沈陽市不同綠地類型對空氣顆粒物的吸收特征研究

盛園菊，祖詩原

（1.遼寧省沈撫示范區市政建設有限公司，遼寧 撫順 113122；2.沈陽農業大學，遼寧 沈陽 110866）

隨著我國城市化進程的快速發展，其所帶來的城市環境問題也越來越嚴重，其中大氣顆粒物濃度的增加不僅影響城市的環境和能見度，也會對人類健康產生負面影響。沈陽作為我國東北地區的主要城市及重工業城市，其城市環境不容樂觀。根據《2019年沈陽市環境質量公報》，沈陽市環境空氣質量（AQI）為I級（優秀）的天數僅為69天，而輕度污染、中等污染、重度污染和嚴重污染的天數達81天。在污染的天數中，細顆粒物（PM2.5）占54.3%，是主要污染物，顆粒物PM10占6.2%。根據以往的研究，城市中的綠地及植被在凈化環境中有重要的作用，不但可以阻擋和吸附大氣中的污染物，而且能通過自身的功能將污染物轉移和儲存在土壤中。因此，增加城市綠地覆蓋面積，合理配置綠地結構，利用城市綠地滯納吸附顆粒物以減輕空氣顆粒污染是比較經濟和有效的方法。

本文分別沈陽市的不同區域的綠地類型，分別為校園綠地——沈陽農業大學校園、公園綠地——沈陽農業大學植物園，采用定點監測測法，揭示不同城市綠地類型對空氣顆粒物PM10和PM2.5的吸收特征，并通過監測顆粒物濃度日、月、季變化及其與氣象因子之間的關系，探究不同城市綠地類型及其植物群落對顆粒物濃度的影響機制，為沈陽市綠地管理和環境建設提供科學依據。

1 研究區概況和研究方法

1.1 研究區概況

沈陽農業大學位于沈陽市東部，臨近東陵公園，沈陽農業大學植物園和沈陽農業大學校園分別位于沈陽農業大學西邊和校內，本文共選擇17處地點作為監測對象。監測時間為2019年9月至2020年9月，每個月份中至少選取兩個天氣晴朗的時間進行監測，顆粒物和氣象因子同時監測。空氣顆粒物的監測儀器為符合粉塵監測國家標準的Dustmate粉塵檢測儀，氣象數據采用便攜式溫濕度檢測儀監測。

1.2 數據處理

運用Excel2019和SPSS21.0軟件進行本文的數據分析和處理，顯著水平設置為a=0.05。

2 結果分析

2.1 不同城市綠地類型內顆粒物濃度的變化規律

如圖1～圖3所示，空氣顆粒物濃度整體冬季大于秋季大于夏季和春季，這可能與沈陽地區的天氣、供暖和區域性的建設施工有關；不同月份中，以9月和12月濃度最高，且日變化的最高值也分別出現在9月和12月。公園綠地和校園綠地之間，秋季和春季以公園綠地大于校園綠地為主，冬季和夏季則相反；日變化的差異最大值則出現在冬季12月24日，以校園綠地遠超公園綠地為主；當日急劇降溫，顆粒物濃度卻顯著上升，導致沈陽市出現嚴重的霧霾天氣，同時校園的人為活動也加大了顆粒物的濃度。

圖1 不同類型綠地顆粒物濃度的日變化

圖3 不同類型綠地顆粒物濃度的季節變化

空氣顆粒物PM10和PM2.5之間，均以PM10的濃度稍高于PM2.5為主，這說明沈陽市的空氣顆粒物仍以污染較大的大顆粒為主，這與顆粒物較多的來源于化石燃料的燃燒和汽車尾氣的排放也有關。

圖2 不同類型綠地顆粒物濃度的月變化

2.1 空氣顆粒物濃度與氣象因子的關系

通過分別對公園綠地和校園綠地四個季節不同氣象條件下植物群落中顆粒物的變化規律進行分析，結果表明氣象因子對顆粒物濃度大小具有重要的作用（表1）。以公園綠地和校園綠地的監測點為例，顆粒物PM10比PM2.5的日變化均與空氣濕度呈顯著的正相關，且校園綠地中顆粒物PM10濃度比顆粒物PM2.5濃度的關系更為密切，這與以往的研究結果相似。如有研究表明北京的冬季和春季顆粒物PM10和PM2.5的濃度和濕度之間的關系，顆粒物PM10的平均濃度比顆粒物PM2.5的濃度更容易受到濕度的影響，這可能與相同的氣象條件下，顆粒物PM10的擴散、稀釋、沉降和運輸作用都同時變好結果是相似的。同時，顆粒物濃度受空氣溫度和風速的影響較小。而與空氣溫度和濕度不同，風速對顆粒物濃度均呈一定的負相關，這與風的疏散作用有關。

表1 不同綠地顆粒物濃度與氣象因子的偏相關系數

3 結論

沈陽市校園綠地和公園綠地的空氣顆粒物（PM10和PM2.5）濃度整體上以冬季最大，夏季和春季最小，不同月份中，以9月和12月濃度最高，且日變化的最高值同樣出現在9月和12月，這與該地區特殊的地理位置和氣候條件緊密相關。此外，秋季和春季時公園綠地的顆粒物濃度要大于校園綠地，而冬季和夏季則相反。對空氣顆粒物濃度與氣象因素的關系進行分析表明，空氣顆粒物濃度受空氣濕度的影響最大，空氣濕度越大，顆粒物濃度則越小；同時，顆粒物濃度受風速的影響也較大，這為沈陽市公園綠地和校園綠地的顆粒物功能調控提供了參考。