植物能够有效去除大气颗粒物，改善空气质量。本课题拟以风沙科学、自然地理学、植物学等理论为基础，以北京市园林植物为对象，利用环境扫描电镜、ICP、XRD等仪器分析手段，通过调查、采样和分析，探讨65种植物叶表面微形态特征与滞尘能力和附着颗粒物理化特征的相关性，弄清不同叶表面微形态特征对滞尘能力的贡献，据此对叶表面微形态特征进行分类及定义；以叶片生长过程和沙尘天气过程为切入点，结合天气（大风、降雨）、交通状况和季节的时空变化，重点考察代表不同叶表面微形态特征的6种植物叶面附着颗粒物的动态变化，阐明大气颗粒物在植物叶面的附着、滞留和脱离等动态变化过程及其影响因素，揭示植物去除大气颗粒物的机理；对比叶面附着颗粒物与对照采集的大气颗粒物和降尘的理化特征差异，明确植物去除PM2.5和重金属等高危颗粒物的效率及空气净化作用。研究结果对完善植物与沙尘相互作用理论有重要意义，同时为园林建设方案调整提供依据。

植物能够有效去除大气颗粒物，改善空气质量。本项目开展了北京市65种常见园林植物的叶面滞尘能力与叶表面微观形态特征、代表植物的叶面附着颗粒物的动态变化及理化特征的观测研究，探讨了叶面滞尘能力的影响因素和植物去除大气颗粒物的机理。65种测试植物依据叶面滞尘能力，被划分为强滞尘能力（Ⅰ级）、较强滞尘能力（Ⅱ级）、中等滞尘能力（Ⅲ级）、较弱滞尘能力（Ⅳ级）、弱滞尘能力（Ⅴ级）5个等级。叶面滞尘能力主要由叶表面微观形貌和蜡质两者共同决定。强滞尘能力和较强滞尘能力的植物，叶表面通常具有复杂的微观形貌；而弱滞尘能力和较弱滞尘能力的植物，叶表面均有发达的蜡质。叶表面蜡质层的破裂、脱落会导致吸附颗粒物的增加。相对于20 ~ 40 µm尺度的叶表面微观形态结构，宽1 ~ 3 µm、高0.6 ~ 1.2 µm的脊状突起和沟槽更有利于叶面吸附大气颗粒物，该有效结构的密度是叶面滞尘能力的重要影响因素。榆树（Ulmus pumila）、垂柳（Salix babylonica）和银杏（Ginkgo biloba）的叶面分别代表膜状、板状和管状3种叶表皮蜡质超微结构，其滞尘能力差异显著。膜状结构能够最有效地吸附大气颗粒物，尤其是PM2.5；管状结构因极大地降低了与颗粒物之间的接触面积而具有最低的滞尘能力；板状结构的滞尘能力介于膜状结构和管状结构之间。3种植物，在叶芽破裂至叶片成熟期间，在降雨作用下，其叶面附着颗粒物数量不会持续增加，而是维持动态平衡，上、下表面颗粒物覆盖面积平衡值分别为10% ~ 50%和3% ~ 35%。叶芽破裂后，大气颗粒物在幼叶叶面快速累积，在4 ~ 7天即达到较高数量。在北京较高大气颗粒物浓度下，因为湿沉降作用，降雨经常增加叶面附着颗粒物的数量。对于一次降雨事件，降雨强度、降雨量和大气颗粒物浓度共同决定降雨对叶面附着颗粒物的影响。植物叶面能够有效吸附PM2.5，叶面附着粒径小于1 µm的颗粒物占附着颗粒物总量的80% ~ 92%，粒径小于2.5 µm的颗粒物占附着颗粒物总量的90% ~ 99%。本项目在理论上进一步揭示了植物去除大气颗粒物的机理，提出叶面特性，包括微观结构的物理特性和组成成分与结构的化学特性是植物去除大气颗粒物最重要的内在控制因素。在实践上，积累了65种常见园林植物滞尘能力和叶表面微观形貌图像及三维数据，为园林绿化树种选择提供基础数据。

SS的去除主要靠物理沉淀、过滤作用，BOD的去除主要靠微生物吸附和代谢作用，代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以使处理后水中残余的BOD浓度很低。污水中COD去除的原理与BOD基本相同。

N、P去除人工湿地主要利用生物脱氮及植物吸收方法。

作用机理：对污染物的去除与影响物理沉淀可沉淀固体在湿地中重力沉降去除、过滤，通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固体被阻截而去除；化学微生物代谢：利用悬浮的底泥和寄生于植物上的细菌的代谢作用将悬浮物、胶体、可溶性固体分解成无机物；通过生物硝化-反硝化作用去除氮；部分微量元素被微生物、植物利用氧化并经阻截或结合而被去除。自然死亡：细菌和病毒处于不适宜环境中会引起自然衰败及死亡，植物植物代谢利用植物对有机物的吸收而去除，植物根系分泌物对大肠杆菌和病原体有灭活作用植物吸收相当数量的氮和磷能被植物吸收而去除，多年生沼泽生植物，每年收割一次，可将氮、磷吸收、合成后分移出人工湿地系统。

1.湿地基质的过滤吸附作用

污水进入湿地系统，污水中的固体颗粒与基质颗粒之间会发生作用，水流中的固体颗粒直接碰到基质颗粒表面被拦截。水中颗粒迁移到基质颗粒表面时，在范德华力和静电力作用下以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，被粘附与基质颗粒上，也可能因为存在絮凝颗粒的架桥作用而被吸附。 　此外，由于湿地床体长时间处于浸水状态，床体很多区域内基质形成土壤胶体，土壤胶体本身具有极大的吸附性能，也能够截留和吸附进水中的悬浮颗粒。 　物理过滤和吸附作用是湿地系统对污水中的污染物进行拦截从而达到净化污水的目的的重要途径之一。

2. 湿地植物的作用

植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地根据主要植物优势种的不同，被分为浮水植物人工湿地，浮叶植物人工湿地，挺水植物人工湿地，沉水植物人工湿地等不同类型。湿地中的植物对于湿地净化污水的作用能起到极重要的影响。

首先，湿地植物和所有进行光合自养的有机体一样，具有分解和转化有机物和其他物质的能力。植物通过吸收同化作用，能直接从污水中吸收可利用的营养物质，如水体中的氮和磷等。水中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体。

其次，植物的根系能吸附和富集重金属和有毒有害物质。植物的根茎叶都有吸收富集重金属的作用，其中根部的吸收能力最强。在不同的植物种类中，沉水植物的吸附能力较强。根系密集发达交织在一起的植物亦能对固体颗粒起到拦截吸附作用。

再次，植物为微生物的吸附生长提供了更大的表面积。植物的根系是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。相关文献表明，植物根际的微生物数量比非根际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。

最后，植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。

由此可见，湿地植物在控制水质污染，降解有害物质上也起到了重要的作用。

3. 微生物的消解作用

湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。通过这一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。

此外，湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。

空气净化器针对空气颗粒物去除技术，主要有机械过滤、吸附、静电驻极过滤、高压静电集尘、负离子和等离子体法等。

机械过滤

一般主要通过以下4种方式捕获微粒：直接拦截，惯性碰撞，布朗扩散机理，筛选效应，其对细小颗粒物收集效果好但风阻大，为了获得高的净化效率，滤网需要致密从而导致寿命降低，所以需定期更换滤网。

吸附

利用材料的大表面积及多孔结构捕获气体污染物，去除效果更显著；颗粒污染物体积较大，很容易堵塞。

静电驻极过滤

相对机械式过滤，静电驻极过滤能有效阻隔空气中大于0.1微米的颗粒污染物，如粉尘、毛屑、花粉、细菌等。

高压静电集尘

利用高压静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法，其风阻虽小但对较大颗粒和纤维捕集效果差，会引起放电，且清洗麻烦费时，易产生臭氧，形成二次污染。

负离子和等离子体法

通过使空气中的颗粒物带电，聚结形成较大颗粒而沉降。但颗粒物实际上并未移除，只是附着于附近的表面上，易导致再次扬尘。