4種類型綠地空氣PM2.5濃度與環境因子關系研究

陳馳　劉昆　崔佳容　王琴　吳沐秀

摘 要：通過對宿遷學院內4種類型綠地和對照內空氣PM2.5濃度及溫度、濕度、風速、光照強度進行監測分析，結果表明：4種綠地類型及對照內空氣PM2.5濃度日變化明顯，基本都呈雙波峰走勢，分布在上午9：00和下午13：00；4種綠地類型及對照內空氣PM2.5濃度均值按大小排序為：對照點>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顯著正相關，與光照強度達到極顯著正相關。

關鍵詞：綠地類型；PM2.5；環境因子

中圖分類號 X513 文獻標識碼 A 文章編號 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的細顆粒物，相關研究[1-2]表明：細顆粒物（PM2.5）濃度與人類健康關系密切，特別是與肺癌、心肺病的死亡率關系密切[3-4]。城市綠地對降溫吸塵具有明顯效益，目前國內外對二者的研究主要集中在群落結構[5-6]、污染特征[7]等方面，而關于特定綠地類型中環境因子對空氣PM2.5濃度變化則研究較少，特別在蘇北地區。為此，筆者對宿遷市4種綠地類型中PM2.5濃度與環境因子關系進行了研究，以期為市民科學選擇游憩場地和時間提供參考。

1 研究方法

1.1 研究區概況 實驗地點選擇在宿遷學院，詳見表1。

1.2 研究方法 監測內容包括空氣PM2.5濃度、溫度、相對濕度、風速和光照，時間為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測量一次，選擇了4種綠地類型和對照點，其中對照點為沒有綠化的古楚大道，測量數據高度統一設為是1.5m處，實驗儀器使用手持式空氣PM2.5檢測儀、溫濕光三照儀、風速儀，并用spss軟件處理數據和EXCEL軟件制表。

2 結果與分析

2.1 4種類型綠地空氣PM2.5濃度日變化 從圖1可知，4種類型綠地及對照內空氣PM2.5濃度日變化明顯，但是由于群落結構和植被組成不同，PM2.5濃度日變化的波峰和波谷出現的時間和大小有所不同，整理上都呈現雙波峰的走勢，然后呈現連續下降趨勢。由于測量者是定點定時測量，不是儀器的全天全時段的測量，較難判斷一天中最高濃度值，但通過圖1可發現，4種類型綠地和對照中空氣PM2.5的濃度的第一個波峰在上午9：00左右，波谷在11：00左右，第二個波峰在13：00左右，然后呈現明顯的下降趨勢，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時它達到波峰后，空氣PM2.5濃度一致維持在較高水平，直到下午13：00后呈現下降趨勢，直至平穩。

2.2 不同結構綠地間空氣PM2.5濃度的標準差及顯著性分析 從表2可以看出，PM2.5的濃度均值從大到小的排序：對照點>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；根據濃度的變化，對照點的PM2.5的濃度要高于其他綠地類型，說明城市綠地對于細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；從標準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準差最小，說明細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，細顆粒物不易擴散[8]。

2.3 不同綠地類型PM2.5濃度與氣象因素的相關系數及差異顯著性分析 從表3可知，4種綠地類型和對照內空氣PM2.5濃度與溫度和光照都呈顯著正相關。夏季早晚溫差變化大，而室外溫度與光照強度之間關系密切，活躍的光化學反應能夠生成大量細顆粒物，即為二次顆粒物[9-10]，二次細顆粒物進入大氣后，經過一系列的積聚、生長、化學反應等過程便能形成新顆粒物，是PM2.5的重要組成部分。另外，宿遷地區靠近酒廠，空氣中的一些離子如OH-等含量較多，便于進行二次顆粒物形成的光化學反應；4種綠地類型和對照中空氣PM2.5濃度與相對濕度整體上呈負相關，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；試驗期間平均風速為0.3m·s-1，除了日本早櫻—狗牙根綠地類型的PM2.5濃度和風速呈顯著正相關性外，其他綠地類型相關性不顯著，這可能是弱風條件下，綜合環境因子對細顆粒物的變化影響復雜。

3 結論與討論

本文對2015年夏季宿遷學院內4種綠地類型及對照內PM2.5濃度和環境因子進行了監測，結果表明：4種綠地類型及對照點內空氣PM2.5濃度日變化明顯，基本都呈現雙波峰的走勢，分布在上午的9：00和下午的13：00，這與古琳等人研究結果基本一致[11]。

4種綠地類型及對照內空氣PM2.5濃度均值從大到小的排序為：對照點>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降低綠地內PM2.5濃度效果明顯，同時增加植物的多樣性，調整植物種植方式能建立良好的生態微環境，對吸收空氣細顆粒物能起到促進作用[12]。

空氣PM2.5濃度與4種類型綠地溫度達到顯著正相關，與光照強度達到極顯著正相關，與相對濕度整體上呈負相關，而與風速相關性不明顯。由于觀測期間屬于夏季高溫的典型天氣，風速較弱小，影響因素復雜[13]。本研究還發現，各氣象因素都存在一定閾值，當達到或超過這些閾值后，顆粒物濃度會相應地增大、減小或者改變變化速率，因此，選擇合適的氣象因素作為預報大氣顆粒物濃度的依據成為可能。

本試驗沒有對群落結構進行分析，同時監測時間的局限，并非全天候檢測，研究存在不足之處，另外關于負離子濃度對細顆粒物濃度的影響尚需進一步的研究。

參考文獻

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（責編：張宏民）