楼观台森林公园大气颗粒物(PM2.5)浓度变化规律研究

卢丹青，刘建军

(1.西北农林科技大学， 陕西 杨凌 712100；2.陕西省楼观台实验林场， 陕西 周至710402)

楼观台森林公园大气颗粒物(PM2.5)浓度变化规律研究

卢丹青1,2，刘建军1

(1.西北农林科技大学， 陕西 杨凌 712100；2.陕西省楼观台实验林场， 陕西 周至710402)

环境问题已成为全球性关注的热点问题，温室效应、臭氧层耗损、生物多样性消失、水资源短缺、土地沙漠化、海洋污染等一系列环境问题，使人类生存空间受到严重威胁。近年来环境空气质量问题越来越受到人们的高度重视，大气颗粒物(PM2.5)成为了危害人们健康的主要威胁。针对像森林公园这样的季节性人流集中，密度大，国内关于森林公园监测大气颗粒物(PM2.5)的研究信息却很有限。本文通过为期一年及连续监测一周对楼观台森林公园PM2.5及PM10的浓度进行现场实测及数据分析，得出楼观台森林公园PM2.5浓度的变化情况，并得出PM2.5和PM10的相关性，为提出控制PM2.5的措施提供科学有效的依据。

楼观台；森林公园；PM2.5；变化规律

伴随着工业化、城镇化的不断进步，我国各地以PM2.5为首的颗粒物污染日渐严重，作为危害人体健康与环境质量的主要威胁之一，已引起社会各界与政府的广泛关注与讨论[1-5]。森林公园是林地的重要存成部分和旅游资源，研究和分析其PM2.5时空变化，对提高森林公园建设、管理水平与旅游资源尤其是空气质量具重要意义[6-8]。目前，国内PM2.5研究主要集中在其致病机理、来源分析、组成、分布等方面，生态环境相对较好、植被覆盖度大、绿地面积比例高、季节性人流集中且密度大的森林公园PM2.5分布及变化规律研究却甚少，加之森林公园生态环境复杂，适用于室外PM2.5的相关规律在公园是否适用，还有待于进一步的研究[9]。本文根据《陕西省森林“负氧离子、PM2.5、SO2”监测实施方案(试运行)》要求，对陕西省楼观台森林公园PM2.5分布规律、PM2.5与PM10的相关性等进行了研究，总结如下。

1 研究内容与研究方法

1.1 监测地概况

本次实验选取了位于秦岭北麓的陕西省西安市周至县楼观台国家森林公园东楼观游园内。海拔510～525 m，地理坐标北纬34°06′，东经108°18′。公园始建于 1982 年，是全国第一批兴建的森林公园之一，也是我国北方和西部地区第一个森林公园。独特的地理位置和地质构造形成了奇特、复杂和多样的地理环境，孕育了种类丰富的生物资源。全园规划面积27 487 hm2，占楼观台林场经营面积的74.1%。区位优势明显，资源独特，年接待游客30万人次，主要集中在春夏两季，楼观台国家森林公园植被资源丰富，植物组成成分复杂，公园主要以百竹园为主要区域。监测点位于森林公园内办公楼门口，周边植被主要有落叶阔叶林及灌木丛林。

1.2 实验仪器

选用手持式CW-HAT200 PM2.5速测仪测量空气中PM2.5及PM10数值，该仪器测试精度高，性能稳定，多功能性强，操作简单方便，广泛适用于公共场所环境及大气环境的测定，还可用于空气净化器净化效率的评价分析[10-12]。

1.3 实验方法

从2013年4月10日至2014年4月10日，每月10日测定一次PM2.5，2014年4月10-16日每日分别在8:30、10:30、14:30、16:30同时测定PM2.5和PM10，每次测定3次，即重复3次，每次间隔5 min。

2 实验数据及分析

应用Excel和Spss17.0对所有采集数据进行统计分析。

3 结果与分析

3.1 PM2.5与PM10日监测数据

在2014年4月10-16日，楼观台森林公园大气颗粒物PM2.5含量变化在36.5～54 ug·m-3之间，PM10含量变化在76.0～117.6 ug·m-3之间，PM10含量高于PM2.5含量(图1)。

与此同时，对观测值PM2.5和PM10进行相关性分析发现，它们之间具有正相关关系(图2)，相关指数R2为0.9612。线性相关方程为：y=1.9883x+2.5999,Y为PM10观测值，X为PM2.5观测值。

图1 连续一周PM2.5和PM10日变化

图2 PM2.5与PM10日相关关系

3.2 PM2.5在一天的不同时刻的变化

连续监测一周通过对数据的比较，发现数据具有相似性，选取4月16日这一天数据为代表来说明(图3)，可以看出，一天中PM2.5含量边华呈抛物线曲线，从早晨8:30达到10:30高峰后，一直下降至下午14:30。

图3 同一天(2014-04-16)不同时刻PM2.5监测数据

另外，一天中不同时刻PM2.5含量的相关性分析结果显示，一天中的4个观测时刻，除16:30PM2.5含量与8:00、10:30PM2.5含量相关性不显著外，其他各时刻之间PM2.5含量之间均呈显著或极显著相关(表2)。

表2 一天内不同时刻PM2.5的相关性

注：*指在0.05水平上显著相关，**指在0.01水平上极显著相关。

3.3 PM2.5全年变化规律

2013年4月10日-2014年4月10日每月10日PM2.5监测数据(图3)显示：楼观台森林公园大气颗粒物(PM2.5)浓度变化规律的一般情况，在一年之中2014年3月10日这天监测数据最高，相关分析显示，在春季大气颗粒物(PM2.5)相比其他月份要高出很多，春季我国北方大部分地区有雾霾及沙尘暴天气有关。

图4 PM2.5周年变化

3 结论与建议

(1)连续监测的一周日监测数据均未超出日均标准值(75 ug·m-3)，在4月13日(星期日)监测数据比其他几天数据高。分析这种情况与周末来旅游人数有关[13]。

(2)同一天不同时刻监测数据显示，在早上10:30时刻监测数据最大，早8:30与下午16:30监测数据较小，这种情况与早上进入公园人数及温度、湿度等有关系[14-15]。

(3)由一周对PM2.5与PM10的相关性监测可知，PM2.5随着PM10的增加而增加， 成正相关关系[16]。

(4)从全年每月监测数据可知，只有在2014年3月10日这一天PM2.5超出标准值75 ug·m-3，其余监测时间均在75 ug/m3以下。

(5)建议森林公园在控制人流量的同时注重对环境的保护[17-18]，控制人流量尽量不要超过最大容量。

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Study on the Concentration Change of PM 2.5 in Louguantai Forest Park

LU Dan-qing1,2,Liu Jian-jun1

(1.NorthwestA&FUniversityShaanxiYangling712100;2.LouguantaiExperimentalForestryCentreZhouzhiShaanxi710402)

Environmental problem has become a focus of global concern.The greenhouse effect,ozone depletion,biodiversity disappears,water resources shortage,land desertification,marine pollution as well as a series of environmental problems had seriously threat to human living space.Air quality problems in recent years have aroused more and more attention by people and particulate matter PM 2.5 has become a major threat to harm people's health.There has been little report about atmospheric particulate matter (PM2.5) in forest park characterized by seasonal and densely stream of people.Data PM2.5 and PM10 by field measurement for one year in Louguantai forest park were collected and analyzed,revealing the change of PM2.5 and PM10 concentration and their correlations,which are the scientific and effective basis for control measures of PM2.5.

Forest park;particulate matter 2.5;change rules

2014-12-10 作者简介：卢丹青(1988-)，男，本科，主要从事林业工程施工与管理工作。

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A 文章编号:1001-2117(2015)02-0010-03