石家庄休闲园区夏季空气质量变化规律

于祎飞，武亚敬*，刘雯斐，刘俊

（1.河北省林业和草原科学研究院，河北 石家庄050061；2.河北绿满林业科技有限公司，河北 石家庄050000）

休闲观光农业是人民闲余时间放松心情、亲近享受大自然的重要活动之一，而休闲观光园区空气质量是评价园区品质的一个重要指标[1～4]。基于夏季暑期是石家庄休闲观光农业旺季，以石家庄周边休闲园区夏季空气质量数据为依据，重点研究园区内的空气温度、湿度、负氧离子和PM2.5等指标，为休闲观光园环境质量评价提供依据；探讨适宜人们休闲观光的最佳时间和地区范围，为休闲观光产业快速健康发展提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 观测区域概况

石家庄地处华北平原腹地，太行山东麓，滹沱河上游，为典型温带季风气候。该区四季分明，夏冬季长、春秋季短，其中，夏季受海洋温湿气流的影响，气候常闷热潮湿。选取石家庄近郊驼梁景区、紫藤庄园、林外林庄园、河心岛风景区4个有代表性的休闲观光园区（表1），进行气象数据采集。

表1 观测区具体位置和概况Table 1 Specific location and overview of observation areas

研究区域气象数据的采集时间均为2019年1月1日至12月31日。使用ZL-6型气象站（美国METRE公司）和L95-2记录仪（杭州路格科技公司），每天6：00～18：00测定空气温度和湿度，采集频次为1 h/次。使用ITC-201A型空气负氧离子测定仪（日本INTI公司），每天6：00～18：00测定空气负氧离子浓度，采集频次为3 h/次。使用8533-KY05型空气颗粒物测定仪（美国TSI公司），每天6：00～18：00测定空气PM2.5浓度，采集频次为3 h/次；并根据GB 3095—2012[5]及气象监测空气质量相关标准，将PM2.5浓度划分为6个等级（表2）。

表2 空气质量等级标准Table 2 Air quality grade standard

2 结果与分析

2.1 石家庄休闲观光园夏季空气温湿度变化

2.1.1 气温月变化规律6～8月的月均气温统计结果（图1）显示，不同区域的月均气温变化趋势不同，除紫藤庄园呈“V”型外，其他区域均呈“”型；各区域的月均气温差异较大，其中，驼梁景区月均气温最低（18.94℃），其他地区气温月均差异较小（平均值为27.02℃）。

图1 2019年6耀8月研究区域月均温度变化Fig.1 Monthly mean temperature changes in the study areas from June to August 2019

2.1.2 空气相对湿度月变化规律6～8月的月均空气相对湿度统计结果（图2）显示，不同区域的月均相对湿度变化趋势相同，均呈“/”型，且均在8月达到最高值（70%～75%）；各地区的月均相对湿度增幅差距较大，其中，驼梁景区增幅最小，河心岛风景区增幅最大。

图2 2019年6耀8月研究区域月均湿度变化Fig.2 Monthly mean humidity changes in the study areas from June to August 2019

2.2 石家庄休闲观光园夏季空气PM2.5浓度变化

2.2.1 PM2.5浓度月变化规律6～8月的月均PM2.5浓度统计结果（图3）显示，不同区域的月均PM2.5浓度变化趋势不同，除紫藤庄园呈“∧”型外，其他区域均呈“”型；各区域的月均PM2.5浓度差异较大，其中，驼梁景区月均PM2.5浓度最低（48.52 μg/m3），显著低于石家庄近郊（平均值为75.67 μg/m3）。

图3 2019年6耀8月研究区域空气月均PM2.5浓度变化Fig.3 Monthly variation of PM2.5 concentration in the study areas from June to August 2019

2.2.2 PM2.5浓度日变化规律6～8月的日均空气PM2.5日均浓度统计结果（图4）显示，不同区域的日均PM2.5浓度变化趋势基本相同，整体均呈上升趋势，且均于12：00～13：00达到峰值；各区域的日均PM2.5浓度差异较大，其中，驼梁景区的PM2.5浓度最低，林外林庄园的PM2.5浓度最高，紫藤庄园和河心岛景区居中。

图4 2019年6耀8月研究区域空气日均PM2.5浓度变化Fig.4 Daily variation of PM2.5 concentration in the study areas from June to August 2019

2.2.3 空气污染程度6～8月的空气污染天数所占比例（图5）显示，6～8月空气等级为优和良以上的天数以驼梁景区占比（79.18%）最高、林外林庄园占比（50.14%）最低；重度以上污染天数占比，以驼梁最低（0.82%），其他地区平均占比为7.67%～10.14%。驼梁空气环境质量显著好于其他3个区域。

图5 2019年6耀8月研究区域空气污染程度Fig.5 Air pollution in the study areas from June to August 2019

2.3 石家庄休闲观光园夏季空气NAI浓度变化

2.3.1 NAI浓度月变化规律6～8月的月均NAI浓度统计结果（图6）显示，不同区域的月均NAI浓度变化趋势不同，除河心岛景区呈“V”型外，其他区域均呈“/”型；各区域的月均NAI浓度差异较大，其中，驼梁景区月均NAI浓度（6.61×103个/cm3）最高，明显高于其他景区。

图6 2019年6耀8月研究区域空气月均NAI浓度变化Fig.6 Average monthly NAI concentration changes in the study areas from June to August 2019

2.3.2 NAI浓度日变化规律6～8月的日均NAI浓度统计结果（图7）显示，不同区域的日均NAI浓度变化趋势相同，均呈“V”型，其中驼梁景区呈深“V”型，NAI浓度于6：00最高（9.09×103个/cm2），而后持续降低，至12：00到达峰谷，后又持续升高，至18：00又达到高值（8.00×103个/cm3）；各区域的日均NAI浓度差异较大，其中驼梁景区的NAI浓度远高于其他区域。

图7 2019年6耀8月研究区域空气日均NAI浓度变化Fig.7 Diurnal variation of air NAI concentration in the study areas from June to August 2019

2.4 石家庄休闲观光园夏季空气NAI浓度与其他指标的相关性分析

2.4.1 月均NAI浓度与月均温度的相关性分析6～8月月均温度与月均NAI浓度的回归方程为y=1e+11x-5.715，R2=0.969 5（图8）。说明NAI浓度与温度呈负相关，即：随着空气温度的升高，NAI浓度逐渐降低。

图8 2019年6耀8月研究区域空气NAI浓度与温度的相关性Fig.8 Correlation between air NAI concentration and temperature in the study areas from June to August 2019

2.4.2 月均NAI浓度与月均PM2.5浓度的相关性分析6～8月月均PM2.5浓度与月均NAI浓度的回归方程为y=239 6.2e-0.015x，R2=0.719 8（图9）。说明NAI浓度与PM2.5浓度呈负相关，即：随着空气NAI浓度的升高，PM2.5浓度逐渐降低。

图9 2019年6耀8月研究区域空气NAI浓度与PM2.5浓度的相关性Fig.9 Correlation between air NAI concentration and PM2.5 concentration in the study areas from June to August 2019

3 主要结论与讨论

通过对2019年6～8月石家庄驼梁景区、紫藤庄园、林外林庄园和河心岛风景区的温度、湿度、PM2.5浓度、NAI浓度等指标进行系统分析，得到以下结论：

（1）4个区域的空气温度和湿度差异均较大。紫藤庄园空气温度变化呈“V”型，其他地区均呈“”型；驼梁景区温度最低。4个地区空气相对湿度均呈“/”型，8月达到峰值（70%～80%）；驼梁景区湿度增幅最小，河心岛风景区增幅最大。

（2）4个地区PM2.5浓度月变化和日变化均差异较大。紫藤庄园空气PM2.5浓度月变化呈“∧”型，其他区域均呈“”型；驼梁景区PM2.5浓度平均为48.52 μg/m3，显著低于石家庄近郊（75.67 μg/m3）。4个区域空气PM2.5浓度日变化整体呈上升趋势，12：00～13：00达到峰值。其中驼梁景区空气PM2.5浓度均低于其他区域。

（3）4个地区NAI浓度月变化和日变化差异均较大。河心岛景区NAI浓度月变化呈“V”型，其他3个区域的呈“/”型；驼梁景区的NAI浓度平均值为6.61×103，明显高于其他景区。4个区域空气NAI浓度日变化均呈“V”型；其中驼梁景区呈深“V”型。

（4）NAI浓度与PM2.5浓度、空气温度均呈负相关，即随着空气温度升高，NAI浓度逐渐降低，PM2.5浓度逐渐增加，空气NAI在一定程度上抑制PM2.5的产生。