，对Cu表现出较强的吸附能力;城市交通主干道乔木树叶中的Pb和Zn含量都明显高于清洁对照区;城市交通主干道乔木树叶中Cr的含量都呈现上升的趋势，红叶李Cr含量的相对增幅最大，差异较显著，银杏对Cr表现出较强的富集能力。随着交通流量的变大，叶片pH值降低，电导率变大。但电导率的变化差异较pH值更加明显。随着交通污染的加剧，除栾树外，其余各树种叶片脯氨酸含量都有明显的增加。交通主干道乔木叶片MDA含量、可溶性蛋白含量(除广玉兰、美国洋槐外)均大于对照区。2)法国梧桐、香樟、美国洋槐和大叶女贞比较适合于城市交通主干道栽种，对净化城市交通环境具有较大的现实意义;红叶李、栾树、银杏适于种植在交通流量和人流量比较适中的路段;广玉兰和马褂木不适合作为交通相对密集路段的城市行道树。
