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城市不同功能区典型下垫面空气离子与环境因子的相关研究

倪军  
【摘要】:空气负离子被喻为空气“维生素”,对人体健康有利,其浓度水平已成为评价一个区域空气清洁程度的指标。本文以上海城市徐汇区为例,研究了城市不同功能区典型下垫面的空气离子浓度的时空变化规律及其与环境因子的相关关系。空气离子观测实验从2004 年8 月至2005 年3 月,系统的观测了上海城市园林绿化区、居住区、文教区和道路交通区典型下垫面在春、夏、秋、冬四季的空气离子浓度和下垫面三维绿量、大气可吸入颗粒物浓度(PM_(10))、太阳辐射量、温度、湿度和风速等环境因子,分析了空气离子浓度的日变化规律、季节变化规律、空间变化规律以及空气离子与环境因子的相关关系。 研究结果表明:城市典型功能区典型下垫面空气离子浓度日变化明显,空气小离子浓度的峰值出现在凌晨三、四点和午后三、四点,低值出现在早晚上下班高峰时段;空气大离子浓度的峰值出现在人为活动最为活跃的9 点至13 点时段,低值出现在人为活动最弱的凌晨,凌晨的空气清洁度大于日间的空气清洁度。城市典型功能区空气离子浓度季节分布差异显著,空气小离子浓度夏季最高,秋春季次之,冬季最低;空气大离子浓度冬春季较高,春秋季较低;各功能区夏季的空气清洁度大于其他季节的空气清洁度,冬季的空气清洁度最低,秋季的空气清洁度高于春季。城市各功能区空气离子浓度差异明显,园林绿化区的空气小负离子浓度最高,道路交通区最低,居住区和文教区相当;园林绿化区的空气大离子浓度最低,道路交通区最高,文教区次高,居住区次低;园林绿化区清洁度最高,文教区和居住区次之,道路交通区最低。城市不同功能区不同下垫面结构的空气离子浓度存在较大差异,空气大离子浓度依次为不透水下垫面草坪单层结构下垫面灌草双层结构下垫面乔草双层结构下垫面乔灌双层结构下垫面乔灌草复层结构下垫面,空气小离子浓度则相反。园林绿化区乔冠草复层结构下垫面的空气清洁度最高,道路交通区道路绿化与不透水下垫面的空气清洁度最低。下垫面空气离子浓度与环境因子有关,空气小负离子浓度与可吸入颗粒物浓度(PM_(10))的负相关显著,与植被三维绿量的正相关显著,置信度大于99.9%;空气大正离子浓度与可吸入颗粒物浓度(PM_(10))的正相关显著,与植被三维绿量的负相关显著,置信度大于99.9%;下垫面的三维绿量与大气可吸入颗粒物浓度(PM_(10))存在显著的对数负相关,相关系数为0.869,置信度大于99.9%。城市空气离子评价系数(CI)与下垫面温度呈线性负相关,与下垫面湿度呈指数正相关,与下垫面风速、太阳辐射量等气象因子的相关性不显著。大气可吸入颗粒物浓度(PM_(10))和下垫面三维绿量是决定下垫面空气清洁度的关键环境因子,下垫面温度以及湿度等气象因子对空气离子影响很小。


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