植物墻對PM2.5的影響研究

陳旭彤

(浙江同濟科技職業(yè)學(xué)院,浙江 杭州 311231)

PM2.5被稱為細顆粒物，它是指大氣中那些粒徑小于 2.5 μm 的顆粒物。這種細顆粒物占大氣成分的比例較少，在大氣中可以停留很長時間，能擴散到很遠的地方，嚴(yán)重影響著大氣的能見度及質(zhì)量[1]。因此，在控制減少污染源排放的同時，借助植物的清除機制也是緩解城市大氣污染壓力的有效途徑。園林植物對空氣中的顆粒含量有顯著的降低作用，可以改善空氣質(zhì)量，其所帶來的生態(tài)效益已經(jīng)逐漸受到社會以及公眾的普遍重視[2,3]。植物能夠防治PM2.5的原理在于：葉表具有氣孔、突起以及溝狀組織結(jié)構(gòu)，可以起到吸附灰塵的作用；園林植物能夠充分吸收二氧化硫，并且將其轉(zhuǎn)化為亞硫酸根離子和亞硫酸；同時，園林植物所產(chǎn)生的光合作用可以增加空氣中的氧含量，對提高空氣質(zhì)量，保證空氣清新具有關(guān)鍵作用[4,5]。另外，園林植物產(chǎn)生的蒸騰作用可以有效調(diào)節(jié)環(huán)境濕度，空氣濕度較高可以凝結(jié)大氣顆粒物，減少大氣顆粒物的含量。植物墻作為一種綠化形式，對PM2.5的防治效果如何是值得關(guān)注的問題。根據(jù)文獻分析可知，目前植物對PM2.5影響的研究主要集中在植物對PM2.5的吸附、控制PM2.5污染的城市綠化樹種選擇、植物滯留PM2.5與葉面微結(jié)構(gòu)的關(guān)系。關(guān)于植物墻對PM2.5的影響研究鮮有報道，為了更好地了解植物墻對PM2.5大小的影響，本文通過室內(nèi)外試驗進行了研究，旨在為植物墻防治PM2.5提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

試驗地位于浙江省杭州市，杭州處于亞熱帶季風(fēng)區(qū)，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛。全年平均氣溫17.8 ℃，平均相對濕度70.3%，年降水量1 454 mm，年日照時數(shù)1 765 h。夏季氣候炎熱、濕潤。

1.2 試驗材料

試驗材料為室內(nèi)及室外植物墻，植物組成主要是鵝掌柴、礬根、綠蘿、吊蘭、棕櫚、腎蕨、彩葉草、龜背竹、八角金盤等。PM2.5測量儀器為激光測量儀。

2.3 試驗方法

2017年7月15日，分別選取室內(nèi)和室外各一處植物墻，按照水平方向和垂直方向0.5 m的單位間隔，其中垂直方向分別為0 m、0.5 m、1 m、1.5 m、2 m，水平方向分別為0 m、0.5 m、1 m、1.5 m、2 m、2.5 m、3 m，分別測量各個點的PM2.5的數(shù)值，每個點測量三次，取平均值。將非植物墻作為對照。

2 結(jié)果與分析

2.1 室外植物墻PM2.5變化特征

室外植物墻PM2.5測量結(jié)果見表1。 測量時間為10:00時，測量地點離植物墻的距離對PM2.5有顯著影響，當(dāng)垂直距離為0 m時，不同水平距離對PM2.5有顯著影響，其中水平距離為0 m時，PM2.5最小為73.67，顯著低于其他處理，隨著水平距離的增大，PM2.5逐漸升高。當(dāng)垂直距離在0.5～2 m之間時，水平距離為0 m時PM2.5值最小，且隨著水平距離的增加，PM2.5逐漸增加。同時，測量結(jié)果也表明，在13:00、16:00、19:00進行測量時，其測量結(jié)果和在10:00測量情況基本相同，也是水平距離短，PM2.5值越小。

表1 室外植物墻PM2.5變化特征 μgm-3

表1 室外植物墻PM2.5變化特征 μgm-3

垂直距離水平距離0m0.5m1m1.5m2m2.5m3m0m73.67c78.33b78.00b79.00b79.33b82.00a83.33a0.5m73.00d77.67c80.00b80.67b79.33b80.00b84.33a1m74.33c78.67b78.67b78.00b81.00a80.00a81.67a1.5m73.00c77.00b77.33b78.67b80.33a80.67a82.00a2m74.67d77.67c77.33c79.67b81.33a82.33a81.67a

注：同行不同字母表示差異顯著，P<0.05。

表2 室內(nèi)植物墻PM2.5變化特征 μgm-3

表2 室內(nèi)植物墻PM2.5變化特征 μgm-3

垂直距離水平距離0m0.5m1m1.5m2m2.5m3m0m81.67c85.33b85.00b85.33b89.00a88.33a93.33a0.5m83.00d83.67d86.00c86.00c87.33b89.67b94.67a1m83.33b84.00b85.67b87.67a87.00a88.67a93.33a1.5m85.67c86.33c86.00c86.67c87.00c89.33b96.33a2m87.00b86.33b86.00b87.67b86.67b88.33a94.67a

注：同行不同字母表示差異顯著，P<0.05

2.2 室內(nèi)植物墻PM2.5變化特征

從表2可以看出，測量時間為10:00、13:00、16:00，測量地點離植物墻的距離對PM2.5有顯著影響，當(dāng)垂直距離為0～2 m時，不同水平距離對PM2.5有顯著影響，其中水平距離為0 m時，PM2.5最小，顯著低于其他處理，隨著水平距離的增大，PM2.5逐漸升高。當(dāng)測量時間為19:00時，不同測量地點PM2.5差異不顯著。

2.3 室內(nèi)植物墻與非植物墻對比

根據(jù)表3，當(dāng)測量時間為10:00時，室內(nèi)植物墻與非植物墻相比，在水平距離為0～2.5 m時，非植物墻PM2.5顯著高于植物墻，當(dāng)超過3 m時，植物墻與非植物墻差異不顯著，說明當(dāng)超過一定距離時，植物墻對PM2.5的影響不明顯。同時，從表3也可以看出，在水平距離相同的情況下，無論是植物墻，還是非植物墻，在一定范圍內(nèi)，垂直距離對PM2.5影響不明顯。

表3 室內(nèi)植物墻與非植物墻對比 μgm-3

表3 室內(nèi)植物墻與非植物墻對比 μgm-3

垂直距離水平距離0m0.5m1m1.5m2m2.5m3m植物墻0m81.67d85.33b85.00b85.33b89.00b88.33b93.33a0.5m83.00c83.67c86.00b86.00b87.33b89.67b94.67a1m83.33c84.00c85.67b87.67b87.00b88.67b93.33a1.5m85.67c86.33b86.00b86.67b87.00b89.33b96.33a2m87.00b86.33b86.00b87.67b86.67b88.33b94.67a非植物墻0m94.67a90.33a93.67a92.33a92.33a93.33a93.33a0.5m89.67b92.33a93.33a93.33a91.00a93.33a94.67a1m91.00b91.00a94.67a93.33a93.33a94.33a94.67a1.5m93.33a93.67a93.67a93.67a91.00a94.00a93.00a2m91.67b92.33a94.00a93.67a90.00a93.33a93.67a

注：同列不同字母表示差異顯著，P<0.05

2.4 室外植物墻與非植物墻PM2.5對比分析

根據(jù)表4，當(dāng)測量時間為10:00時，室外植物墻與非植物墻相比，在水平距離為0～1 m時，非植物墻PM2.5顯著高于植物墻，當(dāng)超過1.5 m時，植物墻與非植物墻差異不顯著，說明當(dāng)超過一定距離時，植物墻對PM2.5的影響不明顯。同時，從表4也可以看出，在水平距離相同的情況下，無論是植物墻，還是非植物墻，在一定范圍內(nèi)，垂直距離對PM2.5影響不明顯。

表4 室外植物墻與非植物墻對比 μgm-3

表4 室外植物墻與非植物墻對比 μgm-3

垂直距離水平距離0m0.5m1m1.5m2m2.5m3m植物墻0m73.67b78.33b78.00b79.00a79.33a82.00a83.33a0.5m73.00b77.67b80.00b80.67a79.33a80.00a84.33a1m74.33b78.67b78.67b78.00a81.00a80.00a81.67a1.5m73.00b77.00b77.33b78.67a80.33a80.67a82.00a2m74.67b77.67b77.33b79.67a81.33a82.33a81.67a非植物墻0m81.00a82.33a77.33a78.33a81.00a83.33a80.33a0.5m81.33a81.00a78.33a79.33a81.00a82.33a81.67a1m81.00a80.33a79.33a80.67a80.67a81.67a81.33a1.5m80.33a81.00a78.67a80.67a80.33a81.67a80.33a2m81.33a82.33a79.33a80.33a79.67a80.67a81.00a

注：同列不同字母表示差異顯著，P<0.05

3 結(jié)論

已有研究表明[6,7]，植物可以降低PM2.5。本研究也表明，植物墻對PM2.5有一定影響，當(dāng)植物垂直距離固定時，隨著水平距離的增加，植物墻對PM2.5的影響越來越小，當(dāng)水平距離超過3m后，植物墻對PM2.5影響不顯著。值得提出的是，植物對PM2.5有一定的防治效果，可以減輕PM2.5帶來的危害，但是并不能從根本上解決空氣污染問題，只能作為治理PM2.5的一種途徑和方式。因此，應(yīng)從多方面進行治理，尋求更為有效的防治方法和途徑。

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