4種類型綠地空氣PM2.5濃度與環(huán)境因子關(guān)系研究

陳馳　劉昆　崔佳容　王琴　吳沐秀

摘 要：通過對(duì)宿遷學(xué)院內(nèi)4種類型綠地和對(duì)照內(nèi)空氣PM2.5濃度及溫度、濕度、風(fēng)速、光照強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，結(jié)果表明：4種綠地類型及對(duì)照內(nèi)空氣PM2.5濃度日變化明顯，基本都呈雙波峰走勢(shì)，分布在上午9：00和下午13：00；4種綠地類型及對(duì)照內(nèi)空氣PM2.5濃度均值按大小排序?yàn)椋簩?duì)照點(diǎn)>高羊茅草坪>火棘+海桐—高羊茅>黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅>日本早櫻—狗牙根；空氣PM2.5濃度與4種類型綠地的溫度都達(dá)顯著正相關(guān)，與光照強(qiáng)度達(dá)到極顯著正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：綠地類型；PM2.5；環(huán)境因子

中圖分類號(hào) X513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）24-99-03

Abstract：Air PM2.5 concentration and temperature，humidity，wind speed and light intensity in four types of green space and the control in Suqian College were monitored and analysed. The results showed that PM2.5 concentration in four types of green space and the control changed significantly with dual wave movements， distributing in 9：00 and 13：00pm；PM2.5 concentration sorted by size as follows： Control Points>tall fescue turf>Pyracantha+Pittosporum-Tall fescue>Huangshan Koelreuteria+Magnolia-Admiralty+Spring Flower-tall>Japan early cherry-Bermudagrass；PM2.5 concentrations and temperatures of four types of green space reached a significant positive correlation， highly significant positive correlation with the light intensity.

Key words：Green type；PM2.5；Environmental factors

PM2.5是指大氣中粒徑小于或等于2.5μm的細(xì)顆粒物，相關(guān)研究[1-2]表明：細(xì)顆粒物（PM2.5）濃度與人類健康關(guān)系密切，特別是與肺癌、心肺病的死亡率關(guān)系密切[3-4]。城市綠地對(duì)降溫吸塵具有明顯效益，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)二者的研究主要集中在群落結(jié)構(gòu)[5-6]、污染特征[7]等方面，而關(guān)于特定綠地類型中環(huán)境因子對(duì)空氣PM2.5濃度變化則研究較少，特別在蘇北地區(qū)。為此，筆者對(duì)宿遷市4種綠地類型中PM2.5濃度與環(huán)境因子關(guān)系進(jìn)行了研究，以期為市民科學(xué)選擇游憩場(chǎng)地和時(shí)間提供參考。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)選擇在宿遷學(xué)院，詳見表1。

1.2 研究方法 監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括空氣PM2.5濃度、溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速和光照，時(shí)間為2015年8月15～22日，從早晨的7：00到晚上21：00，中間不間斷，每2h測(cè)量一次，選擇了4種綠地類型和對(duì)照點(diǎn)，其中對(duì)照點(diǎn)為沒有綠化的古楚大道，測(cè)量數(shù)據(jù)高度統(tǒng)一設(shè)為是1.5m處，實(shí)驗(yàn)儀器使用手持式空氣PM2.5檢測(cè)儀、溫濕光三照儀、風(fēng)速儀，并用spss軟件處理數(shù)據(jù)和EXCEL軟件制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種類型綠地空氣PM2.5濃度日變化 從圖1可知，4種類型綠地及對(duì)照內(nèi)空氣PM2.5濃度日變化明顯，但是由于群落結(jié)構(gòu)和植被組成不同，PM2.5濃度日變化的波峰和波谷出現(xiàn)的時(shí)間和大小有所不同，整理上都呈現(xiàn)雙波峰的走勢(shì)，然后呈現(xiàn)連續(xù)下降趨勢(shì)。由于測(cè)量者是定點(diǎn)定時(shí)測(cè)量，不是儀器的全天全時(shí)段的測(cè)量，較難判斷一天中最高濃度值，但通過圖1可發(fā)現(xiàn)，4種類型綠地和對(duì)照中空氣PM2.5的濃度的第一個(gè)波峰在上午9：00左右，波谷在11：00左右，第二個(gè)波峰在13：00左右，然后呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，最終趨于平緩，但黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅這一綠地類型有所差異，在上午11：00時(shí)它達(dá)到波峰后，空氣PM2.5濃度一致維持在較高水平，直到下午13：00后呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，直至平穩(wěn)。

2.2 不同結(jié)構(gòu)綠地間空氣PM2.5濃度的標(biāo)準(zhǔn)差及顯著性分析 從表2可以看出，PM2.5的濃度均值從大到小的排序：對(duì)照點(diǎn)>高羊茅草坪>火棘+海桐—高羊茅>黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅>日本早櫻—狗牙根；根據(jù)濃度的變化，對(duì)照點(diǎn)的PM2.5的濃度要高于其他綠地類型，說明城市綠地對(duì)于細(xì)顆粒物吸收有一定的作用，且不同的綠地類型效果不一，其中在黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅上濃度下降最明顯；高羊茅草坪和火棘+海桐—高羊茅綠隊(duì)類型顯著高于黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅和日本早櫻—狗牙根綠地類型；從標(biāo)準(zhǔn)差值大小中看黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅這一綠地類型標(biāo)準(zhǔn)差最小，說明細(xì)顆粒物濃度一天中在黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅這一綠地類型細(xì)顆粒物濃度變化幅度最小，這可能是本群落為喬灌草類型，群落郁閉度高，細(xì)顆粒物不易擴(kuò)散[8]。

2.3 不同綠地類型PM2.5濃度與氣象因素的相關(guān)系數(shù)及差異顯著性分析 從表3可知，4種綠地類型和對(duì)照內(nèi)空氣PM2.5濃度與溫度和光照都呈顯著正相關(guān)。夏季早晚溫差變化大，而室外溫度與光照強(qiáng)度之間關(guān)系密切，活躍的光化學(xué)反應(yīng)能夠生成大量細(xì)顆粒物，即為二次顆粒物[9-10]，二次細(xì)顆粒物進(jìn)入大氣后，經(jīng)過一系列的積聚、生長(zhǎng)、化學(xué)反應(yīng)等過程便能形成新顆粒物，是PM2.5的重要組成部分。另外，宿遷地區(qū)靠近酒廠，空氣中的一些離子如OH-等含量較多，便于進(jìn)行二次顆粒物形成的光化學(xué)反應(yīng)；4種綠地類型和對(duì)照中空氣PM2.5濃度與相對(duì)濕度整體上呈負(fù)相關(guān)，其中與日本早櫻—狗牙根群落和黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅在0.05水平上顯著差異；試驗(yàn)期間平均風(fēng)速為0.3m·s-1，除了日本早櫻—狗牙根綠地類型的PM2.5濃度和風(fēng)速呈顯著正相關(guān)性外，其他綠地類型相關(guān)性不顯著，這可能是弱風(fēng)條件下，綜合環(huán)境因子對(duì)細(xì)顆粒物的變化影響復(fù)雜。

3 結(jié)論與討論

本文對(duì)2015年夏季宿遷學(xué)院內(nèi)4種綠地類型及對(duì)照內(nèi)PM2.5濃度和環(huán)境因子進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明：4種綠地類型及對(duì)照點(diǎn)內(nèi)空氣PM2.5濃度日變化明顯，基本都呈現(xiàn)雙波峰的走勢(shì)，分布在上午的9：00和下午的13：00，這與古琳等人研究結(jié)果基本一致[11]。

4種綠地類型及對(duì)照內(nèi)空氣PM2.5濃度均值從大到小的排序?yàn)椋簩?duì)照點(diǎn)>高羊茅草坪>火棘+海桐—高羊茅>黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅>日本早櫻—狗牙根；高羊茅草坪和火棘+海桐—高羊茅綠隊(duì)類型顯著高于黃山欒樹+白玉蘭—金鐘花+迎春—高羊茅和日本早櫻—狗牙根綠地類型；多層次的植物種植和合理密植對(duì)降低綠地內(nèi)PM2.5濃度效果明顯，同時(shí)增加植物的多樣性，調(diào)整植物種植方式能建立良好的生態(tài)微環(huán)境，對(duì)吸收空氣細(xì)顆粒物能起到促進(jìn)作用[12]。

空氣PM2.5濃度與4種類型綠地溫度達(dá)到顯著正相關(guān)，與光照強(qiáng)度達(dá)到極顯著正相關(guān)，與相對(duì)濕度整體上呈負(fù)相關(guān)，而與風(fēng)速相關(guān)性不明顯。由于觀測(cè)期間屬于夏季高溫的典型天氣，風(fēng)速較弱小，影響因素復(fù)雜[13]。本研究還發(fā)現(xiàn)，各氣象因素都存在一定閾值，當(dāng)達(dá)到或超過這些閾值后，顆粒物濃度會(huì)相應(yīng)地增大、減小或者改變變化速率，因此，選擇合適的氣象因素作為預(yù)報(bào)大氣顆粒物濃度的依據(jù)成為可能。

本試驗(yàn)沒有對(duì)群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，同時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)間的局限，并非全天候檢測(cè)，研究存在不足之處，另外關(guān)于負(fù)離子濃度對(duì)細(xì)顆粒物濃度的影響尚需進(jìn)一步的研究。

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（責(zé)編：張宏民）