榆树用于北京山区建筑工程施工大气污染修复的可行性论述①

石磊娜

(北京北控京奥建设有限公司环保及可持续发展工作组 北京 102100)

随着我国社会经济的不断发展和城市化进程的加快，城市环境污染也在加重，越来越多的人选择到市郊生活或者进行娱乐活动，因此市郊工程建设也愈演愈烈，大气污染也随之而来。有害气体和高浓度二氧化碳不仅危害环境，还威胁到人们的健康。为了缓解工程建设对北京山区大气环境的污染，我们有必要采取一些措施来应对这个问题。在众多环境修复方式中，植物修复是一个很重要的方式，植物修复具有绿色、低耗、安全及可持续等优点，是最经济有效的大气污染修复措施。本文通过研究北京乡土树种榆树对北京山区大气污染修复作用，得出结论，为山区工程建设大气污染修复提供思路。

1 榆树的形态特征、生理特性及建筑工程大气污染现状

1.1 榆树的主要形态特征

落叶乔木，树高可达25m，但在干瘠之地长成灌木；幼树树皮平滑，灰褐色或浅灰色，大树之皮暗灰色，不规则深纵裂，粗糙；小枝无毛或有毛，有散生皮孔。冬芽内层芽鳞边缘有长柔毛。叶椭圆状卵形、长卵形、椭圆状披针形或卵状披针形，先端渐尖或长渐尖，叶面平滑无毛，幼叶背面有短柔毛，后变无毛或部分脉腋有簇生毛，叶脉上面有短柔毛，边缘具重锯齿或单锯齿，花先叶开放，在生枝的叶腋成簇生状。翅果近圆形，稀倒卵状圆形，除顶端缺口柱头面被毛外，余处无毛，果核成熟前后其色与果翅相同，初淡绿色，后白黄色，宿存花被无毛，4浅裂，裂片边缘有毛，果梗较花被为短[1]。

1.2 榆树的生理特性

榆树生于海拔1000～2500m以下的山坡、山谷、川地、丘陵及沙岗等处，阳性树种，喜光，耐旱，耐寒，耐瘠薄，不择土壤，适应性很强。根系发达，抗风力、保土力强。萌芽力强，耐修剪。生长快，寿命长，可达百年以上[2]。榆树分布于东北、华北、西北及西南各省区，为北京地区乡土树种。

1.3 建筑工程施工大气污染现状

建筑工程施工现场的大气环境污染主要包括：（1）土方施工造成的扬尘；（2）建筑材料扬尘，如水泥、沙子、碎石、粉煤灰、石灰等；（3）路面清扫、机动车辆行驶、渣土运输车辆撒漏等造成的扬尘；（4）土方、材料运输车辆（机动车辆）尾气，其中主要污染气体为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物及固体颗粒物等[3]；（5）柴油发电机排放的尾气，主要污染气体为一氧化碳、烃类、二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等[4]；（6）沥青烟内含大量多环芳烃及少量氧、氮、硫的杂环混合物[5]；（7）二氧化碳本身是无毒气体，但高浓度二氧化碳就会危害大气环境甚至是人的身体健康，研究表明，当空气中二氧化碳浓度达到0.05%时就会对人体产生危害，在工业发达和人口密集的城市，二氧化碳浓度常达0.05%～0.07%[1]，工程建设中各种机械设备的使用都会产生大量二氧化碳。

综合上述我们可以发现施工场地大气环境污染主要包括扬尘污染、二氧化硫污染、重金属污染、碳氢化合物污染、氮氧化合物污染及高浓度二氧化碳污染。要想利用植物修复建筑工程施工带来的大气污染，首先需要利用植物来吸收固定上述几种大气污染成分。

2 榆树的修复作用

2.1 榆树对北京山区气候的适应性

植物要想充分发挥它的环境修复作用，首先要有良好的生长状况。北京山地风大，而榆树根系发达，可起到防风固沙作用，具有保持水土的功能；北京山区最冷月出现在1月，月平均气温在-8.36℃，月均极端最低气温-11.20℃，榆树能耐受零下几度的温度，对北京山区干冷气候有一定的耐受作用；北京山地降水特点是总体降水少，全年降水夏季多冬季少，榆树耐干旱，能耐雨季水涝[1]；北京山区海拔0～80m之间的低山丘陵,土壤是山地褐土,土层一般较薄,石砾较多,土瘦、干旱,一般呈中性到碱性反应,pH值7.0～8.2[6],而榆树耐瘠薄，不择土壤，耐中度盐碱，适宜种植在北京山区；北京山区树木一般靠自然生长，几乎没有人工养护，而榆树作为北京地区乡土树种，适应性强，生长快，寿命长，适宜种植在北方山区。

2.2 榆树的滞尘作用

榆树叶背幼时被短柔毛，之后变为无毛或部分脉腋有簇生毛，叶柄通常上叶面有短柔毛，对扬尘有良好的阻挡滞留作用。杨金红对相同环境下的山楂、夏像、黄金树、复叶槭、北京杨、大叶白蜡等17种乔木叶片的滞尘量进行研究，其中榆树叶片平均滞尘量为1.89g/m2，在17种乔木中排名第三[7]；贾宗锴等对相同环境下的国槐、悬铃木、银杏、榆树、垂柳5种落叶乔木滞尘能力进行研究，发现5种树中榆树的吸尘能力最强，平均每月吸尘量可达0.88g/m2[8]；刘辰明研究了北京市典型树种吸附PM2.5等颗粒物能力的差异性及机理，结果发现在春季和夏季榆树叶片的单位叶面积滞尘量都比较高[9]。

2.3 榆树对二氧化硫的抗性

榆树叶片对二氧化硫具有抗性和吸收能力。二氧化硫大气污染给植物正常的生理生化过程造成了一定的影响和伤害，据报道0.05～10mg/m3的二氧化硫浓度就有可能危害植物，童贯和认为SO2大气污染会造成榆树叶片中叶绿素含量和可溶性糖含量的下降，研究了垂柳、加拿大杨、三角槭和白榆4种树在收到二氧化硫污染时叶绿素和可溶性糖含量变化，其中白榆下降幅度最小，故对SO2污染抗性最强[10]。鲁敏、姜凤岐研究了花曲柳、桑树、皂角、山桃、黄檗、臭椿、紫丁香、忍冬、柽柳、桧柏、枸杞、水蜡、刺槐、色赤杨、加拿大杨、黄刺枚、玫瑰、白榆、茶条槭等树种对SO2的抗性，并将抗性分为三级，一级最强，三级最弱，实验表明白榆对SO2的抗性为一级，能正常地生活在一定浓度的SO2环境中, 基本不受伤害[11]。

2.4 榆树对重金属的富集能力

栾以玲等研究发现，在重金属元素镉、铅、锌严重污染的环境下，榆树具有较强的重金属富集能力，其综合富集系数达 1.218，在供试 12个树种中表现最优[12]；程玉良等对12种道路绿化树木叶片中重金属含量进行比较，运用隶属函数法对12种道路绿化树木叶片重金属含量进行归类,榆树和栾树归为第1类[13],这说明榆树叶片在这12种树木中富集重金属的能力很强。鲁敏、李英杰对24种绿化树种对大气金属污染物吸滞能力进行研究，在24种植物中，榆树吸收铅的能力排第三，吸收镉的能力排第四[14]。唐敏等研究了北京37种园林植物对镉、锌、铅、铜四种重金属的富集力，发现榆树对铜的富集能力很强，在37种植物中排名前三，对四种重金属的综合富集能力排名第八[15]。

2.5 榆树对二氧化碳的吸收能力

植物的光合作用本身就有维持生态系统碳氧平衡的功能，但是不同植物吸收固定二氧化碳的能力不同。陆贵巧、尹兆芳等研究了榆树、白桦、元宝枫、雪松、杜仲、国槐六种乔木日固碳释氧能力，结果表明，六种乔木中榆树日固碳释氧能力最强，单位叶面积吸收二氧化碳最多[16]。韩焕金研究了哈尔滨市常见的8种树种糖槭、榆树、白桦、山桃稠李、金银忍冬、连翘、紫丁香、榆叶梅的固碳释氧能力,利用LCA-4型红外气体分析系统进行一个生长季的观测，以观测数据为基础,对8种树种的固碳释氧量进行了比较，结果证明,在整个生长季中榆树固碳释氧能力最强[17]。刘海涛等研究了广玉兰、龙爪槐、女贞、银杏、榆树红、叶石楠、日本晚樱、乌桕、香樟9种乔木夏季光合特性，研究发现高光合作用树种共有3个，榆树属于其中之一[18]。

2.6 榆树吸收氮氧化合物能力

造成大气污染的氮氧化合物主要是一氧化氮和二氧化氮，而一氧化氮不稳定，极易被氧化成二氧化氮。氮元素是所有植物生长发育的必需元素，植物可以将二氧化氮中的氮元素转化为自身的有机成分[1]，故榆树对空气中的氮氧化物也有一定吸收能力。

3 结语

榆树作为北京山区乡土树种，对北京山区气候条件适应能力强，不需要人工养护，耐干旱瘠薄，有良好的滞尘作用，对二氧化硫及重金属微粒有较强抗性和吸收能力，固定二氧化碳能力强，对氮氧化物也有一定吸收能力，是较为理想的北京山区建筑工程施工大气污染修复植物。