城市道路林对细颗粒物(PM2.5)的阻滞作用解析

  目的  分析细颗粒物(PM_2.5)的动态变化格局及城市道路林对其的阻滞作用，并进一步探索何种配置的林带所发挥的防尘抑霾效果最佳。  方法  选取了3种结构共12种配置模式的城市道路林，首先分析了林带内外PM_2.5的日动态、年际动态和水平空间的变化规律；然后通过减尘率评价不同模式林带对PM_2.5的阻滞作用；最后通过减尘率和小气候因子进行Pearson相关性分析，探讨影响植被减尘率的可能因素。  结果  PM_2.5日动态变化呈早晚高中间低的趋势，峰值出现在8:00和18:00，10:00和14:00最低；年动态规律表现为冬季最高，其次是秋季和春季，夏季最低。PM_2.5在林带内水平空间中的变化规律因季节不同而有所差异，春夏季节，林缘至林内呈逐渐递减趋势；秋冬季节，林缘至林内25 m处呈递增趋势，在25~30 m处下降且低于林外林缘处。对PM_2.5减尘率最高的是乔灌草结构，其次是针阔混交乔木结构，单排乔木结构的减尘率最低；春夏季，12种道路林对PM_2.5阻滞率为正值，秋冬季只有A₅(针阔混交乔木)、B₁~B₃(单排乔木)和C₂、C₃(乔灌草)为正值，其余均为负值。小气候因子与PM_2.5关系存在季节差异，PM_2.5浓度在春秋冬季与风速呈显著负相关(P＜0.05)，春夏季与温度呈显著正相关(P＜0.05)，秋冬季与相对湿度呈正相关(P＜0.05)；林地PM_2.5阻滞率在秋季和温度呈显著正相关(P＜0.05)，在秋冬季和相对湿度呈显著正相关(P＜0.05)，林地阻滞率和风速相关性不显著。  结论  在城市道路林建设中合理增加林带宽度及加大常绿针叶乔木和灌草的比例对于降低PM_2.5质量浓度效果显著。图5表6参32     

大叶栀子对PM2.5的净化与生理响应

以大叶栀子(GardeniajasminoidesEllisvar.grandifloraNakai.)、红叶石楠(Photinia×fraseriDress)和锦绣杜鹃(RhododendronpulchrumSweet)为研究对象,在自制的长、宽、高均为60cm的玻璃装置中,以煤炭、蜡烛和香烟的混合物模拟PM_2.5的产生,研究植物对PM_2.5的净化能力与生理响应。结果表明,大叶栀子的滞尘能力显著大于锦绣杜鹃和红叶石楠。大叶栀子可在24h内有效净化密闭气室中的PM_2.5,使之符合空气质量标准。PM_2.5会在一定程度上抑制大叶栀子叶绿素a和b的合成,但短期内并未造成显著的氧化胁迫,丙二醛含量和超氧阴离子产生速率及超氧化物歧化酶活性等与未经PM_2.5熏气处理相比差异不显著,而过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化酶活性显著增强。研究表明大叶栀子利于空气净化,并有较强耐受性,对园林绿化和室内空气净化均具有重要的生态意义和应用价值。     

不同径阶青杄林和油松林滞尘能力研究

通过常规洗涤法和超声波洗涤法研究不同径阶青杄和油松滞尘能力的差异，为科学地选择造林树种和定向培育森林提供理论依据。研究同一林分中不同径阶的林木对大气中PM_2.5、PM₁₀及TSP在单位叶面积上的滞尘量，并进行叶表形态特征观察。结果表明，无论在同一树种不同径阶还是相同径阶不同树种条件下，青杄和油松径阶在20~24 cm时PM_2.5、PM₁₀及TSP单位叶面积滞留颗粒物量达到最大；同一条件下，青杄的单位叶面积PM_2.5、PM₁₀及TSP滞尘量要大于油松；青杄的叶表面有不规则的凸起和凹陷结构，还分布有少量气孔；油松正反叶表面存在较深、较规则的条状凹槽，附着有分泌物，且反面气孔多于正面；超声清洗法所得的单位叶面积PM_2.5、PM₁₀及TSP滞尘量是常规洗涤法所得滞尘量的3倍，两者差异显著。青杄和油松对大气颗粒物吸附效果最好的是（20~24 cm）径阶组，且同一条件下，青杄对大气颗粒物的吸附能力要强于油松；植物叶表面结构越不规则、越粗糙，则滞尘能力越强，同时叶表分泌物和叶片吸滞面积对滞尘能力也有影响；对叶片表面颗粒物的洗涤，超声波清洗法要优于常规洗涤法。随着径阶的增长，单株青杄叶生物量基本呈逐渐增大的趋势。单株油松叶生物量在径阶16~28 cm随径阶的增加有上升的趋势。     

武汉市典型道旁绿地消减空气细微颗粒物的作用研究

将武汉市洪山区巡司河风情公园作为典型道旁绿化带，通过在其中4种结构绿地（草坪、疏林、密林、广场）内设置监测点，监测分析不同结构绿地内PM_2.5和PM₁₀质量浓度日变化规律，以揭示不同结构道旁绿地对空气细微颗粒物的消减作用及其影响因素。结果表明:1）PM_2.5和PM₁₀浓度日变化趋势一致，呈现“单峰单谷”型，其质量浓度在9:00达到最高值，随后开始下降，至15:00达到最低值，之后一直呈上升趋势；2）4种绿地对粉尘颗粒物的消减作用存在明显差异，PM_2.5和PM₁₀的消减率大小排序一致，表现为密林>疏林>草坪>广场，表明郁闭度高的多复层结构的植物配置模式对空气颗粒污染物的消减作用明显优于单层结构；3）在空间变化上，PM_2.5和PM₁₀质量浓度的消减率在一定范围内随绿化带宽度的增加而升高，当宽度在15~25 m时，能较好地消减空气中的细微颗粒物浓度；4）4种结构绿地内PM_2.5和PM₁₀的质量浓度受环境因素的影响，均与温度呈显著负相关（P<0.01），与相对湿度呈显著正相关（P<0.01），与风速和车流量的相关性不显著。     

城乡特色核桃防护林树种配置结构对空气颗粒物及温湿度的影响

【目的】分析干旱区城乡核桃林与不同树种配置结构空气颗粒物浓度变化差异,探讨树种配置结构与大气颗粒物浓度、温度、相对湿度间的关系,为区域环境绿化建设提供理论参考。【方法】以新疆叶城县城区、城郊和乡村3个不同区域树种配置结构的林带为监测点,树种配置分别是苹果（Malus domestica）—核桃（Juglans regia）、红枣（Ziziphus jujuba Mill.）、红枣—核桃、新疆杨（Populus alba）—核桃和核桃,通过监测防护林内和林带不同水平距离颗粒物浓度、空气温度和相对湿度,分析大气颗粒物的时空变化规律、防护林不同水平距离对颗粒物浓度的削减作用。【结果】颗粒物浓度具有明显的时空差异。城区、城郊和乡村核桃防护林颗粒物浓度污染排序依次为乡村>城郊>城区;城区、城郊和乡村核桃防护林的PM_2.5最高浓度分别出现在20: 00（20.00 μg/m3）、12:00（29.00 μg/m3）和14: 00（58.25 μg/m3）;PM₁₀最高浓度分别出现在20: 00（35.25 μg/m3）、14: 00（62.67 μg/m3）、14: 00（131.50 μg/m3）;PM_1.0最高浓度分别出现在20:00（12.50 μg/m3）、12: 00（12.67 μg/m3）、14: 00（28.75 μg/m3）。树种不同配置结构颗粒物浓度存在差异,排序依次为核桃>对照>新疆杨—核桃>红枣>苹果—核桃>红枣—核桃。防护林不同水平距离对PM_2.5浓度消减程度不同。城区与城郊不同水平距离削减作用排序为0 m>20 m>10 m;乡村依次为0 m>10 m>20 m。城区与城郊核桃防护林温度差异不明显,二者的温度明显高于乡村防护林温度;城区、城郊和乡村核桃防护林相对湿度均存在波动变化。PM_2.5浓度与温度呈极显著负相关（P<0.01,下同）,与相对湿度呈显著正相关（P<0.05）,PM_1.0浓度与温度、相对湿度的相关性均达极显著水平,PM₁₀与温度、相对湿度相关性均不显著（P>0.05）。【结论】核桃林在城区、城郊和乡村发挥的生态效益存在一定差异,在乡村能明显改善空气质量;核桃林带搭配种植红枣可充分发挥其生态效益,在农业环境污染较重的地区可作防护林带选用。     

武汉园林绿地调控PM2.5效果研究

[目的]研究城市园林绿地对大气中PM_2.5的调控效果和作用机理。[方法]选择武汉市4块城市园林绿地为监测点,通过对3块（蛇山绿地、科普公园、青山公园）绿地内外PM_2.5瞬时浓度的监测,分析不同时刻、不同季节、不同距离园林绿地消减PM_2.5的效果。对2块城市园林绿地（蛇山绿地、湖北大学）进行群落结构调查、PM_2.5累积浓度测定及成分解析,分析园林绿地群落结构特征与调控PM_2.5之间的关系、绿地内外PM_2.5累积浓度特征、武汉城区PM_2.5的主要成分。[结果]在白天不同时刻,园林绿地对PM_2.5都具有消减作用,除蛇山绿地,科普公园和青山公园在11:00消减调控最强。园林绿地在不同季节对消减PM_2.5具有显著效果,蛇山绿地和科普公园秋季优于春夏季,青山公园无季节性差异。在不同距离上,园林绿地在35～45 m对PM_2.5调控效果显著。园林绿地面积和群落特征对调控PM_2...     

杭州临安4种绿地内PM2.5中有机碳和元素碳的浓度变化及来源分析

总结城市绿地内PM_2.5中有机碳（OC）和元素碳（EC）质量浓度的时空变化规律,探究影响OC和EC质量浓度变化的因素,为改善人居环境质量提供依据。选取4种绿地（居住绿地、商业绿地、广场绿地和公共绿地）为研究对象,采用智能中流量TSP采样器采集绿地空气中的PM_2.5,通过热光反射法（TOR）检测样品上OC和EC的质量浓度,分析其来源。结果表明,4种绿地内OC和EC质量浓度季节变化一致,均为冬季>秋季>春季>夏季;春、夏、秋3个季节OC和EC质量浓度日变化均呈“一日双峰”型,8:00-12:00和16:00-20:00为早、晚高峰,12:00-16:00和20:00-次日8:00出现低谷值。二次有机碳（SOC）质量浓度为春季（2.84±0.27 μg·m^-3）、夏季（2.82±0.32 μg·m^-3）、秋季（2.99±0.34 μg·m^-3）和冬季（3.15±0.25 μg·m^-3）,分别占OC质量浓度的29.50%、11.96%、25.47%和32.12%,表明二次污染在各季节均存在。冬季机动车尾气和燃煤排放是PM_2.5中OC和EC的主要来源。     

郑州市常见公园绿化植物的滞尘能力及叶片性状分析

开展城市园林植物的滞尘研究,筛选滞尘能力强的树种对于改善城市环境具有重要意义。以郑州市10种常见的公园绿化植物为研究对象,采用滤膜过滤法测定植物叶片滞留不同粒径颗粒物（TSP、PM_>10、PM₁₀和PM_2.5）的质量,并分析叶片特征和蜡质含量对植物滞尘的影响。结果表明,不同植物叶片的滞尘能力以及滞留不同粒径颗粒物的能力均存在显著差异（P<0.05）。总体来说,滞尘能力乔木>灌木,雪松和龙柏滞留TSP和PM>10的能力最强,雪松、石楠和夹竹桃具有较强的滞留PM₁₀和PM_2.5的能力;南天竹对TSP、PM_>10、PM₁₀和PM_2.5的滞留能力均最差。叶表面形态会对滞尘能力产生影响,叶表面粗糙度较大、能分泌粘性油脂或叶脉突出的雪松、龙柏、石楠以及夹竹桃叶片滞尘能力强。叶片蜡质含量与滞尘量具有一定的相关关系,蜡质含量与PM₁₀和PM_2.5的滞尘量呈显著正相关关系,与TSP和PM_>10的相关性不显著。蜡质含量对叶片吸附细颗粒物的能力影响较大,随着蜡质含量的增加,叶片对PM₁₀和PM_2.5的滞留量增大。由此可见,叶表面形态以及叶片蜡质含量均会对植物的滞尘量产生影响,在郑州城市绿化中可以考虑雪松、龙柏和石楠等滞尘能力强的树种。     

杭州市6种常见绿化树种滞尘能力及光合特性

树种滞尘能力成为城市绿化树种选择的一个重要因素。为探究能够有效减少空气中的细颗粒物数量的城市树种类型,对杭州市6种典型阔叶乔木（广玉兰Magnolia grandiflora,樟树Cinnamomum camphora,珊瑚树Viburnum odoratissinum,苦槠Castanopsis sclerophylla,木荷Schima superba和黄山栾树Koelreuteria bipinnata）的夏季滞尘能力进行了研究。夏季雨后第5天和第10天,对叶片滞尘能力,林下空气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物（PM_2.5）,空气中直径小于或等于10 μm的颗粒物（PM₁₀）及空气负离子浓度、叶片叶绿素荧光参数进行测定。结果显示:6种树种能够有效滞尘,且滞尘能力差异显著（P < 0.05）,木荷和广玉兰滞尘能力最强,与其他树种间差异极显著（P < 0.01）;不同树种单位叶面积滞尘量随滞尘时间的增加而增加;雨后第5天和雨后第10天,樟树冠下PM_2.5和PM₁₀质量浓度最低,空气负离子浓度比较高,削减颗粒物（PM）能力高于其他树种;随滞尘时间增加,大部分树种叶片叶绿素相对含量、F_v/F_m和Y_ield呈现下降趋势,光合特性受到抑制。根据研究结果,具有高滞尘能力同时叶绿素荧光参数受影响小的树种,如广玉兰和樟树,可以作为城市绿化的优选树种。     

2000—2018年陕西省县域PM2.5质量浓度时空演化特征分析

PM_2.5是形成雾霾天气的重要污染物,探索PM_2.5污染的时空演化规律及空间异质性特征对空气污染的精准治理具有重要意义。基于2000—2018年陕西省县域PM_2.5浓度数据,采用重心模型、空间自相关分析等方法,对PM_2.5污染的时空演化态势进行了系统研究。结果表明,2000—2018年,陕西省PM_2.5浓度年均值经历了前期小幅波动下降、中期急剧上升、后期大幅波动下降的倒“N型”波动变化过程,2011年是PM_2.5浓度年均值波动变化的重要“拐点”;PM_2.5浓度年均值低于一级浓度限值（15μg/m3）的低污染县（区）占比较少且变化不稳定,15～35μg/m3（二级浓度限值）比例有所增加,35～70μg/m3的比例持续减少,反映大多数县（区）未来的PM_2.5污染将逐步控制在二级浓度限值以下,空气质量持续好转;在空间分布上,PM_2.5浓度年均值具有明显的区域分异;PM_2.5浓...     

基于净化空气功能的珲乌高速公路沿线林带设计研究

公路绿化林带具有净化空气的作用。当下垫面为植被时,汽车尾气的主要成分(CO、NOX和PM10)将不可逆转地被植被吸滞,即干沉降现象。根据这一原理对珲乌高速公路沿线林带进行设计研究。对公路的交通量及空气污染状况进行调查,设定林带净化效应设计目标,确定林带栽植形式,计算林带的主要参数,绘制林带的标准断面图。结果表明,基于净化空气功能的珲乌高速公路北侧林带宽度应为34m,所需阔叶乔木、针叶乔木、灌木总计4401株;南侧林带宽度应为15m,所需阔叶乔木、针叶乔木、灌木总计2660株,该设计方法可为以净化空气为目的的道路绿化设计提供参考。     

保定市环城林带生态效益分析

通过调查将保定环城林带分成不同郁闭度、林带宽度、群落结构。并定点定时测定绿地中心和对照点的湿度、温度、噪音、粉尘、空气中细菌数。结果表明,林带绿地郁闭度、宽度增加,其降温增湿、滞尘、降噪功能越明显,而抑菌能力却下降;群落结构类型对林带生态效益的影响依次是乔灌草〉乔灌〉乔草〉灌草。     

夏季3种生境森林内空气颗粒物变化特征

研究不同生境类型城市森林内空气颗粒物的变化特征及其影响因素,为休闲保健型城市森林的营造提供理论依据。于2015年夏季对深圳园山山麓(SL)、河谷(HG)和山脊(SJ)3种典型生境类型城市森林内的空气颗粒物(TSP、PM₁₀、PM_2.5、PM₁)进行昼夜24h监测,并同步观测气象因子,分析3种森林内颗粒物质量浓度的变化规律及影响因素。结果表明:1)深圳园山3种生境城市森林内TSP、PM₁₀质量浓度日均值都达到二类环境功能区质量要求,其中HG、SJ的TSP质量浓度甚至达到一类环境功能区质量要求(120μg/m3);PM_2.5质量浓度日均值都达到一类环境功能区质量要求(35μg/m3)。2)不同生境林地内各粒径颗粒物质量浓度存在差异,4种粒径颗粒物日均质量浓度在SJ均为最低(分别为85.51、58.82、14.29、5.13μg/m3);TSP、PM₁₀质量浓度在SL最高(分别为162.19、95.39μg/m3);PM_2.5、PM₁质量浓度在HG最高(分别为21.76、8.29μg/m3)。3)3种林地内4种粒径颗粒物质量浓度总体表现为白天低、夜间高的特点,高峰出现在01:00—07:00,低谷出现于11:00—15:00。4)3种林地间相对湿度、风速、气压等气象因子存在差异;林内4种粒径颗粒物质量浓度与温度、风速表现为显著负相关,与相对湿度呈显著正相关,颗粒物质量浓度变化受多种气象因子共同影响。基于上述研究认为,深圳园山3种生境类型城市森林均为人们提供了一个相对健康的森林游憩环境,人们在11:00—15:00进行森林游憩最为适宜。      

杭州市城市森林生态保健功能动态变化监测

选择杭州市具有代表性的郊野森林、森林公园、社区绿地3种类型的城市森林样地及城市中心对照点共4个监测点,建立定位监测站对气温、相对空气湿度、风速、CO₂浓度、空气负氧离子浓度、噪声值等6项指标进行全天24 h不间断连续监测,并对周边的植被状况设置样地进行调查。综合监测数据和调查资料分析了城市森林生态保健功能的动态变化规律及群落结构对其影响。结果表明:1）城市森林具有良好的调节户外舒适度、降低CO₂浓度、增加空气负氧离子浓度、降低噪声等生态保健功能;2）除噪声外,城市森林的其他多项生态保健功能的日变化曲线呈现出明显的单峰式。舒适度指数的最高值出现在5:00-6:00,最低值出现在12:00-14:00。CO₂浓度的最高值出现在5:00-8:00,最低值出现在13:00-14:00。空气负氧离子浓度的最高值出现在15:00-16:00,最低值出现在21:00-22:00。郊野森林和森林公园噪声日变化波动性不大,均处于较低值;3）城市森林调节户外舒适度的功能在3种类型的城市森林均表现为冬季最低,而其他季节的次序并不一致。降低CO₂浓度和增加空气负氧离子浓度的功能均为夏季最高,冬季最低,春、秋两季次之。降低噪声的生态保健功受季节的影响不明显。本研究还探讨了城市森林群落结构对所体现出来的城市森林生态保健功能的差异性的影响。     

森林覆盖率及其他空气污染物和气象要素对PM2.5的影响——以黑龙江省13个市(区)冬季为例

以森林覆盖率及其他空气污染物(PM10、CO、NO2、SO2、O38 h)和气象因素(气压、相对湿度、光照数、气温、风速)为研究指标,以黑龙江省13个市(区)为对象,应用3 a数据、依据面板数据模型分析PM2.5与森林覆盖率及其他空气污染物和气象因素之间的关系。结果表明:森林覆盖率较高城市的PM2.5质量浓度,低于森林覆盖率较低城市的PM2.5质量浓度。森林覆盖率是阻滞PM2.5质量浓度增高最主要的因素,其他空气污染物是导致PM2.5质量浓度升高的根本原因,气象因素对PM2.5质量浓度变化所起的作用较小。     

畜禽舍末端水喷淋废气处理系统的颗粒物净化性能分析与优化

【目的】畜禽养殖舍排出的大量颗粒物及吸附的臭气成分和微生物会对大气环境和周边人员的健康造成严重破坏,降低废气中颗粒物浓度是畜禽舍末端废气净化技术的核心目标之一。【方法】针对畜禽养殖末端卧式水喷淋净化技术,通过自主搭建的卧式水喷淋系统颗粒物净化效率试验平台,设计正交试验方案,采用极差分析和方差分析方法,研究通风风速、喷嘴压力、喷嘴额定孔径及喷嘴雾化角度等关键调控参数对颗粒物(PM2.5和PM10)净化效率的影响规律,并运用参数优化模型获得针对不同粒径颗粒物的最优调控参数组合。【结果】研究结果表明,影响PM2.5净化效果的主次顺序为喷嘴压力>通风风速>喷嘴额定孔径>喷嘴雾化角度;影响PM10净化效果的主次顺序为喷嘴压力>喷嘴额定孔径>喷嘴雾化角度>通风风速。通过优化求解,最优参数组合为通风风速为1.5 m/s、喷嘴压力为60 kPa、喷嘴额定孔径为11.1 mm、喷嘴雾化角度为120°。验证试验结果表明,最优参数组合的PM10净化效率为40.4%,PM2.5净化效率为41.1%。【结论】研究结果可以为畜禽舍末端废气处理系统颗粒物净化设备的设计和运行参数调...     

龙岩国家森林公园冬季负离子浓度变化特征

于2016年1月份连续7 d,对龙岩国家森林公园5类游憩地15个检测点的空气负离子浓度、气象因子等数据进行实测,进行数据分析,结果表明:(1)园内空气负离子浓度日均值为7 108.06个/cm3,达到世界卫生组织所规定的具有保健效果的浓度;(2)园内林地负离子浓度日变化规律基本为双峰式,在07:00—09:00出现第1次峰值,在13:00—15:00出现第2次峰值;次生林在13:00—15:00达到1 d中的最高值;茶园内空气负离子浓度日变化规律整体呈现从07:00—17:00逐渐下降的趋势;动态水的峰值出现在09:00—11:00,15:00—17:00 2个时段内;(3)园内日均负离子浓度含量从高到低依次为:水体旁、茶园、次生林、空旷地、天然林;(4)气象因子与负离子浓度的相关性研究显示,负离子浓度与相对湿度呈极显著负相关,而同气压呈显著正相关。