浙江臨安5種竹類群落可吸入顆粒物（PM10）變化規(guī)律的研究

摘 要：在浙江臨安農(nóng)林大學(xué)校園內(nèi)測量5種竹類群落中空氣可吸入顆粒物濃度。結(jié)果表明，可吸入顆粒物濃度每日和每月的變化都具有一定的規(guī)律性：5種竹類群落空氣中可吸入顆粒物PM10濃度白天出現(xiàn)2次峰值，而一年中的變化規(guī)律是冬季和初春高于夏季。竹群落中的PM10與環(huán)境因子中的濕度和溫度在0.01水平上分別呈正相關(guān)和負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；可吸入顆粒物；PM10；濃度

中圖分類號(hào)：Ｘ５１３ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.02.0１４

Variations of Air PM10 Concentrationin of 5 Kinds of Bamboo Community in Lin'an Ｃｉｔｙ Zhejiang Ｐｒｏｖｉｎｃｅ

CUI Hui-ping， ZＨANG Jian-guo， XU Wen-jun

（Zhejiang Agriculture anｄ Forestry University， Lin’an， Zhejiang 311300， China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Measurement of the air of respirable particulate PM10 concentrations in 5 kinds of bamboo species in Zhejiang Agricultural and Forestry University campus. The results showed that daily and monthly variations of PM10 concentration has certain regularity， the day of inhalable particulates PM10 concentration among 5 kinds of bamboo community appeared two peak， and changes in overall was the winter and early spring than in summer. Between PM10 in Bamboo community and environmental factors-temperature and humidity at 0.01 level were significant negative correlation positive and phase relationship.

Key words： air quality； inhalable particles； PM10； concentration

空氣中可吸入顆粒物又稱為粉塵，是指在一定時(shí)間內(nèi)能飄浮在空氣中的固體微粒，其成分是極其復(fù)雜的，依不同區(qū)域、時(shí)間而有所不同。它對人的生存環(huán)境、日常生活和身體健康造成很大負(fù)面影響。其含量過高可加劇局部環(huán)境“熱島效應(yīng)”，從而帶來一系列環(huán)境問題[1]。空氣污染對健康的影響是國內(nèi)外環(huán)境衛(wèi)生研究的熱點(diǎn)[2]。綠色植物因豐富的外形特征及生態(tài)習(xí)性，可以有效阻擋地面粉塵進(jìn)入空氣中，大多數(shù)植物的葉片對空氣中可吸入顆粒物有良好的滯留作用。一般情況，葉片寬大、平展、硬挺而風(fēng)吹不易晃動(dòng)和葉面粗糙多茸毛、總?cè)~量大的植物，更有利于滯塵[3]。

1 材料和方法

1.1 研究地概況

臨安市地理位置為東經(jīng)118°51′～119°52′，北緯29°56′～30°23′，總面積3 126.8 km2。浙江農(nóng)林大學(xué)校園位于臨安市北部，占臨安市總面積的82.66%，其中生態(tài)公益林占林業(yè)用地的47.6%。而臨安的樹林主要分布有松、杉、闊葉林、竹林、經(jīng)濟(jì)林等。

本研究于2011年1—12月在浙江農(nóng)林大學(xué)校園中進(jìn)行。

1.2 研究方法

1.2.1 監(jiān)測項(xiàng)目 為了對影響空氣中可吸入顆粒物濃度的因素進(jìn)行分析，在毛竹（ Phyllostachys pubescens）、雷竹（CV.Ventricousinternode）、黃金間碧玉竹（Bambusa vulgaris var.striata）、龜甲竹（Phyllostachys heterocycla H.de Lehaie）、孝順竹（Bambusa multiplex） 等5種竹林群落樣地內(nèi)進(jìn)行氣溫、相對濕度、PM10等指標(biāo)測試。

1.2.2 監(jiān)測儀器 本試驗(yàn)采用臺(tái)灣TES-1362數(shù)字式溫濕度測量儀測定溫濕度；用LD-3C 激光可吸入粉塵連續(xù)測試儀測定可吸入顆粒物（ PM10 ）。

1.2.3 監(jiān)測方法 為了保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠性，每次進(jìn)行監(jiān)測之前首先要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對所有儀器進(jìn)行檢查校準(zhǔn)。每次監(jiān)測要測3遍，取得3組數(shù)據(jù)，而后根據(jù)其誤差大小決定是否要采用。3次的誤差過大時(shí)，首先要找出原因，然后再重新測得3組數(shù)據(jù)。當(dāng)直觀誤差在可接受范圍時(shí)，取其平均值作為此監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測值。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)分析分析 利用 Microsoft Excel 和 SPSS 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行繪圖和統(tǒng)計(jì)分析。采用相關(guān)分析和回歸分析方法，分析空氣顆粒物濃度與溫度、濕度之間的相關(guān)關(guān)系

2 結(jié)果與分析

2.1 竹林群落空氣顆粒物（PM10）濃度的變化特征

2.1.1 竹林群落空氣顆粒物（PM10）濃度總體日變化規(guī)律 5種竹種林的空氣顆粒物濃度日變化情況見表1。具體的變化趨勢是：空氣顆粒物濃度8：00時(shí)達(dá)高峰后開始下降，14：00時(shí)降到白天最低值，然后呈不斷上升趨勢（表1）。

這種日變化的主要原因可能是：白天氣溫高，風(fēng)速大，特別是下午14：00時(shí)氣溫達(dá)到最高，這時(shí)空氣對流加強(qiáng)，空氣湍流運(yùn)動(dòng)使空氣顆粒物的輸送和擴(kuò)散加快，使其濃度達(dá)到最低。反之，早晚和夜間氣溫低，空氣濕度大，加上風(fēng)速小，這種低溫、高濕和相對靜風(fēng)的氣象狀態(tài)不利于空氣顆粒物的擴(kuò)散和輸送，使其聚集增多，所以早上和晚上是空氣顆粒物濃度達(dá)到高峰的兩個(gè)時(shí)間段。 從表1還可以看出，幾種竹林的空氣顆粒物PM10的濃度各時(shí)段及各竹種之間也有差別，但從一天中的均值來比較，黃金間碧玉竹PM10濃度最高，而雷竹則反之。

2.1.２ 竹林群落空氣顆粒物（PM10）濃度月變化規(guī)律 PM10 濃度與綠地類型的關(guān)系較復(fù)雜 ， 除了受綠地結(jié)構(gòu)、綠地類型的影響以外 ， 不同季節(jié)、不同時(shí)間也有變化。5種竹種林的空氣顆粒物濃度月份變化情況見圖1。由于天氣原因，7月尚未測定空氣顆粒物濃度。不同類型竹林空氣PM10 濃度基本上表現(xiàn)為 4—5月濃度最低，11月份濃度最高，1—2月次高。夏季竹群落內(nèi)顆粒物濃度較低，而整體是冬季較高，但是12月也較低。

空氣顆粒物濃度受多種因素影響：一是植物生長進(jìn)入旺盛期，代謝旺盛，林內(nèi)郁閉度和草坪的覆蓋度都達(dá)到最高，植物起到了很好的滯塵作用； 二是試驗(yàn)期間，風(fēng)對顆粒物的疏散作用很大；三是夏季的降水量多，降水起到了濕沉降的作用[4]。另外臨安市是一個(gè)山城，每年的梅雨季節(jié)，也影響到顆粒物的濃度。綜上所述，竹林的PM10 濃度的變化與氣候條件、植物生長狀況的變化相適應(yīng)。

2.2 環(huán)境因子竹林群落濃度與PM10的相關(guān)分析

本研究根據(jù)所測數(shù)據(jù)，采用相關(guān)分析和回歸分析方法，具體分析空氣顆粒物濃度與溫度、濕度之間的相關(guān)關(guān)系如表2所示，可以看出，空氣顆粒物濃度與溫度、濕度的“Pearson”的相關(guān)性為分別為-0.423和0.441，分別屬于“負(fù)相關(guān)關(guān)系”和“正相關(guān)關(guān)系”，同時(shí)“顯著性（雙側(cè)） 結(jié)果為0.000， 由于0.000<0.01，所以具備顯著性。因此得出，竹群落空氣顆粒物濃度與溫度、濕度分別呈負(fù)相關(guān)和正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)并不高。

3 結(jié)論與討論

3.1 5種竹種林的空氣顆粒物濃度月份變化情況

不同類型竹林空氣PM10 濃度基本上表現(xiàn)為 4—5月濃度最低，而11月濃度最高，1—2月次高之。夏季竹群落內(nèi)顆粒物濃度較低，而整體是冬季較高，但是12月的也較低。

3.2 5種竹種林的空氣顆粒物濃度日變化趨勢

5種竹種林的空氣顆粒物濃度日變化具體的變化趨勢是：空氣顆粒物濃度8：00時(shí)達(dá)高峰后開始下降，于14：00時(shí)降到白天最低值，然后呈不斷上升趨勢。這種日變化的主要原因可能是白天氣溫高，風(fēng)速大，特別是14：00時(shí)氣溫達(dá)到最高。其他學(xué)者在北京、上海、重慶和英國的研究也發(fā)現(xiàn)7：00—9：00 和19：00—22：00是空氣顆粒物濃度的高峰期[5-6]。

3.3 溫、濕度對空氣顆粒物濃度的影響

本研究發(fā)現(xiàn)低溫、高濕一般會(huì)使空氣顆粒物濃度增加；溫度較高、濕度較低的時(shí)段顆粒物濃度相對較低。

3.4 竹種和地域?qū)諝忸w粒物濃度的影響

竹種是一個(gè)特殊的經(jīng)濟(jì)林樹種，每年有孕筍長筍期，這可能也會(huì)影顆粒物的濃度。浙江臨安市是一個(gè)山城，每年有梅雨季節(jié)，也會(huì)影響到顆粒物的濃度。

3.5 氣象因素和天氣條件對空氣顆粒物的影響

氣象因素和天氣條件對空氣顆粒物的影響比較復(fù)雜，特別是空氣濕度、溫度和風(fēng)速，空氣顆粒物對其更為敏感[7]。安俊嶺等[8]也發(fā)現(xiàn)干燥風(fēng)多的天氣空氣顆粒物的濃度增加。在陰雨、風(fēng)雪等特殊氣象條件下PM10 濃度日變化則更為復(fù)雜，且空氣濕度對 PM10 濃度影響較大[9]。風(fēng)速、天氣晴朗狀況及竹類群落的孕筍長筍期與群落的PM10的關(guān)系，有待于下一步更深入的研究。

竹類植物以其種類繁多、終年常綠和管理簡易，得到了越來越多的應(yīng)用[10]。筆者以不同類型的竹類植物群落為研究對象，對其PM10進(jìn)行監(jiān)測，并分析其日變化規(guī)律以及與其他相關(guān)氣象因子之間的關(guān)系，以期為竹類植物的園林應(yīng)用提供有益的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙毅， 李守信．有害氣體控制工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001．

[2] 李冬杰，魏景芳，王淳．負(fù)氧離子對蠶繁殖力的影響[J]．華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2002，17（S）：148-152．

[3] 劉福智，劉加平．植物對空氣中可吸入顆粒物的量化控制及影響[J]．青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，26（5）：26-29．

[4] 校建民，王成，吳志萍．清華大學(xué)校園內(nèi)不同綠地類型空氣 PM10 濃度變化規(guī)律[J]．林業(yè)科學(xué)，2009，45（5）：153-156．

[5] 任麗新， 游榮高，呂位秀， 等.城市大氣氣溶膠的物理化學(xué)特性及其對人體健康的影響[J].氣候與環(huán)境研究， 1999，4（1）：67-73.

[6] Latha K M ， Highwood E J. Studiesonparticulate matter（PM10） andits precursors over urban environment of reading， UK[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy Radiative ransfer，2006，101（2）：367-379.

[7] 郭二果，王成，彭鎮(zhèn)華，等．北京西山三種典型游憩林春季空氣顆粒物日變化規(guī)律[J]．林業(yè)科學(xué)，2009，45（6）：145-148．

[8] 安俊嶺，張仁健，韓志偉.北方 15 個(gè)大型城市總懸浮顆粒物的季節(jié)變化[J]. 氣候與環(huán)境研究，2000，5（1）：25-29.

[9] 薛平 ， 黃戰(zhàn)勝 ， 劉麗霞.寶雞市可吸入顆粒物 24 h 濃度變化特征分析[J]．寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，29（3）：54-57．

[10] 崔會(huì)平，徐文俊．竹林空氣負(fù)離子濃度狀況及變化規(guī)律研究[J]．農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2012（1）：35-38．