（环境科学专业论文）城市空气离子浓度的时空变化特征及其与环境因子的相关关系.pdf

堡童笙墨熙王堕塞照壁童寒堡鲎篓熟苎兰堑堡塑置堕塑蒸差墨 下垫面 乔攀双层鳝构下垫面 乔灌双层结构下稳面，莽灌荤复屡结构下垫面，空 气枣离子浓魔曩 | 相反。 下垫蕊糍气离子浓艘与环境因子有关，空气小负离子浓度与可吸入颗粒物浓 泼( p m l 。) 的受楣美鼹繁，与橇被三维绿量的照相关显著，置信嶷大予9 9 9 ； 空气大雁离子浓度与p m l o 的正相关显著，与植被三雄绿量的负相关照蒋，置信 发大于9 9 ；下垫嚣鹣三维绿壁与p m ，。毒在驻著麴黠数受相关，稳关系数为 e s s ，莲薅魔丈予9 9 9 。辕审空气小，大褰予浓度毙蠖( n n ) 与下垫疆温度歪 线性负相关，与下垫丽瀑度呈线性j e 相关，与下垫面风速、太阳辐射量等气象因 子的相关性不显著。p m m 和三缭绿缀是决宠下热面空气清滴度的荚键环境困予， 下垫面温度以及湿度等气象因子对空气离予影响很小。 关键词：典溅功能透；典型下垫瑟；空气藕予浓度；分毒特征；上海徐汇区 圭鼗嫂堕查兰堡主鲎堡笙苎 a b s t r a c t a i rn e g a t i v e i o ni sp r a i s e da sa i rv i t a m i n , a n di ti so fa d v a n t a g et om a l l sh e a l t h ， a i rn e g a t i v e i o nc o n c e n t r a t i o nh a sb e e na ni m p o r t a n ti n d e xi ne v a l u a t i n gc l e a n n e s so f 妞a r e aa i r t h ep a p e rt o o kx u h u id i s t r i c to fs h a n g h a if o re x a m p l e ，s t u d i e dt h e t e m p o r a l - s p a t i a lv a r i e t yc h a r a c t e r i s t i co fa i r i o nc o n c e n t r a t i o n ，a n dt h ee o r r e l a t i v i t y b e t w e e na i v i o nc o n c e n t r a t i o na n de n v i r o n m e n t a lf a c t o r so nt y p i c a lg r o u n di nd i f f e r e n t l f f b a 蜀tf u n c t i o n - a r e a t h e r ew e r em a n yf a c t o r ss u c ha sa i r - i o n , g r e e n - q u a n t i t y , p m l 0 , s o l a rm d i a n t ，t e m p e r a t u r e ，h u m i d i t ya n d 、v i n ds p e e do f e a c hs e a s o ni nu r b a ng a r d e n ， a n di nh a b i t a t i o n 。a n di nc a m p u s a n di nt r a f f i cr o a dw e r eo b s e r v e db yt h ee x p 矗m e n t d u r i n ga u g - 2 0 0 4t om a r - 2 0 0 6 + f u r t h e r ，t h ed a i l yv a r i e t yc h a r a c t e r i s t i co fa i r - i o n c o n c e n t r a t i o n ，a n ds e a s o n a lv a r i e t yc h a r a c t e r i s t i c ，a n da n n u a lv a r i e t yc h a r a c t e r i s t i c ，a n d s p a t i a lv a r i e t yc h a r a c t e r i s t i c ，a n dc o r r e l a t i v i t yb e t w e e ni t a n de n v i r o n m e n t a lf a c t o r s w e r ea n a l y z e d i t w a ss h o w e d t h a t t h e a i r - i o n c o n c e n t r a t i o n c h a n g e d o b v i o u s l y o n a t y p i c a l g r u r m d d u r i n gad a y t h em a x i m a lc o n c e n t r a t i o no fs m a l la i r - i o na p p e a r e da t1p m 。a n dt h e m i n a p p e a r e di nt f a f f i cf a s t i g i u m a n dm a x i m a lc o n c e n t r a t i o no f b i ga i r * i o na p p e a r e d a t9a v 1 t o1 3p m a n dt h em i n a p p e a r e di n 3t o4p m t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e a i r - i o nc o n c e n t r a t i o nc h a n g e do b v i o u s l yo nat y p i c a lg r o u n do v e r8y e a r t h es m a l l a i r - i o ne o n c e n t r a t i 6 nw a sh i g h e s ti ns l n n f l l a r , a n dl o w e s ti nw i m e r a n dl e s sh i g h e ri n s p r i n ga n da u t u m n t h eb i ga i r - i o nc o n c e n t r a t i o ni nw i n t e ra n ds p r i n gw a sh i g h e rt h a n i ns u m n l e ra n da u t u m n i tw a ss h o w e dt h a tt h ea n n u a lv a r i e t yc h a r a c t e r i s t i co f a i r - i o n c o n c e n t r a t i o nw a so b v i o u s 。t h ea v e r a g ev a l u ei ns h i l k w l e ra n dw i n t e ro fs m a l l p o s i t i v e - i o nw e r e4 4 0a n d3 3 0r e s p e c t i v e ，s ot h em a r u a lv a r i e t yw a s2 4 0 ；t h ea v e r a g e v a l u e i ns n l n i n e r a n d w i n t e r o f s m a l l n e g a d v e - i u n w e r e 4 5 1a n d 2 7 7r e s p e c t i v e ，s o t h e a n n u a lv a r i e t yw a s1 7 4 t h ea i r i o nc o n c e n t r a t i o nc h a n g e d o b v i o u s l yb e t w e e nt h et w o y e a r s ，t h ei n c r e a s eq u a n t i t yf r o m2 0 0 4t o2 0 0 5o ft h es m a l lp o s i t i v e i o na n ds m a l l n e g a t i v e - i o nc o n c e n t r a t i o nw e f e7 7 3a n d8 0 1r e s p e c t i v e ；t h er e d u c eq u a n t i t yf r o m2 0 0 4 t o2 0 0 5o ft h eb i gp o s i t i v e - i o na n d b i gn e g a t i v e - i o nc o n c e n t r a t i o nw e r e6 3 8a n d5 8 7 r e s p e c t i v e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea i r - i o ne o n e e n t r 采i o nc h a n g e do b v i o u s l yi nd i f f e r e n t u r b a nf t m c t i o n - a r e a i t t l es m a l ln e g a t i v e - i o nc o n c e n t r a t i o nw a s h i g h e ri ng a r d e na r e a t h a ni nh a b i t a t i o n ，i nc a m p u s ，a n di nt r a f f i cr o a d t h es m a l lp o s i t i v e - i o nc o n c e n t r a t i o n w a sl o w e ri ng a r d e na r e at h a ni nh a b i t a t i o n ，i nc a m p u s ，a n di nt r a f f i cm a d t h eb i g 6 塑壹塞墨塞王鎏壅些堕至壅些堑堑墨曼皇! 堕里王鲤搁苎差至 a l r a o nc o n e e n t r a t i o uw a sh i g h e ri t t 饿d cm a df l l a nhh a b i t a t i o n ，讯c a m p u s , a n di n g a r d e na r e a i tw a ss h o w e dt h a tt h ea i r - i o nc o n c e n t r a t i o nc h a n g e do b v i o u s l yo na d i f f e r e n ts t r u c t u r e g r o u n d o fd i f f e r e mu r b a nf u n c t i o n - a r e a t h eb i g a i r - i o n c o n c e n t r a t i o nw a sh i 曲e ro ns t a r m c hg r o u n dt h a no ns i n g l el a w ng r o u n dt h a nd o u b l e s h r u ba n dl a w ng r o u n dt h a nd o u b l ea r b o ra n dl a w ng r o u n dt h a nd o u b l ea r b o ra n ds h r u b g r o u n da n dm u l t i l a y e rg r o u n d ，a n dt h es m a l la i r - i o nc o n c e n t r a t i o nw a s o nt h ec o n t r a r y t h e r ew e r er e l a f t o n sb e t w e e na i r - i o nc o n c e n t r a t i o na n de n v i r o n m e n f a lf a c t o r s 。 t h e r e w a s n e g a t i v e c o r r e l a t i o n b e t w e e ns m a l l a i r n e g a t i v e i o n a n d p m l 0 ，a n d t h e m w a s p o s f f i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e ns m a l la i rn e g a t i v e i o na n dg r e e n - q u a n t i t y t h e r ew a s p o s i t i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e nl a r g ea i rp o s i t i v e - i o na n dp m l o ；a n dt h e r ew a sn e g a t i v e c o r r e l a t i o nb e t w e e nl a r g ea i rp o s i t i v e i o na n dg r e e n - q u a n t i t y t h e r ew a sl i n e a r i t y n e g a t i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e nn na n dg r o u n d - t e m p e r a t u r e ，a n dt h e r ew a sl i n e a r i t y p o s i t i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e nn f na n dg r o u n d h u m i d i t y , a n dt h e r ew a sn od i s t i n c t c o r r e l a t i o nb e t w e e nn na n dw i n ds p e e d a n ds o l a r - r a d i a n t p m l oa n dg r e e n - q u a n t i t y w e r et h et w op i v o t a lf a c t o r st ot h ea i rc l e a n n e s so fu r b a ng r o u n d ，h o w e v e r ，t h e m e t e o r o l o g i c a lf a c t o r ss u c h8 sg r o a n d - t e m p e r a t u r ea n dg r o u n d - h u m i d i t ym a k el i t t l e e f f e c tt ot h ea i r - i o n k e yw o r d s ：t y p i c a lf u n c t i o n - a r e a ，t y p i c a lg r o u n d ，a l v i o nc o n c e n t r a t i o n ，d i s t r i b u t i n g e h a r a c t e r i s t i e ，x t t h u id i s t r i c to f s h a n g h a i 7 城市宝气离子浓度的时空变化特征及其与环境因子的相关关系 引言 随着我国国民经济的持续快速增长，伴随着工业和交通运输业的不断发展， 城市大气污染严重，改变了自然环境的空气组成，破坏了生态环境的平衡，使褥 城镇空气负离子浓度降低，甚至到零水平i l 】。上海作为个国际性的大都市，环 境问题f ：t 般显著，改饕生活环境质量已成兔广丈人民群众的共同要求和政府迫切 需要解决的问题。 2 0 0 3 年，上海市环境空气质避优良天数为3 2 5 天，优良率为8 9 ，而2 0 0 4 年优良天数为3 1 1 天，优良率为8 5 ，空气质量优照天数比2 0 0 3 华减少了1 4 天，降低了近4 个百分点2 “。2 0 0 5 年与2 0 0 3 年相比，全市隧域降尘下降了2 9 4 ， 空气质量优良率连续3 年稳定在8 5 以上 4 1 。 上海城市空气污染类型是从煤烟型向石油型转变的复合型污染，反映城市空 气污染状况的p m - o 、s 0 2 和n o x 等主要大气指标，在城市不同功能区表现为不 同的污染状况。然而这些大气污染指标都是从污染物本身来反映和评价城市功能 区的受污染程度，而反映和评价城市功能区环境空气质璧正效应的指标却较少。 因此，本文g l k t 城市空气离子这指标来研究城市功能区及其下垫面的空气成 量。 中性的空气分子在某种外力( 雷电、紫外线、宇宙射线、地壳放射性元素辐 射等) f l z 用下，有些外层电子会摆脱原子核姻束缚而跃出规则轨道变成自由电子。 这些自由电子很快附着在气体分子或原子上，而且特别容易附着在氧分子或水分 子上，形成负离子，失去了电子的空气分子或原子则成为正离子。空气离子一般 只带有一个单位的正魄荷或负电赫，其电量等于个电子所带的电畿，即1 6 x 1 0 1 库仑。空气离子稂容易吸附其周围的几个到十几个中性分子或原子，从而形 成带电荷的小分子团，称为小离予，其直径大约为1 0 - 8 _ 1 0 - 7 c n ；当小离子遇上 气溶胶时，则被俘获形成中离予；如果气溶胶粒径较大或重量较大，则成为大离 子，其体积比小离子大数千至数万倍【5 】o 城市愿琵的日常生活和生产楚在城市不同功能区中进行的，丽备耪生活、生 产活动又是在不同下蛰面上进行的。因此，研究城市不同功能区典型下垫面的空 气离子水平、时空变化规律及其与周围环境要素的相关关系，有利于为人们的戢 点壅壁篷点兰鍪_ 点塞燕整苎 鬻生疆和生产活动擒供参考，为城市生态建设中的绿他结构和植物配鬣提供参 考，为城袁生杰皱构帮髑、功熊缭擒糕划鲸合理姓评徐提供静简单快撼、切实 霹行约救测乎段，具袁寓际意义。 笔赣子2 0 0 4 每爱攀至弱年藩攀豹弼攀瓣鞫内，在譬簿的悉心搬导下，域 徐汇区为例，对城市壹黉葫能醒酶典整下垫面进行了空气离子野辨骥l 蕊，淘时测 篷典型下叠衡的稻美螺境强子。本颁翳的磷究，裙步骥确了上海城窜不瓣功戆送 典型下垫谣的空气离子浓度的时空交往特链及葵与环辘谶予的相关关系。 城市空气离子浓度的时空变化特征及萁与环境困予的相关关系 空气褰子的圜内终爵突综述 1 1 空气离子在不问领域内戚用的研究 一令多夔纪鞋采，雹疼外学番对空气囊予浆产生、生纺擎效应、躲寨医疗 棼 用、卫生保健作用以及环境卫生效应等作了大量的研究。目前有关空气离子的理 论和技术融被应用予报多领域，如医学、工业、农业、环境、旅游蒋行业。 1 1 1 空气负离子在临床医学方狮的研究 旱在1 7 8 0 年，b e r t h o l o n 在其著作中即掇出了大气啜裹会对正紫太及病人的 健康产生彩响 6 1 。 1 9 0 3 年苏联学者a bc o k o s o b 首先发表了空气带电状态对机体发生影响的 凌文，势蝰空气受离予瑶寒治疗疾癌髑。 空气负离子在临床上进行治疗的疾病主爰有呼吸系统疾病、循环系统疾病、 消化系统疾病、五官科疾病、内分泌系统疾瘸、神经系统痰病、皮肤及外科疾病、 脾瘤及斑液病等锄一f 。 一 当空气中负离子的浓度较高时，能抑制多种病菌的繁殖，降低威压和消除疲 劳，健避人傣貔瑟黪代谢，调节裙促进人钵黪生长发鸯。受囊子黠予入薅魏生长 发育和防治疾病方面具有许多积极作用：( 1 ) 改善肺器宙功能，改善呼吸系统绒 毛的清浩：e 作效率；( 2 ) 降低血压增强心肌功能以及镇痛、改善睡眠、促进新陈 代落等；( 3 ) 能疆嚣缁藩静维嚣整璇或细惹原璺三麓活性酶静活性，跌蕊迭餮抗菌杀 菌的目的；( 4 ) 能增加警觉性，增加想象力，提高工作效率；( 5 ) 增强免疫系统功 能；( 6 受离子对于呼吸道、支气簿疾病、馒瞧鼻炎、彝蜜炎、镛头疼、更年期 综合症、慢性皮肤病等其有显著的辅助治疗作用，且无任何副作用 ”j 。 d e l e a n u 的研究袭明空气负离子可以预防胃溃疡发展和治疗胃溃疡i t 6 ： s h a l n o v 接整，空气辫子讫可敬氆强天体免疫功能f ”i 。 1 , 1 2 空气负离子在生物学效应方两的研究 1 9 3 2 年美蘑c r a 公霹静d r c l a r e n c eh a n s e t t 发弱了世界上第一台医用空气 负离子发生器，并开始研究离子的生物效应，从此，空气煎离子研究在欧、美、 r 各国开贻普及【l 。 上海师范大学硕士学位论文 空气负蒜子其有多秘生物学效艇，势能影礁人体的多项生理指标，生要通过 呼吸道作用于人体：一照刺激神经作用；二是影响细胞电代谢u ”。 在农业上，用负氧离子处理黄瓜，能促进檬物体内激素合成增效，增强某些 浆弱活力，援舞檀兹缳楚、结实、建莱率，嚣魏生产上被蠲予处理獯镑稿果实， 还可用于果实、蔬菜的保鲜叫。吲；负离子能促使大麦、燕麦、莴苣生长，使液 培植物生长率增加5 0 i ”。在畜牧业上，负离子可以提高家禽肉和鬣的产量， 辫提高孵亿率啦。 g o l d s t e i n 发现动物在准中性电离大气中加速死亡，说明大气中负离子是生 念掰必嚣豹，窀与滔性载捷氧佳有关咎目；s t a u r o u s k a i a 对大鬣缀入空气受离子螽 的情况进行了研究，发现负离子可以改善肝脑匀浆中线粒体的呼吸率，提高 a d p o ( 二磷酸腺苷氧) 比值口w 。 1 1 3 空气负离子在保谶功能方面蚋讲究 空气负离子被誉为“空气维生索帮生长素”，对人体健康十分有益。一些研 究表明，当空气负离子浓度达至l7 0 0 个c m 3 酸上时有益予人体健康，达捌1 0 0 0 0 个c m 3 以上则可以治病p 伽。 近年寒拣l 牟多磺究裘鲷，空气受凌子攘鑫物孛豹维生素榉，对大粒魂耪虽 然需要不多，但长期缺少，就会影响机体的正常生理活动，甚至引起痰病。负离 子的保健作厢主要表现在：( 1 ) 能调节神经系统功能，使神经系统的磐奁和抑制 过程正常纯；( 习可热蕊麟藩我l 鑫 ，健迸血液镶环，使盎缀绥施带电量增攘，盎 沉减少，血小板和血蛋白增加，红细胞上升，白细胞减少：( 3 ) 可促进人体内形 成维生素及贮存维生素的 乍用；( 4 ) 魅使酐、蟹、艟等组织豹氧化过程热速，著 撬高其功能；( 5 ) 能使气管壁松驰，加强管壁纤毛活动，改蒋呼吸系统功能；( 6 ) 正离子能使m 管收缩，煎离子使血管扩张，改善循环系统功能口”。 久工空璃系统螽致翁“空谖综会症”赠与塞蠹映乡空气受离子等嚣豢蠢关， 可以在室内种植一些绿截植物，以增加空气负离子含量，改善室内环境口m 。 城市中缺乏空气负离子是导致现代城市人群“文明病”的原因之一3 3 1 。 1 1 4 空气负离子在风景旅游、疗养迸方面的研究 肖以华3 等对广州带率罄蜂山森林公园的空气离子浓度岔量和空气潞净凄等 塑里薹曼塑王苎塞些照耋壅些楚堑热整量堑塑里：呈墅翅茎薹墨 进行了测定，结果袭冁，幄峰由森林公园蛇不同环境中空气负离子台量邦很离， 都能达到7 0 0 个，c m o 以上，特别怒在有水体的环境中，空气负离子浓度极高而鼠 空气高度清洁。 李飞等9 5 1 磅究发蕊，曦耀d l 疗葬区室辩空气受篱予篷蕊均箧为1 8 3 7 3 夸 e m 3 ，各攀度的负离予浓度以第三季度最高，平均为2 7 3 8 5 个c m 3 ，7 月份负离 子浓度最懿，平均值为3 8 6 3 3 个c m 3 ，负蓠予日变化以8 点最高，平均为3 7 0 2 6 + e m 3 。 吴楚树p q 【”1 对桃源洞国家森林公园的空气负离予含最作了测定，发现比城 邦或城市痨蠹裹塞8 0 1 6 0 0 售，空气蹇度溥涪；毒岳缀瞧浆马尾松蕻孛空气受 离子浓度为1 2 0 0 2 0 0 0 个c m 3 ，纯林的空气负离子水平在9 0 0 2 0 0 0 个c m 3 ， 针叶树林空气负离子浓度平均为1 5 0 7 个c m 3 ，阔叶树林空气负离子浓度平均为 1 1 6 1d - c m 3 ，撬翊蕾潮的丁家内疗养基琏空气受离子浓发为6 7 2 个惫m 3 醐。 王层林【4 ”对黄山风景区的空气负离子浓度进行了研究，发现夏攀最高，各景 点浓度都在1 0 0 0 0 个c m 3 跌上，冬季豹平均浓度也在1 0 0 0 巾舡妒嶷表。张璐等 剐研究了广东省车八岭国家级自然保护区空气负离子水平，发现车八蛉国家级自 然保护区内溪边、瀑布边以及接避水面的样点空气负离子浓度较高，森林土壤和 檀被对空气爱离子滚液澎嫡懿正效应鞠显。 宗美娟等1 研究丁山东蒙山等地，分析了不同地区和林地中空气钡离子的分 布特点，认为在大气污染日盏加剧、大气质撰尚未好转的情况下，至4 森椿等负离 子浓度高的地方旅游休闲有益予人们的健康。 1 2 空气鬻子的磁究现状 1 2 1 空气离子产生机理方面的讲究 空气离子是空气分子受雷电、紫辨线、宇宙射线、媳壳放射性元素辐射后发 生电离蔼产生静。 蒙晋俄等经过研究指出植物的尖端放电魁产生地面上空气负离予的主要因 素l 镧。 离子指的是带电的原子或原予嗣。带正电的离子叫砥离子，带负电的离子叫 负离子。中性的空气分予在某种外力( 电场、碰撞、辐射等) 作用下，有些外层 电子会摇鹣琢子接鹈袋缚两跃出鞔道变藏垂鑫| 瞧子。啻垂 电子会禳恢辩着在气体 s 上海师范大学硕士学位论文 分子或原子上，而且特别容易附着在氧分子或水分子上，成为空气负离子，失去 了电子的空气分子或原子则成为空气正离子。这些空气离子很容易将其周围的几 个到十几个中性分子或原子吸附在一起，形成带电荷的小分子团，称为小离子。 小离子若遇上空气中的气溶胶，则容易被俘获而形成中离子。如果气溶胶粒径较 大或重量较大，则形成大离子1 4 ”。 1 2 2 空气离子与不同功能区的相关研究 毛辉青“1 对西宁地区不同功能区空气负离子状况进行了研究，发现公园游览 区空气负离子浓度最高，平均3 5 8 个c m 3 ；工业区最低，平均浓度2 5 9 个e r a 3 ， 各功能区空气负离子浓度明显不同，依次为公园游览区 生活居住区 商业交通繁 忙区 工业区。 姚成胜h 5 1 等在湖南岳麓山及其周边地区测定了空气负离子含量，研究结果表 明不同功能区的空气负离子含量和空气清洁度差别显著，其大小依次为河岸 风 景区 商业广场 办公室 交通干线 车站广场。 王洪俊”6 1 等在吉林市选择了具有代表性的城市功能区，对其空气正负离子浓 度进行了测定，研究结果表明：不同功能区空气负离子水平差异显著，城市绿地 中空气负离子明显高于其他非绿地功能区，大小依次为城市绿地 居住区 商业区 城市街道。 李伟华1 4 7 1 等对中山市小榄镇公园、街道、居住区等不同地区的空气质量进行 了测定。结果表明：公园、苗圃、金菊花园、镇府大院和小榄中学等绿化好、总 绿量大的地带负离子浓度明显较高；街道、新永路民居、商场、工厂、车站和果 菜批发市场等绿化差、总绿量小的地带负离子浓度明显偏低。 1 2 3 空气离子与不同下垫面的相关研究 刘凯昌【4 目对广州市内林地，公园，居民区专用绿地内的阔叶林、针叶林f 马 尾松) 、经济林( 荔枝) 、草地和居民区内不同植被类型空气的离子浓度进行了调查 测定。结果表明，不同植被环境空气中负离子浓度大小顺序为阔叶林 针叶林 经济林 草地 居民区。 邵海荣【”】等对北京地区空气负离子浓度变化情况进行了3 年的实测和研究， 结果表明，有林地区空气负离子浓度明显高于无林地区，有林地区空气负离子浓 塑里至皇壹王笙壁竺堕皇奎些壁堑墨苎皇堑堕里王塑塑苤茎至 度平均为7 0 0 1 2 0 0 个c m 3 ，是市区的2 5 倍。多层林比单层林空气负离子浓 度大，针叶林和阔叶林在不同季节各有优势。 刘云国等【5 1 以昆明世博园为研究基地，把世博园中景观要素分为瀑布、水域、 草地、其他景观和室内5 大类，分别测定空气中负离子含量，研究不同人造园林 景观对空气负离子含量的影响。结果是：园中瀑布和水域对空气质量的贡献值最 大，园中空气质量水平依次为瀑布 水域 草地 其他景观。 王洪俊川 5 2 1 对吉林省吉林市具有代表性的不同结构类型城市森林中的空气 正负离子浓度进行了测定分析，结果表明不同结构城市森林空气负离子水平差异 极显著，以乔灌草结构的复层林中空气负离子水平最高，空气清洁度等级最高， 而草坪的各项指标最低，说明高大乔木对提高空气质量起到主导作用。 蒙晋佳f 5 3 1 等通过对广西1 1 个县市共3 8 个景点的检测结果表明，地面上的空 气负离子浓度主要与该地区的植物数量，尤其是树木的数量呈正相关关系。表现 为：山林比平地高，乡村比城市高，高楼比低房高，有阵风比无风高，有植物的 地方比无植物的地方高，田野比海边高，有瀑布的地方最高。通常土质山林的空 气负离子浓度为1 0 0 0 - 2 0 0 0 个c m 3 ：石质山林 农田开发区 城区； 植被配置的复层结构( 乔灌草) 简单植被配置结构( 乔灌、乔草、灌草) 单一配置 结构( 草坪、稀乔、稀灌草) 。 1 2 4 空气离子浓度随时间变化的相关研究 张福金【5 5 1 在对大连市桃源街和丹东市五龙背地区的空气离于浓度进行观测 表明，一年四季中空气离子浓度以夏季最高，春秋次之，冬季最低。 毛辉青1 4 4 对西宁地区不同功能区空气负离子状况进行了研究，发现全市空气 负离子平均浓度3 1 3 1 6 0 个e r a 3 ，正离子为4 5 1 2 0 4 个c m 3 。夏季空气离子浓 度明显高于冬季。 邵海荣1 5 6 等对北京地区空气负离子浓度变化情况的研究表明，空气负离子浓 度有明显的日、年变化特征。一天中白天空气负离子浓度的平均值大于夜间，日 占堂墅翌查兰堡主羔垡篓苎一 变化曲线为_ 粳波形，两个峰值分别出现在凌晨翱上午，因此人们晨练在上午日出 以后进行为好。一年中以夏季空气负离子浓度最丈，冬拳最小。 王洪俊 5 7 1 等选择吉林市典型城市绿地作为研究对象，进行空气正、负离子浓 度测定，对观钡i 数据进行比较分析，得出了城市绿地中空气负离子水平的e l 变化 规律，结果表明：l d 中，城市绿地空气负离予水平有2 个高峰，分别出现在清 崧和午夜。 1 2 5 空气离子与环境因子的相荚讲究 张福金d 砌研究表明，空气中总悬浮物，一氧化碳、二载化硫、氮氧化物与空 气负离子呈明显负相关，环境污染重则负离予浓度低。 吴际友【5 9 1 等对8 种园林树种周围空气中的负离子水平进行研究，结果表明： 森林环境中奎气负离子浓度与环境温度呈极显著负相关关系，与空气糊对湿度呈 盟著正相关关系。 王继梅【6 ”等研究了在自然条件下温度、湿度和温湿度间时改变时空气负离子 浓度的变化娥律。研究结果表明，隧湿度逐渐升高( 相对湿度1 0 8 0 ) ，负离 子浓度从2 0 0 个c m 3 升至8 0 0 0 个c m 3 以上，负离子浓度上升的幅度随湿度增加 逐渐增大；受离子浓度也随温度升蕊丽升高( 在5 4 04 c 之闽) ；温湿度同时变化 时，负离子浓度变化率增大。 叶彩华【6 l 】等研究了空气中负离子浓度与气象条件的关系，结果发现空气中负 离子浓度与r 平均风速竖正相关，与太阳直接辐射日总堂鳖正相关，与日平均楮 对湿度呈正相关。 m i r r n e ，a 1 6 2 1 研究发现，大气离子浓度的嗣变化趋向与气溶胶浓度的日变化 ( 尽管显著性不高) ，离浓度的大气离子浓度明显与低浓度的气溶胶浓度一致， 与气溶胶总浓度呈负相哭。粒径在1 3 0 n m 的大气气溶胶分布与大气离子浓度的 负相关性最大( 相关系数= 一7 7 ) 。 m i m a e ，a f 6 3 1 研究表明，直径小于1 8 n m 的小空气离子和直径在1 8 7 n m 的 中空气离子，冬季小空气离子浓度的日变化与气溶胶变化相反，但是没有夏季显 藩。在夏攀测量中，小离子浓度与总的气溶胶浓度的楣芙系数小于。7 4 ，粒子 大小在1 3 0 r i m 的气溶胶与空气离子的相关性为。7 7 。在冬季测量中，照好的粒 子在4 ，2 2 4 m - n 与空气离子的正相关性为2 1 3 5 ，大粒子( 2 4 0 h m ) 的负相关 城市空气离子浓度的时空变化特征_ 疑其与环境因子的相关关系 性为- 2 8 。 但楚也有研究发现负离子浓度与气象条件关系不明最，周晓番 4 3 】对南昌地鹾 空气负离子与气象因予观测后发现，空气负离子随气温、空气湿度、风速、气压、 天空竣搋等气象要豢交往熬畴嚣还不弱显。 1 2 6 城市典型下垫胤的研究 鳃淳松嘲等遴静了鑫棒绿能对气温黎鞠对湿度翡影桷磅究，结采衰弱在抗矧 的夏季，经过园林绿化后，气温能降低o 7 0 ，最高可降2 3 ，相对湿度提简 4 ，最勰可达1 5 。不同的植物类型降瀑俘用有差别，总的说来，树冠高大、 枝时浓密的降温作用大，乔木的降温作用大予草坪。 张一平【6 5 】以低纬高原城市昆明市为研究对象，利用城市区域内的气候观测搬 瓣，定囊分辑了城枣区壤瘫不程下垫莲的蠢效辐射特链耪交证筑搏。 李晶l 硎等通过观测盛夏西安市不同植被景观区的温度、湿度日变化，对各次 观测实验数据进行比较，研究了楗被对温度帮湿度的调节作用，结粜表明：檀被 覆盖较好的眈无植被覆盖的魄醒在降低温发翱增弼空气湿度方箍有撼著的差舅， 植被覆盏区平均降低温度2 ，降低极端温度为3 3 ，平均增大相对湿度大约 为3 0 ：绿托较好遗点戆涯度帮迸痊基变纯壤度较小，绿纯差裳建患变豫挺瘦较 大；有水面存在对周围环境的相对湿度也具有显著的影响。 孙淑萍 6 ”对北京城区绿化对空气中可吸入颗粒物与降尘的影响进行了研究， 结果表鞘疆高总体绿化覆盖率鞘营造合理静绿琏类型糍鳐在一定瓣寝上降低城 区空气中的p m 。o 浓度，提高空气质量。 范亚民”以南宁毒秀山为铡，胰绿建的碳氧乎餐髓力、系蓉、吸尘帮释放蹇 气负离子簿方面研究了城郊绿地系统生态效益。 黄良夔e 6 9 1 椭宁市的绿化与环境质量的相关性进行研究，结果裘明绿地间绿 仡结褪帮绿绽末乎学在差异，与小气候因子、空气震量蹰子阉存在鑫著褪关经。 王帅杰【7 等以天津市为研究对象，以定撼分析改变城市下垫面类型对城市空 气颗粒物污染的影响，并进行环境效益的评健。 上海师范大学顽l 学位论文 2 研究方法 2 1 研究区域概况 研究区域为上海市徐： 区。上海位于1 2 t 。2 9 。e ，3 l ，1 4 4n ，地处长江三角 洲前缘，东濒东海，南i 临杭州湾，两接江苏、浙江两省，北界长江入海口，是我 国第一大城市，全市蔼积6 3 4 0 5 平方公里，2 0 0 3 年上海常住人口已达到1 7 0 0 万 入。除西南部有少数孤丘外，境内全为坦荡低平的平原，是长江三角洲冲击平原 的一部分，平均海拔4 米左右，陆地地势总体呈现由东向西低微倾斜。气候温和， 仝年平均气温为1 5 8 ，最热月平均值为2 7 。6 c ，最冷月平均值为3 7 ，年均 极端最高气温为3 8 8 ，年均极端最低气温为- 1 0 1 。全年雨量充沛，雨热同季， 降水具有明显的季节性变化，年平均降水量为1 1 2 2 6 m m ，月均降雨量以1 2 月最 少。土壤类型主要有水稻土、灰潮土、滨海盐土和黄棕壤4 种土类1 7 i j 。 2 2 样区选择 研究区域包括园林绿化区、居住区、文教隧和道路交通用地。园林绿化区选 择上海康健园( 图1 ) ，旧上海的康健园原为私家农场，1 9 5 6 年公私合营后名“上 海康健圆”。经历了四次改扩建，公园丽积从强亩己扩大到1 4 3 亩。道路交通 用地选择桂林路冠生园路路口( 图2 ) ，文教区选择上海师范大学校园( 图3 ) ， 麟住区选择上海师大新村( 图4 ) 。 塑宴窒苎妾要整蹩墼照室壅! 堕焦堡壅量堑堡曼量浆塑差差墨 圈l 上海康健园圈2 桂林路冠艇园路路口 鼙3 上海师范大学控蠲强了：e 海师夫荣 树 2 3 观测方法 2 3 。1 测纛指檬 1 ) 空气小负离子，单位( q c m 3 ) ：直径大约为1 0 一一t 0 1 c m ，带负电荷 2 ) 空气小燕离子，零谴( + o r e 3 ) ：妻径大约鸯l o 一轧 0 7 c t - f l ，带歪趣蒋 3 ) 空气大负离子，单位( + o r e 3 ) ；体积为小离子的数干至数万倍，带负电荷 4 ) 空气大诞离子，单位( + c m 3 ) ；体积为小离子的数平至数万催，带正电糖 5 ) 大气可吸入颗鞍物( p m l o ) ，单位( m g m 3 ) 6 ) 温度，单位( ) 7 ) 滠度，革垃( ) 8 ) 风速，单位( m s ) 9 ) 太阳辆射量，单做( j c m 2 ) 1 0 ) 三维缳羹，单谴( m 3 ) 上海师箍太学硕士学位论文 2 3 2 仪器竣整 2 。3 2 1 空气离子浓度测定 最周密中蓬生凌镌理学会空气离子专韭缓靛翻，福建舔漳姆枣东藏魂子接本 研究所研制的d l y - 2 g 型大气离子测量仪测量空气离子浓度。d l y - 2 g 系列空气 离子测量仪( 圈5 ) 可蹋于测量空气本底值及务辨空气离予发生器所产生的各种 溅、负极性的大、中、小离子。其蠢溅量准确，灵敏度高、撬潮能力焱、使霸方 便的特点。奉仪器是根据国际著名空气离子专窳b e c k e t t 所推崇的w e s i x 平行板 戴室气离子牧集器嚣瑷设谤静；势独裁了镀金离子段集器，璃子电蔚辘他效率嘉， 工作稳定、可靠；它用液晶显示器赢接显示出铘立方厘米空气中离子的数日；仪 器的供电源采用高密封性免维护电池，可用2 2 0 v 交流市电绒汽车电瓶充电。仪 器井壳矮饶矮铝台金割成，强度离、錾量轻、羹麓大方、熬俸性强、馁子辩 嚣 试项目使用。该仪器按国际通行技术规范进行标定，各项技术指标均达到国际先 进承乎。疆翦已成为科研、医疗、环保、教弯部门从事空气璃子研究及疲用工作 的主要仪器。 主要技术指标： 褰予浓度捡溺藏潮：1 0 1 9 9 9 1 0 9 个琏子e r a 3 最商分辨率：1 0 个离子c m 离予迁移率测爨范围，分三档：o 1 5 ，o 0 4 ，0 0 0 4 ( c m 2 v - s e e ) 取样空气流速；1 8 0 e m s e c ，3 5 e r a s e e 两释 响应时间常数：约1 5s e e 误爨：离子浓度t 0 ，迁移率1 0 电源：d c l 4 4 v 或a c 2 2 0 v 1 1 0 v ( 可选) 额定：1 二作环境：温度一o + 4 0 ，湿度9 0 r h ，( 湿度 9 0 r h 辩霹律短时黼测量) 根据2 0 0 2 年9 月1 8 日发布的“中华人民共和国国家标准批准发布公告” ( 2 0 0 2 年第9 号) ，由国家质量监督检验检疫总局批准，漳州拳农齑电亏二技术研究所 越草盼“空气离子测赞仪通用技术条件”已经正式成为匿家标准，标准号为 g b t 1 8 8 0 9 - 2 0 0 2 。该标准从2 0 0 3 年4 月1 日起正式实施。 城市空气离子浓度的时空变化特征及其与环境因子的相关关系 图5 ：d l y - 2 6 型空气离子测量仪 2 3 2 i 空气粉尘浓度测定 采用由江苏省激光研究所研到靛袖珍式p c - 3 a 型激光可吸入粉尘浓度连续 颡试仪测定空气粉尘浓度( 图6 ) 。该仪器是在原p c 3 a 激光可啜入耪尘浓度连 续测试仪的基础上，采用最新的技术和材料研制的新一代智能化测量仪器，计量 诲霹证号：( 苏) 翻0 6 0 0 0 0 0 2 。该 芟器峦手持式激竞可暇入粉尘转感器帮掌土蘩 处理器组成。该仪器具有测试速度快，灵敏魔高，响应时间快，稳定性好，重 量轻，操作简单，交囊流两用等优点。仪器功能相当于国外同类激光测尘仪的水 平，价格低于国内同类仪器。近年来曾分嗣获得江苏省辩技成栗奖和汪苏省耨产 品开发金脯奖；1 9 9 1 年经卫生部公共场所卫生监测仪器评审委员会评审，列为 囱全国接荐使露魏可吸入粉尘浓发连续耄l l 试仪器。穗珍式p c 。3 a 激光毒暇a 粉 尘浓度连续测试仪适用于室内及户外等公共场所可吸入粉尘( p m l o ) 的自动化检 测，可直接观察大气尘埃浓度的避续变化规律。 上海师范大学硕士学位论文 图6 ：袖珍式p c - 3 a 型激光可吸入粉尘浓度连续测试仪 枝器轰要技零指椿： 可吸入颗粒物浓度测量范围：0 0 0 1 1 0 m g m 3 吸入颗粒物径分辨率：0 3bm l 机lm 可吸入颗粒物检钡8 灵敏发；0 0 0 l i n g m 3 时间周期设定；2 分钟、5 分钟、连续 颗靛秘诗数浓发莲匿：3 5 0 9 9 9 9 9 9 粒璜 湿度修正范嘲；9 0 8 5 ，8 5 7 5 ，7 5 6 0 ，6 0 以下 场合选择：厝室、室外、公共场合 黪正系数：o 1 9 9 工作电源：5 v 内置可供连续4 小时运行的可充电电池。接电源适配器 可直接使用2 2 0 v ，5 0 h z 交流电瓣。 体积： 处理器：2 3 0 r a m 1 2