長沙市不同功能區(qū)空氣負(fù)離子水平研究

張雙全 劉琢川 譚益民 權(quán)書文

（中南林業(yè)科技大學(xué)國家林業(yè)局森林旅游工程技術(shù)研究中心，中南林業(yè)科技大學(xué)旅游學(xué)院，湖南長沙 410004）

長沙市不同功能區(qū)空氣負(fù)離子水平研究

張雙全 劉琢川 譚益民 權(quán)書文

（中南林業(yè)科技大學(xué)國家林業(yè)局森林旅游工程技術(shù)研究中心，中南林業(yè)科技大學(xué)旅游學(xué)院，湖南長沙 410004）

空氣負(fù)離子濃度的高低反映了空氣質(zhì)量的好壞．文章選擇了長沙市代表性的4個功能區(qū)進行了空氣負(fù)離子濃度監(jiān)測，并進行了空氣質(zhì)量的評價．結(jié)果表明：（1）空氣負(fù)離子濃度日變化幅度較大，空氣負(fù)離子水平和空氣質(zhì)量出現(xiàn)峰谷交替的現(xiàn)象；（2）不同植被的城市綠地空氣負(fù)離子水平差異較為明顯，以喬木為主的岳麓山空氣負(fù)離子濃度最高，空氣質(zhì)量最佳；（3）不同功能區(qū)的空氣負(fù)離子水平差異較為明顯，城市綠地的空氣負(fù)離子濃度最高，空氣質(zhì)量最好．

長沙市；不同功能區(qū)；空氣負(fù)離子

空氣負(fù)離子（n－）是空氣中帶負(fù)電荷的單個氣體分子或離子團的總稱．n－對人體極為有利[1]．n－的產(chǎn)生主要靠雷電、紫外線、放射性元素輻射、植物尖端放電以及噴筒效應(yīng)等．此外，植物光合作用也在一定程度上形成空氣離子[2-8]，不同植物群落的（Cn－）不同[9]．另外，Cn－與空氣溫濕度有一定的關(guān)系[10-11]，有研究證明高濃度的空氣負(fù)離子可以除去空氣中的PM2.5及以下的微塵[12-13]．本文研究了長沙市不同功能區(qū)的空氣負(fù)離子水平，對于指導(dǎo)園林綠化建設(shè)，引導(dǎo)人們到空氣負(fù)離子含量高的區(qū)域休閑娛樂以及開展城市生態(tài)旅游具有重要意義．

1 研究區(qū)概況及測點選擇

1.1 長沙概況

長沙地處湖南東部偏北的湘江下游富饒的河谷平原，北瞰洞庭，南依衡岳，是湖南省省會，全省政治、經(jīng)濟、文化、科教、交通和商貿(mào)中心，全國首批公布的24個歷史文化名城之一．現(xiàn)轄長沙縣、瀏陽市、寧鄉(xiāng)縣和芙蓉、天心、岳麓、開福、望城、雨花六個城區(qū)．總面積為11 818平方公里，其中市區(qū)面積1 938.5平方公里，建成區(qū)面積320平方千米（截至2011年7月）．全市常住人口為744 118人，系我國特大城市之一．

1.2 測點的布局與選擇

本研究將測點分布于城區(qū)車站、商業(yè)金融區(qū)、住宅生活區(qū)和游憩區(qū)等4個城市功能區(qū)，共包括20個測點．各功能區(qū)選擇一個主測點進行定點測量，然后對各功能區(qū)選取其它測點進行移動測量．城區(qū)車站選擇長沙火車站作為測點，商業(yè)金融區(qū)選取黃興路步行街作為測點，生活區(qū)選取中南林業(yè)科技大學(xué)西園學(xué)生宿舍附近草坪作為測點，游憩區(qū)選取岳麓山風(fēng)景區(qū)作為測點．

2 監(jiān)測與評價方法

本文采用主測點與輔助測量點對比觀測的方法．采用中南林業(yè)科技大學(xué)森林旅游研究中心研制的FTP-3型大氣離子測量儀進行監(jiān)測，每小時觀測一次，每次測東、南、西、北四個方向，以四個方向的平均值為觀測值，并記錄各方向的最大值和最小值．

空氣清潔度的評價采用單極系數(shù)（q）和空氣質(zhì)量評議系數(shù)（CI）兩個指標(biāo)．其計算公式如下：

單極系數(shù)q = n＋/n－，即表示正離子數(shù)與負(fù)離子數(shù)之比．單極系數(shù)越小，空氣負(fù)離子濃度比值越大．

空氣質(zhì)量評價指數(shù)CI = (n－/1000)*(1/q)，即CI = n-2/（1000*n+）．本文CI值均由CI = n-2/（1000*n+）計算得出．空氣質(zhì)量評價指數(shù)（CI值）越大，空氣越清潔，按空氣質(zhì)量評價指數(shù)可將空氣質(zhì)量分為A、B、C、D、E1、E2、E3 7個等級[6]．

3 結(jié)果與分析

3.1 主測量點空氣負(fù)離子的變化特征

對各測量點的數(shù)據(jù)進行整理，如下表1所示．

表1 主測量點空氣負(fù)離子水平變化Tab.1 The variation of Cn-of the main measuring points

由表1知，岳麓山風(fēng)景區(qū)的Cn－明顯高于其它測量點，監(jiān)測時間范圍內(nèi)Cn－維持在400個/cm3以上．長沙火車站的Cn－最低，平均值僅為83.06個/cm3．

圖1 各主測量點Cn－變化規(guī)律Fig.1 The variation of Cn-of the main measuring points

由圖1可以看出，各主測量點的Cn－變化規(guī)律基本一致，Cn－谷值均出現(xiàn)在13:00～14:00左右，在14:00～16:00 Cn－均呈現(xiàn)上升趨勢．岳麓山風(fēng)景區(qū)的各時間點的Cn－監(jiān)測值均大于其他三個測點監(jiān)測的數(shù)值．

3.2 主測量點空氣中離子評價系數(shù)的變化特征

將獲得的數(shù)據(jù)整理計算進行空氣清潔度的評價，如下表2．

由表2和圖2可以看出，岳麓山景區(qū)的空氣離子評價系數(shù)CI值明顯高于其他測量點，即岳麓山的空氣質(zhì)量優(yōu)于其他三個地方．岳麓山景區(qū)空氣離子評價系數(shù)CI最低值為0.46，最高值為0.84，平均值達(dá)到了0.60（即中等清潔度）．其他測量點的最高值僅為0.28．空氣清潔度變化由高到低依次為：岳麓山風(fēng)景區(qū)、宿舍附近、黃興路步行街、長沙火車站．

表2 主測量點空氣質(zhì)量評價

圖2 主測量點空氣離子評價系數(shù)變化Fig.2 The variation of CI of the main measuring points

3.3 輔助測量點空氣正、負(fù)離子變化特征

將在輔助測點獲取的數(shù)據(jù)進行整理，結(jié)果如表3所示．

由表3和圖3可以看出，輔助測點中空氣質(zhì)量最好的為烈士公園，CI值為0.56，空氣清潔；東塘為最低，Cn+為60.83個/cm3，CI值為0.03，空氣中等污染．輔助測點中城區(qū)綠地的Cn－和空氣質(zhì)量明顯高于其他功能區(qū)．Cn－高的測量點空氣質(zhì)量高，Cn－低的測點空氣質(zhì)量低．

表3 輔助測點空氣離子濃度統(tǒng)計表Tab.3 Statistical table of airion concentration of the auxiliary measuring points

四水廠 260.80 179.10 1.46 0.12 E賀龍體育館 175.84 75.42 2.33 0.03 E平均值 197.42 126.72 1.56 0.08 E

圖3 輔助測量點Cn-和空氣離子評價系數(shù)對比Fig.3 Contrast of Cn-and CI of the auxiliary measuring points

3.4 長沙城區(qū)各功能區(qū)離子濃度整體分析

由表4和表5可以看出，城區(qū)綠地的Cn－平均值最高，為376.65個/cm3，而空氣質(zhì)量也明顯好于城區(qū)其他區(qū)域．空氣質(zhì)量C等級和D等級均僅出現(xiàn)在城市綠地功能區(qū)．商業(yè)區(qū)的Cn－平均值和CI最低，分別為93.185個/cm3和0.06．

表4 長沙城區(qū)各功能區(qū)各因素統(tǒng)計表Tab.4 Statistical table of various factors of different functional areas of Changsha

表5 長沙城區(qū)各功能區(qū)空氣清潔度各等級占比統(tǒng)計表Tab.6 Statistical table of various grades of air clean degree of different functional areas of Changsha

4 結(jié) 論

（1）Cn－日變化幅度較大，Cn－和空氣質(zhì)量出現(xiàn)峰谷交替的現(xiàn)象．Cn－谷值均出現(xiàn)在13:00～14:00左右，在14:00～16:00 Cn－均呈現(xiàn)上升趨勢．空氣質(zhì)量變化與空氣負(fù)離子濃度變化規(guī)律基本一致，顯示出空氣負(fù)離子與空氣質(zhì)量的正相關(guān)關(guān)系．

（2）不同結(jié)構(gòu)城市綠地Cn－水平差異較為明顯，以喬木為主的岳麓山Cn－水平最高，空氣質(zhì)量最佳，顯示出喬木林對提高空氣質(zhì)量的重要作用．

（3）城區(qū)不同功能區(qū)的Cn－水平差異較為明顯，城市綠地的Cn－水平和空氣質(zhì)量在各功能區(qū)中最高，而城市商業(yè)區(qū)的Cn－水平和空氣質(zhì)量在各功能區(qū)中最低．

[1]吳章文，吳楚材，文首文.森林旅游學(xué)[M].北京：中國旅游出版社，2008.

[2]吳楚材，鄭群明，鐘林生.森林游憩區(qū)空氣負(fù)離子水平研究[J].林業(yè)科學(xué)，2002，37（5）：75-81.

[3]張雙全.神農(nóng)谷國家森林公園空氣負(fù)離子旅游資源研究[D].長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2011.

[4]李安伯.空氣負(fù)離子研究近況[J].中華理療雜志，1988（2）：100-104.

[5]郭盛暉.空氣負(fù)離子及其在旅游業(yè)中的應(yīng)用[J].番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2002，1（1）：32-34.

[6]夏廉博.人類生物氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，1986：32-55.

[7]STEPHHNMK.A public Healthy Approch to evaluating the Significance of Air10n.San Atonio:The University of Texas Healthy seience Center,1997.

[8]蒙晉佳，張燕.廣西部分景點地面上空氣負(fù)離子濃度的分布規(guī)律[J].環(huán)境科學(xué)研究，2004，17（3）：25-27.

[9]張明麗，胡永紅，王麗勉，由文輝.上海植物園植物群落對空氣質(zhì)量評價指數(shù)的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2008，28（1）：70-73.

[10]張雙全，譚益民，吳章文.空氣負(fù)離子濃度與空氣溫濕度的關(guān)系研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2011，31（4）：114-118.

[11]梁星權(quán).城市林業(yè)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2001.

[12]黃怡民，付川.我國PM2.5污染特征的研究進展[J].重慶三峽學(xué)院學(xué)報，2013（3）.

[13]陳波，黃怡民，王軍，等.離子色譜法測定PM2.5中水溶性無機陰離子[J].重慶三峽學(xué)院學(xué)報，2014（3）.

（責(zé)任編輯：張新玲）

A Research on Negative Air Ion Level of Different Functional Areas in Changsha

ZHANG Shuangquan LIU Zhuochuan TAN Yimin QUAN Shuwen
(Forest Recreation Research Center, College of Tourism, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, Hunan 410004, China)

Negative air ion concentration reflects environmental quality. In this paper, air anion concentration were measured in four functional areas of Changsha and their air quality evaluated. The results showed that: (1) the change amplitude of air negative ion concentration level was larger and the air anion concentration level and the air quality showed the phenomenon of the peak-to-valley’s alternation; (2) air anion concentration level were markedly different in different structures of urban green space. the air anion concentration level of Yuelu mountain wooded with trees was the highest and the air quality was the best; (3) air anion concentration levels of different functional areas of urban were markedly different. During different function areas, air anion concentration was the highest and the air quality , the best at urban green space.

Changsha; different function areas; negative air anion

X513

A

1009-8135（2015）03-0104-05

2015-02-13

張雙全（1984-），男，河南駐馬店人，中南林業(yè)科技大學(xué)講師，博士研究生，主要研究旅游管理、生態(tài)旅游等．

中歐生物多樣性項目（00056784）階段性成果