沈阳市不同绿地类型对空气颗粒物的吸收特征研究

盛园菊，祖诗原

（1.辽宁省沈抚示范区市政建设有限公司，辽宁 抚顺 113122；2.沈阳农业大学，辽宁 沈阳 110866）

随着我国城市化进程的快速发展，其所带来的城市环境问题也越来越严重，其中大气颗粒物浓度的增加不仅影响城市的环境和能见度，也会对人类健康产生负面影响。沈阳作为我国东北地区的主要城市及重工业城市，其城市环境不容乐观。根据《2019年沈阳市环境质量公报》，沈阳市环境空气质量（AQI）为I级（优秀）的天数仅为69天，而轻度污染、中等污染、重度污染和严重污染的天数达81天。在污染的天数中，细颗粒物（PM2.5）占54.3%，是主要污染物，颗粒物PM10占6.2%。根据以往的研究，城市中的绿地及植被在净化环境中有重要的作用，不但可以阻挡和吸附大气中的污染物，而且能通过自身的功能将污染物转移和储存在土壤中。因此，增加城市绿地覆盖面积，合理配置绿地结构，利用城市绿地滞纳吸附颗粒物以减轻空气颗粒污染是比较经济和有效的方法。

本文分别沈阳市的不同区域的绿地类型，分别为校园绿地——沈阳农业大学校园、公园绿地——沈阳农业大学植物园，采用定点监测测法，揭示不同城市绿地类型对空气颗粒物PM10和PM2.5的吸收特征，并通过监测颗粒物浓度日、月、季变化及其与气象因子之间的关系，探究不同城市绿地类型及其植物群落对颗粒物浓度的影响机制，为沈阳市绿地管理和环境建设提供科学依据。

1 研究区概况和研究方法

1.1 研究区概况

沈阳农业大学位于沈阳市东部，临近东陵公园，沈阳农业大学植物园和沈阳农业大学校园分别位于沈阳农业大学西边和校内，本文共选择17处地点作为监测对象。监测时间为2019年9月至2020年9月，每个月份中至少选取两个天气晴朗的时间进行监测，颗粒物和气象因子同时监测。空气颗粒物的监测仪器为符合粉尘监测国家标准的Dustmate粉尘检测仪，气象数据采用便携式温湿度检测仪监测。

1.2 数据处理

运用Excel2019和SPSS21.0软件进行本文的数据分析和处理，显著水平设置为a=0.05。

2 结果分析

2.1 不同城市绿地类型内颗粒物浓度的变化规律

如图1～图3所示，空气颗粒物浓度整体冬季大于秋季大于夏季和春季，这可能与沈阳地区的天气、供暖和区域性的建设施工有关；不同月份中，以9月和12月浓度最高，且日变化的最高值也分别出现在9月和12月。公园绿地和校园绿地之间，秋季和春季以公园绿地大于校园绿地为主，冬季和夏季则相反；日变化的差异最大值则出现在冬季12月24日，以校园绿地远超公园绿地为主；当日急剧降温，颗粒物浓度却显著上升，导致沈阳市出现严重的雾霾天气，同时校园的人为活动也加大了颗粒物的浓度。

图1 不同类型绿地颗粒物浓度的日变化

图3 不同类型绿地颗粒物浓度的季节变化

空气颗粒物PM10和PM2.5之间，均以PM10的浓度稍高于PM2.5为主，这说明沈阳市的空气颗粒物仍以污染较大的大颗粒为主，这与颗粒物较多的来源于化石燃料的燃烧和汽车尾气的排放也有关。

图2 不同类型绿地颗粒物浓度的月变化

2.1 空气颗粒物浓度与气象因子的关系

通过分别对公园绿地和校园绿地四个季节不同气象条件下植物群落中颗粒物的变化规律进行分析，结果表明气象因子对颗粒物浓度大小具有重要的作用（表1）。以公园绿地和校园绿地的监测点为例，颗粒物PM10比PM2.5的日变化均与空气湿度呈显著的正相关，且校园绿地中颗粒物PM10浓度比颗粒物PM2.5浓度的关系更为密切，这与以往的研究结果相似。如有研究表明北京的冬季和春季颗粒物PM10和PM2.5的浓度和湿度之间的关系，颗粒物PM10的平均浓度比颗粒物PM2.5的浓度更容易受到湿度的影响，这可能与相同的气象条件下，颗粒物PM10的扩散、稀释、沉降和运输作用都同时变好结果是相似的。同时，颗粒物浓度受空气温度和风速的影响较小。而与空气温度和湿度不同，风速对颗粒物浓度均呈一定的负相关，这与风的疏散作用有关。

表1 不同绿地颗粒物浓度与气象因子的偏相关系数

3 结论

沈阳市校园绿地和公园绿地的空气颗粒物（PM10和PM2.5）浓度整体上以冬季最大，夏季和春季最小，不同月份中，以9月和12月浓度最高，且日变化的最高值同样出现在9月和12月，这与该地区特殊的地理位置和气候条件紧密相关。此外，秋季和春季时公园绿地的颗粒物浓度要大于校园绿地，而冬季和夏季则相反。对空气颗粒物浓度与气象因素的关系进行分析表明，空气颗粒物浓度受空气湿度的影响最大，空气湿度越大，颗粒物浓度则越小；同时，颗粒物浓度受风速的影响也较大，这为沈阳市公园绿地和校园绿地的颗粒物功能调控提供了参考。