4种类型绿地空气PM2.5浓度与环境因子关系研究

陈驰　刘昆　崔佳容　王琴　吴沐秀

摘 要：通过对宿迁学院内4种类型绿地和对照内空气PM2.5浓度及温度、湿度、风速、光照强度进行监测分析，结果表明：4种绿地类型及对照内空气PM2.5浓度日变化明显，基本都呈双波峰走势，分布在上午9：00和下午13：00；4种绿地类型及对照内空气PM2.5浓度均值按大小排序为：对照点>高羊茅草坪>火棘+海桐—高羊茅>黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅>日本早樱—狗牙根；空气PM2.5浓度与4种类型绿地的温度都达显著正相关，与光照强度达到极显著正相关。

关键词：绿地类型；PM2.5；环境因子

中图分类号 X513 文献标识码 A 文章编号 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是指大氣中粒径小于或等于2.5μm的细颗粒物，相关研究[1-2]表明：细颗粒物（PM2.5）浓度与人类健康关系密切，特别是与肺癌、心肺病的死亡率关系密切[3-4]。城市绿地对降温吸尘具有明显效益，目前国内外对二者的研究主要集中在群落结构[5-6]、污染特征[7]等方面，而关于特定绿地类型中环境因子对空气PM2.5浓度变化则研究较少，特别在苏北地区。为此，笔者对宿迁市4种绿地类型中PM2.5浓度与环境因子关系进行了研究，以期为市民科学选择游憩场地和时间提供参考。

1 研究方法

1.1 研究区概况 实验地点选择在宿迁学院，详见表1。

1.2 研究方法 监测内容包括空气PM2.5浓度、温度、相对湿度、风速和光照，时间为2015年8月15～22日，从早晨的7：00到晚上21：00，中间不间断，每2h测量一次，选择了4种绿地类型和对照点，其中对照点为没有绿化的古楚大道，测量数据高度统一设为是1.5m处，实验仪器使用手持式空气PM2.5检测仪、温湿光三照仪、风速仪，并用spss软件处理数据和EXCEL软件制表。

2 结果与分析

2.1 4种类型绿地空气PM2.5浓度日变化 从图1可知，4种类型绿地及对照内空气PM2.5浓度日变化明显，但是由于群落结构和植被组成不同，PM2.5浓度日变化的波峰和波谷出现的时间和大小有所不同，整理上都呈现双波峰的走势，然后呈现连续下降趋势。由于测量者是定点定时测量，不是仪器的全天全时段的测量，较难判断一天中最高浓度值，但通过图1可发现，4种类型绿地和对照中空气PM2.5的浓度的第一个波峰在上午9：00左右，波谷在11：00左右，第二个波峰在13：00左右，然后呈现明显的下降趋势，最终趋于平缓，但黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅这一绿地类型有所差异，在上午11：00时它达到波峰后，空气PM2.5浓度一致维持在较高水平，直到下午13：00后呈现下降趋势，直至平稳。

2.2 不同结构绿地间空气PM2.5浓度的标准差及显著性分析 从表2可以看出，PM2.5的浓度均值从大到小的排序：对照点>高羊茅草坪>火棘+海桐—高羊茅>黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅>日本早樱—狗牙根；根据浓度的变化，对照点的PM2.5的浓度要高于其他绿地类型，说明城市绿地对于细颗粒物吸收有一定的作用，且不同的绿地类型效果不一，其中在黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅上浓度下降最明显；高羊茅草坪和火棘+海桐—高羊茅绿队类型显著高于黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅和日本早樱—狗牙根绿地类型；从标准差值大小中看黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅这一绿地类型标准差最小，说明细颗粒物浓度一天中在黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅这一绿地类型细颗粒物浓度变化幅度最小，这可能是本群落为乔灌草类型，群落郁闭度高，细颗粒物不易扩散[8]。

2.3 不同绿地类型PM2.5浓度与气象因素的相关系数及差异显著性分析 从表3可知，4种绿地类型和对照内空气PM2.5浓度与温度和光照都呈显著正相关。夏季早晚温差变化大，而室外温度与光照强度之间关系密切，活跃的光化学反应能够生成大量细颗粒物，即为二次颗粒物[9-10]，二次细颗粒物进入大气后，经过一系列的积聚、生长、化学反应等过程便能形成新颗粒物，是PM2.5的重要组成部分。另外，宿迁地区靠近酒厂，空气中的一些离子如OH-等含量较多，便于进行二次颗粒物形成的光化学反应；4种绿地类型和对照中空气PM2.5浓度与相对湿度整体上呈负相关，其中与日本早樱—狗牙根群落和黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅在0.05水平上显著差异；试验期间平均风速为0.3m·s-1，除了日本早樱—狗牙根绿地类型的PM2.5浓度和风速呈显著正相关性外，其他绿地类型相关性不显著，这可能是弱风条件下，综合环境因子对细颗粒物的变化影响复杂。

3 结论与讨论

本文对2015年夏季宿迁学院内4种绿地类型及对照内PM2.5浓度和环境因子进行了监测，结果表明：4种绿地类型及对照点内空气PM2.5浓度日变化明显，基本都呈现双波峰的走势，分布在上午的9：00和下午的13：00，这与古琳等人研究结果基本一致[11]。

4种绿地类型及对照内空气PM2.5浓度均值从大到小的排序为：对照点>高羊茅草坪>火棘+海桐—高羊茅>黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅>日本早樱—狗牙根；高羊茅草坪和火棘+海桐—高羊茅绿队类型显著高于黄山栾树+白玉兰—金钟花+迎春—高羊茅和日本早樱—狗牙根绿地类型；多层次的植物种植和合理密植对降低绿地内PM2.5浓度效果明显，同时增加植物的多样性，调整植物种植方式能建立良好的生态微环境，对吸收空气细颗粒物能起到促进作用[12]。

空气PM2.5浓度与4种类型绿地温度达到显著正相关，与光照强度达到极显著正相关，与相对湿度整体上呈负相关，而与风速相关性不明显。由于观测期间属于夏季高温的典型天气，风速较弱小，影响因素复杂[13]。本研究还发现，各气象因素都存在一定阈值，当达到或超过这些阈值后，颗粒物浓度会相应地增大、减小或者改变变化速率，因此，选择合适的气象因素作为预报大气颗粒物浓度的依据成为可能。

本试验没有对群落结构进行分析，同时监测时间的局限，并非全天候检测，研究存在不足之处，另外关于负离子濃度对细颗粒物浓度的影响尚需进一步的研究。

参考文献

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[13]杨春雪，阚海东，陈仁杰.我国大气细颗粒物水平、成分、来源及污染特征[J].环境与健康杂志，2011，228（8）：735-739.

（责编：张宏民）