泰順縣負(fù)氧離子濃度變化與氣象要素的關(guān)聯(lián)性分析

余霖楓 宋珊珊 戴益斌 姜建豐 張夢萍

摘 要 對浙江省溫州市泰順縣負(fù)氧離子濃度變化與氣象要素相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析。結(jié)果表明：泰順縣羅陽鎮(zhèn)平均負(fù)氧離子濃度在1 742個/cm3以上，達(dá)到保健濃度水平，對人體健康有利。其中，森林公園負(fù)氧離子濃度高于空曠地區(qū);一年中濃度最高為夏季（6—8月），其次是秋季（9—11月），2019年月平均濃度最大值在8月，月平均濃度最小值出現(xiàn)在3月。一天呈現(xiàn)夜間高、白天低的日變化規(guī)律，最大值出現(xiàn)在夜間后期和晨間早期時段，最小值出現(xiàn)在早晨和黃昏時段。負(fù)氧離子濃度與氣象要素關(guān)系密切，與氣溫、相對濕度、降水量和雷電呈線性正相關(guān)。

關(guān)鍵詞 負(fù)氧離子濃度;氣象要素;變化;浙江省溫州市泰順縣

中圖分類號：P402 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.14.085

隨著社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，工業(yè)、交通運輸業(yè)發(fā)展迅速，群眾生活水平大幅提升，逐漸追求更高的生活質(zhì)量，因此人們在忙碌后的閑暇時間，喜歡選擇健康、時尚的休閑娛樂方式，如到森林中呼吸新鮮空氣。相關(guān)研究表明，空氣中負(fù)氧離子達(dá)到一定濃度后，對人體健康有益，因此負(fù)氧離子作為重要的森林資源，備受城市居民的青睞，空氣負(fù)氧離子水平也成為評價旅游環(huán)境空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)[1-3]。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

浙江省溫州市泰順縣是國家生態(tài)縣、國家重點生態(tài)功能區(qū)，縣域生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，森林覆蓋率達(dá)75.6%，是國家級生態(tài)示范區(qū)、省級生態(tài)縣，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況自2005年以來保持全省第一。2018年，泰順縣榮獲2018年“中國天然氧吧”創(chuàng)建地區(qū)稱號。

1.2 研究方法

選取2018年12月至2020年3月小時觀測數(shù)據(jù)，對24小時負(fù)氧離子濃度值進(jìn)行平均，并選取同時、同地的其他氣象要素值。季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)為：冬季12月—次年2月、春節(jié)3—5月、夏季6—8月、秋季9—11月。

2 結(jié)果與分析

2.1 負(fù)氧離子濃度與地域差異的分析

經(jīng)統(tǒng)計，泰順縣羅陽鎮(zhèn)打鑼坪站與湖濱花園站年平均負(fù)氧離子濃度分別為1 742個/cm3，2 485個/cm3。如圖1兩站負(fù)氧離子濃度數(shù)據(jù)表明，森林公園高于郊區(qū)曠野。這說明在環(huán)境影響下，空氣負(fù)氧離子濃度會發(fā)生較大的變化，而且受地域的不同并隨時間發(fā)生改變。1）隨著植被覆蓋率的增大，負(fù)氧離子的濃度也增大。樹木和花卉能釋放大量的揮發(fā)性芳香物質(zhì)等，可引起林區(qū)內(nèi)空氣出現(xiàn)電離，而且綠地和樹木能除塵，湖濱公園植被種植率、種類遠(yuǎn)高于打鑼坪山。2）負(fù)氧離子濃度隨河流水體距離遠(yuǎn)近而變化。湖濱公園旁有護(hù)城河環(huán)繞，打鑼坪山自2017年起，陸續(xù)建有上山臺階、水泥路等，附近無水體及河流。3）負(fù)氧離子濃度隨人類活動密集程度而變化。湖濱公園距交通主干道約500 m，大于打鑼坪山的100 m，且打鑼坪山北面是育才小學(xué)、南面是云壽路主干道，人類活動及大量汽車尾氣影響負(fù)氧離子停留期。

2.2 負(fù)氧離子濃度變化分析

2.2.1 月變化

從圖1看出，湖濱公園月平均最大濃度值為4 193個/cm3，出現(xiàn)在2019年8月;月平均最小濃度值為

1 764個/cm3，出現(xiàn)在2019年3月;打鑼坪最大濃度值為7 253個/cm3，出現(xiàn)在2019年8月;月平均最小濃度值為710個/cm3，出現(xiàn)在2019年3月。

雖然兩個站點數(shù)據(jù)不一，但月平均負(fù)氧離子濃度變化規(guī)律基本一致，濃度最高出現(xiàn)在夏季（6—8月），其次是秋季（9—11月），2019年月平均濃度最大值出現(xiàn)在8月，月平均濃度最小值出現(xiàn)在3月。

2.2.2 日變化

負(fù)氧離子濃度表現(xiàn)出顯著的季、月、日變化規(guī)律。因此就2019年12月7日（陰天且無特殊天氣）兩個站點的負(fù)氧離子濃度進(jìn)行討論。由圖2知，負(fù)氧離子濃度變化呈W型，3個較高峰值在4：00、13：00、23：00前后，較低谷值在8：00和18：00前后，日變化表現(xiàn)為夜間高、白天低，夜間后期、晨間早期這兩個時段出現(xiàn)最大值，最小值在早晨與黃昏時段。早、晚上班的高峰期，人流、車流較大，空氣氣溶膠粒子的密度較高，負(fù)氧離子減少;入夜后人類活動減少，空氣氣溶膠的粒子密度下降，而負(fù)氧離子濃度增大。

2.3 負(fù)氧離子濃度與氣象要素相關(guān)性分析

2.3.1 與溫度相關(guān)性

選取泰順縣氣象局觀測站2019年同區(qū)域全年溫度和負(fù)氧離子數(shù)據(jù)，進(jìn)行回歸分析，得到溫度和負(fù)氧離子濃度的回歸方程。由圖3可看出，負(fù)氧離子濃度與溫度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為117.7，表明負(fù)氧離子濃度隨著溫度升高而加大。主要是因為隨著光照強(qiáng)度增大，氣溫升高，植物光合作用產(chǎn)生更強(qiáng)的放電，負(fù)氧離子濃度隨之增加，反之溫度下降，植物不產(chǎn)生強(qiáng)的尖端放電，負(fù)氧離子的濃度就會降低。

2.3.2 與相對濕度的相關(guān)性

分析圖4，得出相對濕度與負(fù)氧離子濃度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)3.816 7，可見負(fù)氧離子隨濕度增加而加大。負(fù)氧離子在空氣中以O(shè)2-（H2O）n的形式存在，具有一定的穩(wěn)定性，空氣濕度增大表明其中的水分子增多，更多的O2-去結(jié)合水分子，相應(yīng)就會加大負(fù)氧離子濃度。

2.3.3 和雷電、降水的相關(guān)性

經(jīng)統(tǒng)計，有降水日的負(fù)氧離子濃度達(dá)1 764個/cm3，明顯大于無降水日1 403個/cm3，而且從圖1可明顯看出，負(fù)氧離子在3月、7—9月陡增，經(jīng)核查，這期間是泰順縣多雨季節(jié)，均有明顯雷雨日，強(qiáng)大雷電會使空氣產(chǎn)生大量生態(tài)級負(fù)氧離子。由此可推斷，日降水量和負(fù)氧離子濃度關(guān)系為正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為22.662，負(fù)氧離子隨降水量加大而加大。

3 結(jié)論

1）在負(fù)氧離子濃度上，泰順縣羅陽鎮(zhèn)打鑼坪站與湖濱花園站年平均負(fù)氧離子濃度分別為1 742個/cm3，

2 485個/cm3，空氣清新程度為非常清新和特別清新，利于人體健康。

2）森林植被覆蓋率、離水體距離、人類活動等都會影響負(fù)氧離子濃度變化。

3）負(fù)氧離子濃度與氣象要素關(guān)系密切，與氣溫、相對濕度、降水量和雷電呈線性正相關(guān)，泰順縣負(fù)氧離子濃度高，適宜人類長期居住。

4）此次研究是在泰順縣2019—2020年觀測資料數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上給出的，因文章資料年份少，所取樣本量也少，得出的結(jié)論存在局限性。隨著觀測和研究的深入開展，對負(fù)氧離子的分析會更為完善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何寧，林明麗，趙紅云，等.湘潭負(fù)氧離子濃度變化與氣象要素的相關(guān)分析[J].貴州氣象，2016，40（2）：65-69.

[2] 蔣翠花，吳新勝，王文清，等.宿遷市區(qū)負(fù)氧離子濃度變化與氣象要素相關(guān)分析[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2011，31（8）：55-58.

[3] 陳斌，孫林燕.空氣負(fù)離子和人體健康[J].物理教師，2005，26（11）：51.

（責(zé)任編輯：趙中正）