Comprehensive Evaluation of Dust Retention and Metal Accumulation by the Leaves of Roadside Plants in Hangzhou among Seasons

Abstract

The auto exhaust and dust derived from increased traffic volumes have led to an increasing level of atmospheric particulates in urban areas, which have become a primary pollutant of ambient air in urban zones. Roadside plants can effectively retain atmospheric particulates and clean the urban air via foliar capture of road dust. Five common roadside plants in Hangzhou were selected to evaluate their capacity for the retention of particulate matter (PM) and the accumulation of metals. The results showed that the PM retention capacity of the different plants varied greatly, as was the case with Loropetalum chinense var. rubrum Yieh, Osmanthus fragrans (Thunb.) Loureiro, Pittosporum tobira (Thunb.) Ait, Photinia×fraseri Dress and Cinnamomum camphora (L.) Presl. In addition, the amounts of particles retained by the plants varied among seasons, with the highest retention in winter (12.19 g·m−2) and the lowest retention in spring (6.89 g·m−2). The solids on the leaf surface were mainly irregular particles, such as mineral fragments, soot aggregates, and fly ash particles. Meanwhile, these plant species can effectively accumulate heavy metals that attached to the particles. The leaves of the five tree species had the highest amounts of copper (Cu) and the lowest amounts of cadmium (Cd). Among species, L. chinense and P. tobira had the strongest comprehensive capacity to adsorb particulate matter and heavy metals. The results shed light on the rational selection of road plants, both as ornaments and to purify air via dust suppression in subtropical zones.

Foliar particulate matter retention and toxic trace element accumulation of six roadside plant species in a subtropical city

“…There are records suggesting that Cd, Cu, Pb, and Zn generally originate from road PM 50 , 51 , while vehicle exhaust emissions bring As, Cd, and Pb 52 , 53 . The highly significant correlation between As and Cd in all particle sizes in this study further confirms the above statement and also illustrates that PM retention on plant foliage can reflect fairly well the sources as well as the distribution of toxic trace elements in the environment of roadsides 54 , 55 .…”

Untitled

“…Забруднення атмосферного повітря, зокрема накопичення в ньому твердих частинок (ТЧ 10 , ТЧ 2,5 ), є одним з аспектів, що визначає якість довкілля в місті (Haynes et al, 2020). Загальною тенденцією на сьогодні є збільшення частки пилу від автошляхів серед антропогенних джерел забруднення (Dang et al, 2022;Erkebaev et al, 2021;Dai et al, 2015). Цьому сприяє збільшення автопарку, вузькі дороги, їх погана геометрія, затори тощо (Erkebaev et al, 2021).…”

“…Загострення респіраторних симптомів, погіршення функції легень та поширеність артеріальної гіпертензії корелює з довготривалим впливом забруднення повітря, пов'язаного з транспортним рухом (HEI, 2010;Dang et al, 2022). За даними ВООЗ, якщо знизити рівні ТЧ 2.5 , передчасної смертності можна було б уникнути у 45-50 випадках на 100 000 осіб (Junior et al, 2022).…”

“…На сьогодні існує значна кількість публікацій, присвячених очищенню повітря від пилу рослинами. В основному, це дослідження у яких оцінювалась ефективність фільтрації забруднюючих речовин окремими видами, висадженими у окремих зелених зонах (Dang et al, 2022;Hrotkó et al, 2021;Erkebaev et al, 2021). Також цікавими є роботи з моделювання розподілу ТЧ навколо транспортного засобу (Tong et al, 2011) та при різноманітних метеорологічних умовах (Ketzel et al, 2007).…”