模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法及系统与流程

本发明属于植物叶面抗洗脱能力测量技术领域，尤其涉及一种模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法及系统。

背景技术：

目前，随着社会经济发展，环境空气污染日趋严重，尤其是其中的pm2.5污染物受到关注。植物因其叶面具有蜡质、表皮毛、气孔等结构，是植物吸滞空气颗粒物的主要器官。对空气pm2.5等颗粒物的吸滞效应也受到关注。植物叶面颗粒物吸滞能力受叶表面形态结构特征影响，对降水洗脱叶面颗粒物，降低植物对颗粒物的吸滞效应。因此植物叶面对颗粒物的吸滞能力受其抗降水洗脱能力的影响。现有的测定植物叶面颗粒物洗脱量的方法主要是：模拟不同降雨强度及历时条件下，淋洗植物叶面，收集植物叶面淋洗液，依次通过10μm、2.5μm孔径滤膜，在抽滤装置中，采用称重法计算。该方法有如下缺点：降水强度的控制不精准，淋洗液分次经过抽滤装置及滤膜，一方面增加试验的时间和人力的投入，另一方面，多次抽滤增大了因淋洗液中的颗粒物附着于实验器皿上产生的实验误差，影响实验结果的准确性。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有技术中降水强度的控制不精准，淋洗液分次经过抽滤装置及滤膜，一方面增加试验的时间和人力的投入。

(2)现有技术中多次抽滤增大了因淋洗液中的颗粒物附着于实验器皿上产生的实验误差，影响实验结果的准确性。

解决以上问题及缺陷的难度为：

(1)针对现有技术中的降水强度控制不精准问题，增加降水强度与历时控制智能装置以解决。

(2)以多层过滤器串联一次进行不同粒径颗粒物的过滤，可以解决分次抽滤过程中滤液多次转移带来较大的试验误差问题。存在的难度为多层过滤器串联后，装置的高度较高，仅以卡夹连接，可能装置容易倾倒。可通过降低中间层过滤器的高度以触角，另外本发明可增加装置架，将装置固定以解决。

解决以上问题及缺陷的意义为：提高降雨强度和历时的精确控制，可大大提高实验结果的科学性和准确性。多层抽滤装置进行不同粒径颗粒物一次完成过滤，其意义在于：(1)可确保不同粒径颗粒物样品在完全相同实验条件下进行，减少实验条件差异带来的误差。(2)减少现有技术对不同粒径颗粒物需分别抽滤，滤液需多次转移进行下一径级颗粒物过滤，该过程更易发生仍有部分颗粒物样品附着于实验器皿上而带来更大的实验误差。(3)减少现有技术对不同粒径颗粒物需分别抽滤，多次抽滤使用真空泵耗电更多，多次抽移需要更多的蒸馏水冲洗器皿上残留样品。本发明一次完成不同粒径颗粒物的抽滤，减少耗电和耗水，更加节能环保。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法及系统。

本发明是这样实现的，一种模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法，所述模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法，包括：

步骤一，淋洗液准备，以蒸馏水为淋洗液，减少自来水中杂质影响测量结果；

步骤二，降水模拟装置采用可调出水量电动喷淋装置；预先进行喷淋装置出水量调节与降水强度间的关系。以开展模拟不同降水强度及降水时长下，叶面不同粒径颗粒物的洗脱量，进而可分析不同植物种叶面的抗洗脱能力。

步骤三，植物样品固定及淋洗液收集装置；将所采新鲜的植物枝条样品固定于淋洗液导流漏斗底部的样品固定装置上，枝叶样品的幅宽小于漏斗口，防护淋洗液滴于漏斗之外。

步骤四，淋洗量测定，淋洗液通过多层滤芯组合，抽滤；淋洗结束后，小心取出枝叶样品和导流漏斗，拿出集液瓶，并通过淋洗液集液瓶上的刻度读取淋洗液量。将多层抽滤装置由上至下：漏斗、10μm孔径滤膜、第1层带滤芯的过滤器、2.5μm孔径滤膜、第2层带滤芯的过滤器、1μm孔径滤膜、第3层带滤芯的过滤器、抽滤瓶依次用卡夹连接，为避免装置倾倒，连接好的装置可固定于固定架上。将抽滤瓶用硅胶管与真空泵连接。开启真空泵，并将淋洗液缓慢倒入漏斗中，待淋洗液合部分通过各层过滤器，过滤完成。再以一定量的蒸馏水沿漏斗壁，淋入其中，依次通过各层过滤器，进入抽滤瓶，以淋洗附着于器皿上的颗粒物样品，减少实验误差。实验完成后取下卡夹及各层滤膜。各层滤膜已事先在恒温烘箱中烘至恒重(wi0)并编号。

步骤五，滤取不同粒径段颗粒物滤膜烘干称重，计算植物在一定降雨强度下的不同粒径颗粒物的洗脱量及洗脱率。将完成过滤后的各层滤膜在60℃下烘至恒重后，用千分之一天平称量滤膜及其上所滤颗粒物的总量(wi’)。

步骤六，降水淋洗颗粒物后的叶样，装入烧杯，加入一定量的蒸馏水(没过叶样)，在超声波清洗机中，洗脱叶面降水未洗脱的剩余部分颗粒物，烧杯中的洗液，经多层抽滤装置，将不同粒径颗粒物滤于不同孔径滤膜上，将滤膜在烘箱中于60℃下，烘至恒重。叶面不同粒径颗粒物总量(降水洗脱量及未洗脱量)

步骤六，实验枝叶样品叶面积的测量及计算。将实验用枝叶样品的叶片，用扫描仪扫描后得到参试样品的叶面积(a)。

式中：m为单位叶面积总的颗粒物洗脱量(g/cm2)；wi’为第i级孔径滤漠过滤颗粒物后的烘干重(g)，wio为第i级孔径滤膜初始烘干重量(g)；a为参试样品叶面积总量(cm²)。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法的模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定系统，所述模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定系统设置有植物样品固定和淋洗液收集装置和多层抽滤装置。

进一步，所述植物样品固定和淋洗液收集装置中试验外桶上侧固定有淋洗液导流漏斗，淋洗液导流漏斗下端设置有植物样品固定架。

进一步，所述淋洗液导流漏斗下方放置有淋洗液集液瓶，试验外桶上方设置有模拟降水喷淋装置。

进一步，所述多层抽滤装置设置有抽滤瓶通过卡夹与带滤芯的玻璃过滤器连接，玻璃过滤器通过卡夹与漏斗连接。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明为一种集成降水模拟装置、植物样品固定装置、淋洗液收集装置、发明一种可多层同步抽滤的颗粒物淋洗液抽滤装置，测定植物叶面颗粒物在不同降水条件(包括强度、历时)下，同步测定并计算其不同粒径段颗粒物洗脱量。本发明可以精准控制降水强度，可以解决淋洗液分次经过抽滤装置及滤膜，一方面增加试验的时间和人力的投入；另一方面，多次抽滤增大了因淋洗液中的颗粒物附着于实验器皿上产生的实验误差，影响实验结果的准确性的问题。

本发明中淋洗液导流漏斗底部带插孔的植物样品固定架，漏斗倾斜的壁有利于引导经淋洗了植物样品后的淋洗液，沿倾斜的漏斗壁和底部孔流入集水瓶。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法流程图。

图2是本发明实施例提供的植物样品固定和淋洗液收集装置结构示意图。

图3是本发明实施例提供的淋洗液导流漏斗和植物样品固定架结构示意图。

图4是本发明实施例提供的多层抽滤装置结构示意图。

图5是本发明实施例提供的卡夹结构示意图。

图6是本发明实施例提供的漏斗结构示意图。

图7是本发明实施例提供的卡夹安装位置结构示意图。

图中：1、模拟降水喷淋装置；2、植物枝叶样品；3、淋洗液导流漏斗；4、植物样品固定架；5、淋洗液集液瓶；6、实验外桶；7、漏斗；8、带滤芯的玻璃过滤器；9、抽滤瓶；10、卡夹。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法包括：

s101：淋洗液准备，以蒸馏水为淋洗液，可减少自来水中杂质影响测量结果。

s102：降水模拟装置采用可调出水量电动喷淋装置。

s103：植物样品固定及淋洗液收集装置。

s104：淋洗量测定，淋洗液通过多层滤芯组合，抽滤。

s105：滤取不同粒径段颗粒物滤膜烘干称重，计算植物在一定降雨强度下的不同粒径颗粒物的洗脱量及洗脱率。

本发明提供的模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法仅仅是一个具体实施例而已。

本发明实施例提供的模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量测定装置设置有植物样品固定和淋洗液收集装置和多层抽滤装置。

如图2所示，本发明实施例提供的植物样品固定和淋洗液收集装置中试验外桶6上侧固定有淋洗液导流漏斗3，淋洗液导流漏斗3下端设置有植物样品固定架4；其中，淋洗液导流漏斗3下方放置有淋洗液集液瓶5，试验外桶6上方设置有模拟降水喷淋装置1。

如图3所示，底部带插孔的植物样品固定架，漏斗倾斜的壁有利于引导经淋洗了植物样品后的淋洗液，沿倾斜的漏斗壁和底部孔流入集水瓶。

如图4所示，本发明实施例提供的多层抽滤装置设置有抽滤瓶9通过卡夹10与带滤芯的玻璃过滤器8连接，玻璃过滤器8通过卡夹10与漏斗7连接。其中，卡夹10用于连接漏斗与过滤器、各层过滤器间，过滤器与抽滤瓶间。

本发明实施例提供的模拟降水对植物叶面不同颗粒物洗脱量的测定方法具体包括：

步骤一，淋洗液准备，以蒸馏水为淋洗液，减少自来水中杂质影响测量结果；

步骤二，降水模拟装置采用可调出水量电动喷淋装置；预先进行喷淋装置出水量调节与降水强度间的关系。以开展模拟不同降水强度及降水时长下，叶面不同粒径颗粒物的洗脱量，进而可分析不同植物种叶面的抗洗脱能力。

步骤三，植物样品固定及淋洗液收集装置；将所采新鲜的植物枝条样品固定于淋洗液导流漏斗底部的样品固定装置上，枝叶样品的幅宽小于漏斗口，防护淋洗液滴于漏斗之外。

步骤四，淋洗量测定，淋洗液通过多层滤芯组合，抽滤；淋洗结束后，小心取出枝叶样品和导流漏斗，拿出集液瓶，并通过淋洗液集液瓶上的刻度读取淋洗液量。将多层抽滤装置由上至下：漏斗、10μm孔径滤膜、第1层带滤芯的过滤器、2.5μm孔径滤膜、第2层带滤芯的过滤器、1μm孔径滤膜、第3层带滤芯的过滤器、抽滤瓶依次用卡夹连接，为避免装置倾倒，连接好的装置可固定于固定架上。将抽滤瓶用硅胶管与真空泵连接。开启真空泵，并将淋洗液缓慢倒入漏斗中，待淋洗液合部分通过各层过滤器，过滤完成。再以一定量的蒸馏水沿漏斗壁，淋入其中，依次通过各层过滤器，进入抽滤瓶，以淋洗附着于器皿上的颗粒物样品，减少实验误差。实验完成后取下卡夹及各层滤膜。各层滤膜已事先在恒温烘箱中烘至恒重(wi0)并编号。

步骤五，滤取不同粒径段颗粒物滤膜烘干称重，计算植物在一定降雨强度下的不同粒径颗粒物的洗脱量及洗脱率。将完成过滤后的各层滤膜在60℃下烘至恒重后，用千分之一天平称量滤膜及其上所滤颗粒物的总量(wi’)。

步骤六，降水淋洗颗粒物后的叶样，装入烧杯，加入一定量的蒸馏水(没过叶样)，在超声波清洗机中，洗脱叶面降水未洗脱的剩余部分颗粒物，烧杯中的洗液，经多层抽滤装置，将不同粒径颗粒物滤于不同孔径滤膜上，将滤膜在烘箱中于60℃下，烘至恒重。叶面不同粒径颗粒物总量(降水洗脱量及未洗脱量)

步骤六，实验枝叶样品叶面积的测量及计算。将实验用枝叶样品的叶片，用扫描仪扫描后得到参试样品的叶面积(a)。

式中：m为单位叶面积总的颗粒物洗脱量(g/cm2)；wi’为第i级孔径滤漠过滤颗粒物后的烘干重(g)，wio为第i级孔径滤膜初始烘干重量(g)；a为参试样品叶面积总量(cm²)。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。