Untersuchungen zum Fangvermögen von Mittel- und Feinstaub (PM10 und PM2.5) an ausgesuchten Pflanzenarten unter Berücksichtigung der morphologischen Beschaffenheit der Blatt und Achsenoberflächen und der Einwirkung von Staubauflagen auf die Lichtreaktion der Photosynthese

(2010), III, 176 Bl.
Dissertation / Fach: Biologie
Fakultät für Biologie
Pfanz, Hardy (Doktorvater, Betreuerin)
Kuttler, Wilhelm (GutachterIn)
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2011
Abstract:
Mittels turbidimetrischer Trübungsmessungen als auch auf gravimetrischem Weg wurden Staubauflagerungen (Mittelstaub, Feinstaub (PM10 und PM2.5)) auf Blättern als auch auf Zweigstrukturen ausgewählter Pflanzen quantifiziert. Die Morphologie der Blattoberflächenstruktur und die Dichte der Behaarung ist bestimmend für das Staubfangvermögen und nicht der Haartyp. Die Arten mit dem größten Staubfangvermögen besaßen alle überwiegend Bündel-, Einfach- und Köpfchenhaare. Von 82 auf ihr Feinstaubfangvermögen hin untersuchten Arten lagen 22 (27%) über 1mg/cm² für PM10 und PM2.5, was einem guten Staubfangvermögen entspricht.
Untersuchungen an diesjährigen Zweigen zeigten, dass das Staubfangvermögen stark von der Morphologie der Oberfläche abhing und dass hohe Staubwerte mit einer großen Rauigkeit (z.B. durch Haare, Lentizellen, Längsriefen) korrelierten. Generell wiesen jene Arten, deren diesjährige Sprossoberflächen besonders glatt waren, ein geringes Staubfangvermögen auf. Untersuchungen an mehrjährigen Zweigen ergab, dass eine Verkahlung der Sprosse in Kombination mit einem sehr glatten Abschlussgewebe mit einem sinkenden Staubfangvermögen für PM2.5 einherging. Je rauer und strukturierter eine Zweigoberfläche war und oder auch im Zuge des sekundären Dickenwachstums wurde, desto mehr Staub konnte gebunden werden. Dabei schien zunächst die Behaarung dominierend für das Bindevermögen zu sein und rückte später bei älteren Zweigen in den Hintergrund. Transmissionsmessungen an maximal bestaubten Blättern zeigten, dass sich durch einen Staubauftrag von Mittelstaub (1 mg/cm²) die Transmission um etwa 16% reduzierte, die adäquate Menge Feinstaub erzeugte eine Reduzierung der Transmission um 5%. Die ermittelten maximalen Staubfangwerte für Blattflächen lagen größtenteils unter 1 mg/cm² PM 10 und PM2.5, so dass davon ausgegangen werden konnte, dass der Einfluss des Staubauftrages der hier eingesetzten Mittel- und Feinstäube auf die Transmission eher gering war.
Über Chlorophyllfluoreszenzmessungen wurde der Einfluss von Staubauflagerungen auf die Photosynthese von Blättern mit Hilfe verschiedener Parameter geprüft. Allgemein konnte bei fast allen untersuchten Arten ein signifikanter Einfluss und eine Reduktion der Absorption auf beiden Blatthälften und mit Fein- als auch Mittel-stäuben festgestellt werden. Blattoberseiten waren in der Regel deutlich schwächer bis gar nicht behaart, so dass an diesen Oberflächen generell weniger Staub haften blieb. Auf den Blattunterseiten haftete aufgrund der ausgeprägten Behaarung deutlich mehr Staub, der zu den stärksten Beschattungen des Gewebes führte.
Der Einfluss auf die Elektronentransportrate und damit auf die Lichtreaktion konnte tendenziell festgestellt werden, jedoch ist diese Reduktion nicht signifikant und beruht auf der Beschattung des Gewebes.

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