长沙市不同功能区空气负离子水平研究

张双全 刘琢川 谭益民 权书文

（中南林业科技大学国家林业局森林旅游工程技术研究中心，中南林业科技大学旅游学院，湖南长沙 410004）

长沙市不同功能区空气负离子水平研究

张双全 刘琢川 谭益民 权书文

（中南林业科技大学国家林业局森林旅游工程技术研究中心，中南林业科技大学旅游学院，湖南长沙 410004）

空气负离子浓度的高低反映了空气质量的好坏．文章选择了长沙市代表性的4个功能区进行了空气负离子浓度监测，并进行了空气质量的评价．结果表明：（1）空气负离子浓度日变化幅度较大，空气负离子水平和空气质量出现峰谷交替的现象；（2）不同植被的城市绿地空气负离子水平差异较为明显，以乔木为主的岳麓山空气负离子浓度最高，空气质量最佳；（3）不同功能区的空气负离子水平差异较为明显，城市绿地的空气负离子浓度最高，空气质量最好．

长沙市；不同功能区；空气负离子

空气负离子（n－）是空气中带负电荷的单个气体分子或离子团的总称．n－对人体极为有利[1]．n－的产生主要靠雷电、紫外线、放射性元素辐射、植物尖端放电以及喷筒效应等．此外，植物光合作用也在一定程度上形成空气离子[2-8]，不同植物群落的（Cn－）不同[9]．另外，Cn－与空气温湿度有一定的关系[10-11]，有研究证明高浓度的空气负离子可以除去空气中的PM2.5及以下的微尘[12-13]．本文研究了长沙市不同功能区的空气负离子水平，对于指导园林绿化建设，引导人们到空气负离子含量高的区域休闲娱乐以及开展城市生态旅游具有重要意义．

1 研究区概况及测点选择

1.1 长沙概况

长沙地处湖南东部偏北的湘江下游富饶的河谷平原，北瞰洞庭，南依衡岳，是湖南省省会，全省政治、经济、文化、科教、交通和商贸中心，全国首批公布的24个历史文化名城之一．现辖长沙县、浏阳市、宁乡县和芙蓉、天心、岳麓、开福、望城、雨花六个城区．总面积为11 818平方公里，其中市区面积1 938.5平方公里，建成区面积320平方千米（截至2011年7月）．全市常住人口为744 118人，系我国特大城市之一．

1.2 测点的布局与选择

本研究将测点分布于城区车站、商业金融区、住宅生活区和游憩区等4个城市功能区，共包括20个测点．各功能区选择一个主测点进行定点测量，然后对各功能区选取其它测点进行移动测量．城区车站选择长沙火车站作为测点，商业金融区选取黄兴路步行街作为测点，生活区选取中南林业科技大学西园学生宿舍附近草坪作为测点，游憩区选取岳麓山风景区作为测点．

2 监测与评价方法

本文采用主测点与辅助测量点对比观测的方法．采用中南林业科技大学森林旅游研究中心研制的FTP-3型大气离子测量仪进行监测，每小时观测一次，每次测东、南、西、北四个方向，以四个方向的平均值为观测值，并记录各方向的最大值和最小值．

空气清洁度的评价采用单极系数（q）和空气质量评议系数（CI）两个指标．其计算公式如下：

单极系数q = n＋/n－，即表示正离子数与负离子数之比．单极系数越小，空气负离子浓度比值越大．

空气质量评价指数CI = (n－/1000)*(1/q)，即CI = n-2/（1000*n+）．本文CI值均由CI = n-2/（1000*n+）计算得出．空气质量评价指数（CI值）越大，空气越清洁，按空气质量评价指数可将空气质量分为A、B、C、D、E1、E2、E3 7个等级[6]．

3 结果与分析

3.1 主测量点空气负离子的变化特征

对各测量点的数据进行整理，如下表1所示．

表1 主测量点空气负离子水平变化Tab.1 The variation of Cn-of the main measuring points

由表1知，岳麓山风景区的Cn－明显高于其它测量点，监测时间范围内Cn－维持在400个/cm³以上．长沙火车站的Cn－最低，平均值仅为83.06个/cm³．

图1 各主测量点Cn－变化规律Fig.1 The variation of Cn-of the main measuring points

由图1可以看出，各主测量点的Cn－变化规律基本一致，Cn－谷值均出现在13:00～14:00左右，在14:00～16:00 Cn－均呈现上升趋势．岳麓山风景区的各时间点的Cn－监测值均大于其他三个测点监测的数值．

3.2 主测量点空气中离子评价系数的变化特征

将获得的数据整理计算进行空气清洁度的评价，如下表2．

由表2和图2可以看出，岳麓山景区的空气离子评价系数CI值明显高于其他测量点，即岳麓山的空气质量优于其他三个地方．岳麓山景区空气离子评价系数CI最低值为0.46，最高值为0.84，平均值达到了0.60（即中等清洁度）．其他测量点的最高值仅为0.28．空气清洁度变化由高到低依次为：岳麓山风景区、宿舍附近、黄兴路步行街、长沙火车站．

表2 主测量点空气质量评价

图2 主测量点空气离子评价系数变化Fig.2 The variation of CI of the main measuring points

3.3 辅助测量点空气正、负离子变化特征

将在辅助测点获取的数据进行整理，结果如表3所示．

由表3和图3可以看出，辅助测点中空气质量最好的为烈士公园，CI值为0.56，空气清洁；东塘为最低，Cn+为60.83个/cm3，CI值为0.03，空气中等污染．辅助测点中城区绿地的Cn－和空气质量明显高于其他功能区．Cn－高的测量点空气质量高，Cn－低的测点空气质量低．

表3 辅助测点空气离子浓度统计表Tab.3 Statistical table of airion concentration of the auxiliary measuring points

四水厂 260.80 179.10 1.46 0.12 E贺龙体育馆 175.84 75.42 2.33 0.03 E平均值 197.42 126.72 1.56 0.08 E

图3 辅助测量点Cn-和空气离子评价系数对比Fig.3 Contrast of Cn-and CI of the auxiliary measuring points

3.4 长沙城区各功能区离子浓度整体分析

由表4和表5可以看出，城区绿地的Cn－平均值最高，为376.65个/cm3，而空气质量也明显好于城区其他区域．空气质量C等级和D等级均仅出现在城市绿地功能区．商业区的Cn－平均值和CI最低，分别为93.185个/cm3和0.06．

表4 长沙城区各功能区各因素统计表Tab.4 Statistical table of various factors of different functional areas of Changsha

表5 长沙城区各功能区空气清洁度各等级占比统计表Tab.6 Statistical table of various grades of air clean degree of different functional areas of Changsha

4 结 论

（1）Cn－日变化幅度较大，Cn－和空气质量出现峰谷交替的现象．Cn－谷值均出现在13:00～14:00左右，在14:00～16:00 Cn－均呈现上升趋势．空气质量变化与空气负离子浓度变化规律基本一致，显示出空气负离子与空气质量的正相关关系．

（2）不同结构城市绿地Cn－水平差异较为明显，以乔木为主的岳麓山Cn－水平最高，空气质量最佳，显示出乔木林对提高空气质量的重要作用．

（3）城区不同功能区的Cn－水平差异较为明显，城市绿地的Cn－水平和空气质量在各功能区中最高，而城市商业区的Cn－水平和空气质量在各功能区中最低．

[1]吴章文，吴楚材，文首文.森林旅游学[M].北京：中国旅游出版社，2008.

[2]吴楚材，郑群明，钟林生.森林游憩区空气负离子水平研究[J].林业科学，2002，37（5）：75-81.

[3]张双全.神农谷国家森林公园空气负离子旅游资源研究[D].长沙：中南林业科技大学，2011.

[4]李安伯.空气负离子研究近况[J].中华理疗杂志，1988（2）：100-104.

[5]郭盛晖.空气负离子及其在旅游业中的应用[J].番禺职业技术学院学报，2002，1（1）：32-34.

[6]夏廉博.人类生物气象学[M].北京：气象出版社，1986：32-55.

[7]STEPHHNMK.A public Healthy Approch to evaluating the Significance of Air10n.San Atonio:The University of Texas Healthy seience Center,1997.

[8]蒙晋佳，张燕.广西部分景点地面上空气负离子浓度的分布规律[J].环境科学研究，2004，17（3）：25-27.

[9]张明丽，胡永红，王丽勉，由文辉.上海植物园植物群落对空气质量评价指数的影响[J].中南林业科技大学学报，2008，28（1）：70-73.

[10]张双全，谭益民，吴章文.空气负离子浓度与空气温湿度的关系研究[J].中南林业科技大学学报，2011，31（4）：114-118.

[11]梁星权.城市林业[M].北京：中国林业出版社，2001.

[12]黄怡民，付川.我国PM2.5污染特征的研究进展[J].重庆三峡学院学报，2013（3）.

[13]陈波，黄怡民，王军，等.离子色谱法测定PM2.5中水溶性无机阴离子[J].重庆三峡学院学报，2014（3）.

（责任编辑：张新玲）

A Research on Negative Air Ion Level of Different Functional Areas in Changsha

ZHANG Shuangquan LIU Zhuochuan TAN Yimin QUAN Shuwen
(Forest Recreation Research Center, College of Tourism, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, Hunan 410004, China)

Negative air ion concentration reflects environmental quality. In this paper, air anion concentration were measured in four functional areas of Changsha and their air quality evaluated. The results showed that: (1) the change amplitude of air negative ion concentration level was larger and the air anion concentration level and the air quality showed the phenomenon of the peak-to-valley’s alternation; (2) air anion concentration level were markedly different in different structures of urban green space. the air anion concentration level of Yuelu mountain wooded with trees was the highest and the air quality was the best; (3) air anion concentration levels of different functional areas of urban were markedly different. During different function areas, air anion concentration was the highest and the air quality , the best at urban green space.

Changsha; different function areas; negative air anion

X513

A

1009-8135（2015）03-0104-05

2015-02-13

张双全（1984-），男，河南驻马店人，中南林业科技大学讲师，博士研究生，主要研究旅游管理、生态旅游等．

中欧生物多样性项目（00056784）阶段性成果