沈陽(yáng)市不同綠地類型對(duì)空氣顆粒物的吸收特征研究

盛園菊，祖詩(shī)原

（1.遼寧省沈撫示范區(qū)市政建設(shè)有限公司，遼寧 撫順 113122；2.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，遼寧 沈陽(yáng) 110866）

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，其所帶來(lái)的城市環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，其中大氣顆粒物濃度的增加不僅影響城市的環(huán)境和能見(jiàn)度，也會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生負(fù)面影響。沈陽(yáng)作為我國(guó)東北地區(qū)的主要城市及重工業(yè)城市，其城市環(huán)境不容樂(lè)觀。根據(jù)《2019年沈陽(yáng)市環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》，沈陽(yáng)市環(huán)境空氣質(zhì)量（AQI）為I級(jí)（優(yōu)秀）的天數(shù)僅為69天，而輕度污染、中等污染、重度污染和嚴(yán)重污染的天數(shù)達(dá)81天。在污染的天數(shù)中，細(xì)顆粒物（PM2.5）占54.3%，是主要污染物，顆粒物PM10占6.2%。根據(jù)以往的研究，城市中的綠地及植被在凈化環(huán)境中有重要的作用，不但可以阻擋和吸附大氣中的污染物，而且能通過(guò)自身的功能將污染物轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)存在土壤中。因此，增加城市綠地覆蓋面積，合理配置綠地結(jié)構(gòu)，利用城市綠地滯納吸附顆粒物以減輕空氣顆粒污染是比較經(jīng)濟(jì)和有效的方法。

本文分別沈陽(yáng)市的不同區(qū)域的綠地類型，分別為校園綠地——沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)校園、公園綠地——沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物園，采用定點(diǎn)監(jiān)測(cè)測(cè)法，揭示不同城市綠地類型對(duì)空氣顆粒物PM10和PM2.5的吸收特征，并通過(guò)監(jiān)測(cè)顆粒物濃度日、月、季變化及其與氣象因子之間的關(guān)系，探究不同城市綠地類型及其植物群落對(duì)顆粒物濃度的影響機(jī)制，為沈陽(yáng)市綠地管理和環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)位于沈陽(yáng)市東部，臨近東陵公園，沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物園和沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)校園分別位于沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)西邊和校內(nèi)，本文共選擇17處地點(diǎn)作為監(jiān)測(cè)對(duì)象。監(jiān)測(cè)時(shí)間為2019年9月至2020年9月，每個(gè)月份中至少選取兩個(gè)天氣晴朗的時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)，顆粒物和氣象因子同時(shí)監(jiān)測(cè)。空氣顆粒物的監(jiān)測(cè)儀器為符合粉塵監(jiān)測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的Dustmate粉塵檢測(cè)儀，氣象數(shù)據(jù)采用便攜式溫濕度檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)。

1.2 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel2019和SPSS21.0軟件進(jìn)行本文的數(shù)據(jù)分析和處理，顯著水平設(shè)置為a=0.05。

2 結(jié)果分析

2.1 不同城市綠地類型內(nèi)顆粒物濃度的變化規(guī)律

如圖1～圖3所示，空氣顆粒物濃度整體冬季大于秋季大于夏季和春季，這可能與沈陽(yáng)地區(qū)的天氣、供暖和區(qū)域性的建設(shè)施工有關(guān)；不同月份中，以9月和12月濃度最高，且日變化的最高值也分別出現(xiàn)在9月和12月。公園綠地和校園綠地之間，秋季和春季以公園綠地大于校園綠地為主，冬季和夏季則相反；日變化的差異最大值則出現(xiàn)在冬季12月24日，以校園綠地遠(yuǎn)超公園綠地為主；當(dāng)日急劇降溫，顆粒物濃度卻顯著上升，導(dǎo)致沈陽(yáng)市出現(xiàn)嚴(yán)重的霧霾天氣，同時(shí)校園的人為活動(dòng)也加大了顆粒物的濃度。

圖1 不同類型綠地顆粒物濃度的日變化

圖3 不同類型綠地顆粒物濃度的季節(jié)變化

空氣顆粒物PM10和PM2.5之間，均以PM10的濃度稍高于PM2.5為主，這說(shuō)明沈陽(yáng)市的空氣顆粒物仍以污染較大的大顆粒為主，這與顆粒物較多的來(lái)源于化石燃料的燃燒和汽車尾氣的排放也有關(guān)。

圖2 不同類型綠地顆粒物濃度的月變化

2.1 空氣顆粒物濃度與氣象因子的關(guān)系

通過(guò)分別對(duì)公園綠地和校園綠地四個(gè)季節(jié)不同氣象條件下植物群落中顆粒物的變化規(guī)律進(jìn)行分析，結(jié)果表明氣象因子對(duì)顆粒物濃度大小具有重要的作用（表1）。以公園綠地和校園綠地的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為例，顆粒物PM10比PM2.5的日變化均與空氣濕度呈顯著的正相關(guān)，且校園綠地中顆粒物PM10濃度比顆粒物PM2.5濃度的關(guān)系更為密切，這與以往的研究結(jié)果相似。如有研究表明北京的冬季和春季顆粒物PM10和PM2.5的濃度和濕度之間的關(guān)系，顆粒物PM10的平均濃度比顆粒物PM2.5的濃度更容易受到濕度的影響，這可能與相同的氣象條件下，顆粒物PM10的擴(kuò)散、稀釋、沉降和運(yùn)輸作用都同時(shí)變好結(jié)果是相似的。同時(shí)，顆粒物濃度受空氣溫度和風(fēng)速的影響較小。而與空氣溫度和濕度不同，風(fēng)速對(duì)顆粒物濃度均呈一定的負(fù)相關(guān)，這與風(fēng)的疏散作用有關(guān)。

表1 不同綠地顆粒物濃度與氣象因子的偏相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論

沈陽(yáng)市校園綠地和公園綠地的空氣顆粒物（PM10和PM2.5）濃度整體上以冬季最大，夏季和春季最小，不同月份中，以9月和12月濃度最高，且日變化的最高值同樣出現(xiàn)在9月和12月，這與該地區(qū)特殊的地理位置和氣候條件緊密相關(guān)。此外，秋季和春季時(shí)公園綠地的顆粒物濃度要大于校園綠地，而冬季和夏季則相反。對(duì)空氣顆粒物濃度與氣象因素的關(guān)系進(jìn)行分析表明，空氣顆粒物濃度受空氣濕度的影響最大，空氣濕度越大，顆粒物濃度則越?。煌瑫r(shí)，顆粒物濃度受風(fēng)速的影響也較大，這為沈陽(yáng)市公園綠地和校園綠地的顆粒物功能調(diào)控提供了參考。