盛園菊,祖詩原
(1.遼寧省沈撫示范區(qū)市政建設有限公司,遼寧 撫順 113122;2.沈陽農業(yè)大學,遼寧 沈陽 110866)
隨著我國城市化進程的快速發(fā)展,其所帶來的城市環(huán)境問題也越來越嚴重,其中大氣顆粒物濃度的增加不僅影響城市的環(huán)境和能見度,也會對人類健康產生負面影響。沈陽作為我國東北地區(qū)的主要城市及重工業(yè)城市,其城市環(huán)境不容樂觀。根據(jù)《2019年沈陽市環(huán)境質量公報》,沈陽市環(huán)境空氣質量(AQI)為I級(優(yōu)秀)的天數(shù)僅為69天,而輕度污染、中等污染、重度污染和嚴重污染的天數(shù)達81天。在污染的天數(shù)中,細顆粒物(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,而且能通過自身的功能將污染物轉移和儲存在土壤中。因此,增加城市綠地覆蓋面積,合理配置綠地結構,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)濟和有效的方法。
本文分別沈陽市的不同區(qū)域的綠地類型,分別為校園綠地——沈陽農業(yè)大學校園、公園綠地——沈陽農業(yè)大學植物園,采用定點監(jiān)測測法,揭示不同城市綠地類型對空氣顆粒物PM10和PM2.5的吸收特征,并通過監(jiān)測顆粒物濃度日、月、季變化及其與氣象因子之間的關系,探究不同城市綠地類型及其植物群落對顆粒物濃度的影響機制,為沈陽市綠地管理和環(huán)境建設提供科學依據(jù)。
沈陽農業(yè)大學位于沈陽市東部,臨近東陵公園,沈陽農業(yè)大學植物園和沈陽農業(yè)大學校園分別位于沈陽農業(yè)大學西邊和校內,本文共選擇17處地點作為監(jiān)測對象。監(jiān)測時間為2019年9月至2020年9月,每個月份中至少選取兩個天氣晴朗的時間進行監(jiān)測,顆粒物和氣象因子同時監(jiān)測??諝忸w粒物的監(jiān)測儀器為符合粉塵監(jiān)測國家標準的Dustmate粉塵檢測儀,氣象數(shù)據(jù)采用便攜式溫濕度檢測儀監(jiān)測。
運用Excel2019和SPSS21.0軟件進行本文的數(shù)據(jù)分析和處理,顯著水平設置為a=0.05。
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,這可能與沈陽地區(qū)的天氣、供暖和區(qū)域性的建設施工有關;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,以校園綠地遠超公園綠地為主;當日急劇降溫,顆粒物濃度卻顯著上升,導致沈陽市出現(xiàn)嚴重的霧霾天氣,同時校園的人為活動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,這說明沈陽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源于化石燃料的燃燒和汽車尾氣的排放也有關。
圖2 不同類型綠地顆粒物濃度的月變化
通過分別對公園綠地和校園綠地四個季節(jié)不同氣象條件下植物群落中顆粒物的變化規(guī)律進行分析,結果表明氣象因子對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)測點為例,顆粒物PM10比PM2.5的日變化均與空氣濕度呈顯著的正相關,且校園綠地中顆粒物PM10濃度比顆粒物PM2.5濃度的關系更為密切,這與以往的研究結果相似。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的擴散、稀釋、沉降和運輸作用都同時變好結果是相似的。同時,顆粒物濃度受空氣溫度和風速的影響較小。而與空氣溫度和濕度不同,風速對顆粒物濃度均呈一定的負相關,這與風的疏散作用有關。
表1 不同綠地顆粒物濃度與氣象因子的偏相關系數(shù)
沈陽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。此外,秋季和春季時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。對空氣顆粒物濃度與氣象因素的關系進行分析表明,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??;同時,顆粒物濃度受風速的影響也較大,這為沈陽市公園綠地和校園綠地的顆粒物功能調控提供了參考。