泰顺县负氧离子浓度变化与气象要素的关联性分析

余霖枫 宋珊珊 戴益斌 姜建丰 张梦萍

摘 要 对浙江省温州市泰顺县负氧离子浓度变化与气象要素相关关系进行分析。结果表明：泰顺县罗阳镇平均负氧离子浓度在1 742个/cm3以上，达到保健浓度水平，对人体健康有利。其中，森林公园负氧离子浓度高于空旷地区;一年中浓度最高为夏季（6—8月），其次是秋季（9—11月），2019年月平均浓度最大值在8月，月平均浓度最小值出现在3月。一天呈现夜间高、白天低的日变化规律，最大值出现在夜间后期和晨间早期时段，最小值出现在早晨和黄昏时段。负氧离子浓度与气象要素关系密切，与气温、相对湿度、降水量和雷电呈线性正相关。

关键词 负氧离子浓度;气象要素;变化;浙江省温州市泰顺县

中图分类号：P402 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.14.085

随着社会经济持续快速发展，工业、交通运输业发展迅速，群众生活水平大幅提升，逐渐追求更高的生活质量，因此人们在忙碌后的闲暇时间，喜欢选择健康、时尚的休闲娱乐方式，如到森林中呼吸新鲜空气。相关研究表明，空气中负氧离子达到一定浓度后，对人体健康有益，因此负氧离子作为重要的森林资源，备受城市居民的青睐，空气负氧离子水平也成为评价旅游环境空气质量的标准[1-3]。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

浙江省温州市泰顺县是国家生态县、国家重点生态功能区，县域生态环境优越，森林覆盖率达75.6%，是国家级生态示范区、省级生态县，生态环境质量状况自2005年以来保持全省第一。2018年，泰顺县荣获2018年“中国天然氧吧”创建地区称号。

1.2 研究方法

选取2018年12月至2020年3月小时观测数据，对24小时负氧离子浓度值进行平均，并选取同时、同地的其他气象要素值。季节划分标准为：冬季12月—次年2月、春节3—5月、夏季6—8月、秋季9—11月。

2 结果与分析

2.1 负氧离子浓度与地域差异的分析

经统计，泰顺县罗阳镇打锣坪站与湖滨花园站年平均负氧离子浓度分别为1 742个/cm3，2 485个/cm3。如图1两站负氧离子浓度数据表明，森林公园高于郊区旷野。这说明在环境影响下，空气负氧离子浓度会发生较大的变化，而且受地域的不同并随时间发生改变。1）随着植被覆盖率的增大，负氧离子的浓度也增大。树木和花卉能释放大量的挥发性芳香物质等，可引起林区内空气出现电离，而且绿地和树木能除尘，湖滨公园植被种植率、种类远高于打锣坪山。2）负氧离子浓度随河流水体距离远近而变化。湖滨公园旁有护城河环绕，打锣坪山自2017年起，陆续建有上山台阶、水泥路等，附近无水体及河流。3）负氧离子浓度随人类活动密集程度而变化。湖滨公园距交通主干道约500 m，大于打锣坪山的100 m，且打锣坪山北面是育才小学、南面是云寿路主干道，人类活动及大量汽车尾气影响负氧离子停留期。

2.2 负氧离子浓度变化分析

2.2.1 月变化

从图1看出，湖滨公园月平均最大浓度值为4 193个/cm3，出现在2019年8月;月平均最小浓度值为

1 764个/cm3，出现在2019年3月;打锣坪最大浓度值为7 253个/cm3，出现在2019年8月;月平均最小浓度值为710个/cm3，出现在2019年3月。

虽然两个站点数据不一，但月平均负氧离子浓度变化规律基本一致，浓度最高出现在夏季（6—8月），其次是秋季（9—11月），2019年月平均浓度最大值出现在8月，月平均浓度最小值出现在3月。

2.2.2 日变化

负氧离子浓度表现出显著的季、月、日变化规律。因此就2019年12月7日（阴天且无特殊天气）两个站点的负氧离子浓度进行讨论。由图2知，负氧离子浓度变化呈W型，3个较高峰值在4：00、13：00、23：00前后，较低谷值在8：00和18：00前后，日变化表现为夜间高、白天低，夜间后期、晨间早期这两个时段出现最大值，最小值在早晨与黄昏时段。早、晚上班的高峰期，人流、车流较大，空气气溶胶粒子的密度较高，负氧离子减少;入夜后人类活动减少，空气气溶胶的粒子密度下降，而负氧离子浓度增大。

2.3 负氧离子浓度与气象要素相关性分析

2.3.1 与温度相关性

选取泰顺县气象局观测站2019年同区域全年温度和负氧离子数据，进行回归分析，得到温度和负氧离子浓度的回归方程。由图3可看出，负氧离子浓度与温度呈正相关，相关系数为117.7，表明负氧离子浓度随着温度升高而加大。主要是因为随着光照强度增大，气温升高，植物光合作用产生更强的放电，负氧离子浓度随之增加，反之温度下降，植物不产生强的尖端放电，负氧离子的浓度就会降低。

2.3.2 与相对湿度的相关性

分析图4，得出相对湿度与负氧离子浓度呈正相关，相关系数3.816 7，可见负氧离子随湿度增加而加大。负氧离子在空气中以O2-（H2O）n的形式存在，具有一定的稳定性，空气湿度增大表明其中的水分子增多，更多的O2-去结合水分子，相应就会加大负氧离子浓度。

2.3.3 和雷电、降水的相关性

经统计，有降水日的负氧离子浓度达1 764个/cm3，明显大于无降水日1 403个/cm3，而且从图1可明显看出，负氧离子在3月、7—9月陡增，经核查，这期间是泰顺县多雨季节，均有明显雷雨日，强大雷电会使空气产生大量生态级负氧离子。由此可推断，日降水量和负氧离子浓度关系为正相关，相关系数为22.662，负氧离子随降水量加大而加大。

3 结论

1）在负氧离子浓度上，泰顺县罗阳鎮打锣坪站与湖滨花园站年平均负氧离子浓度分别为1 742个/cm3，

2 485个/cm3，空气清新程度为非常清新和特别清新，利于人体健康。

2）森林植被覆盖率、离水体距离、人类活动等都会影响负氧离子浓度变化。

3）负氧离子浓度与气象要素关系密切，与气温、相对湿度、降水量和雷电呈线性正相关，泰顺县负氧离子浓度高，适宜人类长期居住。

4）此次研究是在泰顺县2019—2020年观测资料数据基础上给出的，因文章资料年份少，所取样本量也少，得出的结论存在局限性。随着观测和研究的深入开展，对负氧离子的分析会更为完善。

参考文献：

[1] 何宁，林明丽，赵红云，等.湘潭负氧离子浓度变化与气象要素的相关分析[J].贵州气象，2016，40（2）：65-69.

[2] 蒋翠花，吴新胜，王文清，等.宿迁市区负氧离子浓度变化与气象要素相关分析[J].环境保护与循环经济，2011，31（8）：55-58.

[3] 陈斌，孙林燕.空气负离子和人体健康[J].物理教师，2005，26（11）：51.

（责任编辑：赵中正）