南平市延平区九峰山城市森林公园负氧离子调查研究

饶秀俊

(福建林业职业技术学院 园林系，福建 南平 353000)

0 引言

近几十年来，随着我国社会经济的持续增长，工业化和城市化的快速发展，大气污染也日趋严重，正逐渐改变着人类赖以生存的自然环境中的空气成分，破坏了原有的生态环境的平衡，使得空气环境中负氧离子浓度不断降低。人类一边感受着物质文明所带来的巨大变化，而一边又不得不面临着环境的污染和恶化等问题。改善生活环境质量已成为广大市民群众的共同要求，因此，对负氧离子的测定与评价也日益迫切。

负氧离子被人类称之为“空气维生素”和“长寿素”，对人体的生命活动和寿命有着非常重要的影响，对人体健康十分有利，是人类生活不可缺少的一部分。相关的研究资料显示，空气中负氧离子的浓度在低于20个/cm3时，人体就会感到困乏和头晕脑胀；当空气中的负氧离子含量在1 000—10 000个/cm3之间时，人就会感到舒服，心情也非常安定，有心旷神怡之感；当空气中的负氧离子浓度在10 000个/cm3以上时，人就会感到非常的有精神，心情会感到非常的舒适愉快；而当空气中的负氧离子浓度高达10万个/cm3以上时，负氧离子不仅能让人感到舒服，还能起到消除疲劳、止喘、镇静、调节神经等强体健身和治病的效果(陈雅芬，2008)。所以说，空气中的负氧离子浓度多少不仅仅能体现出空气质量的优劣，而且含有高负氧离子浓度的大气环境，也具有一定的医疗和保健的作用。

因此，研究空气中负氧离子与其各种环境要素之间的关系以及随时空变化而变化的规律，可以为人们的生产活动和日常生活提供相关参考，为建设城市森林、城市绿化、调整绿化结构和植物景观配置提供参考，为功能结构规划、生态结构布局的合理性评价提供一种方便快捷、切实可行的监测方法及手段，具有实际应用价值。

本文以南平市延平区九峰山城市森林公园为例，在公园内选择具有代表性的观测点进行观测，对观测数据进行统计分析。分析负氧离子浓度的分布规律以及变化规律，在此基础上，探讨负氧离子浓度与森林环境中部分因子之间的关系。

1 研究方法

本研究所采用的检测仪器是AIC1000负氧离子检测仪，是由美国AIC公司开发生产的，其工作环境要求主要有:温度5—50℃，湿度≤95%R.H(不凝结水)；空气流速：200cm3/s；线性速度：40cm/s；离子收集率：大于65%；输出电阻：5×1010Ohms；动力范围：10—1 999 000个离子/cm3；测定检出时间：大约2s；分辨率：10离子/cm3；精度：±25%；风扇速度：800cc/s(线速度160cm/s)。

1.1 空气中负氧离子浓度测量方法

采用手持式的美国AIC1000负氧离子检测仪，在每个月中旬选择2天的时间进行定时定点观测。每天从早上8时至下午18时每间隔2小时观测1次共6次。检测时以测点为中心，分别围绕测点的东、东南、南、西南、西、西北、北、东北八个方向读取8个负氧离子浓度值和8个正离子浓度值，然后分别计算的平均值即为该测点的正负离子在该时间点的观测值。

1.2 空气中负氧离子浓度以及空气质量的评价方法

关于负氧离子浓度的评价标准，在部分文献中出现的空气负氧离子评价指标一般主要包括单极系数、空气质量评价系数。q和CI即是该评价方法的两个指标，这里的q表示单极系数，CI表示空气质量评价系数，它们的计算公式分别如下：

1.2.1 单极系数

q=n+/n-

式中：q表示单极系数，n+表示空气中的正离子数,n-表示空气中负离子数。

1.2.2 空气质量评价系数

式中：CI表示空气质量评价系数，q表示单极系数，n-表示空气中负离子数。

单极系数q值越小，说明空气中的负氧离子的比例越大。根据以上两种评价系数来评价各测点的空气清洁度。按空气质量评价指数可计算出空气质量等级标准，详见表1。

表1 空气质量等级标准

1.2.3 森林中负氧离子浓度在医疗和保健上的分级标准

森林中空气负氧离子的浓度达到什么值的时候才能发挥它的医疗保健作用呢？就目前来说，国内外还没有一个统一的标准可以作为依据。表2是吴楚才等研究人员制定的森林环境中空气负氧离子浓度的分级标准。

表2 森林空气中负氧离子的分级标准 单位：个/cm3

根据不同的负氧离子浓度对人体所产生的生物学效应，将400个/cm3设置为临界浓度，400—1 000个/cm3为允许浓度，1000个/cm3以上为保健浓度3个范围。当空气已受到一定程度的污染，极有可能环境中的负氧离子浓度低于临界浓度标准，对人的健康产生不利影响；当浓度介于400—1 000个/cm3之间时，空气对人体是既无害也无益，属于允许的浓度范围；当负氧离子呼吸区、医院或疗养院等负氧离子浓度达到保健浓度以上时，才有可能取得满意的保健疗养效果。

2 研究区域概况

九峰山森林公园位于南平市延平区的南面，是闽江起点的第一座山。森林公园因其有九峰盘旋在市区的周围，因此命名为九峰山。九峰山九座山峰的海拔高度服别为135m、177m、213m、243m、291m、313m、325m、336m、386m。山上植被丰富，植株数将近10万余株。气候宜人，年平均气温大约20.5℃。九峰山在1978年被南平市政府辟为综合性公园。目前九座山峰已经全部开发完成，是城市居民日常进行康乐健体的好去处。

3 研究结果与分析

在2019年6月—2020年5月共1年的时间里将九峰山森林公园的空气离子监测资料按天统计，归纳分析，得出当天的浓度；然后在此基础上按月统计，取其平均值，获得了对应月份空气正、负离子浓度；以此类推，得到四季空气离子浓度的日变化情况分布规律。

4）2000－2016年，巢湖流域的8个评价单元全部为正值，表明土地利用程度发展是该时间段内巢湖流域的主要趋势，人类活动对土地利用程度的影响较大。其中，合肥、无为和含山的变化程度更剧烈，2000－2016年间这些地区的建设用地有了明显的增加，说明社会经济因素是这些地区土地利用程度增加的主要因素。

图1 九峰山森林公园测点不同季节负氧离子浓度变化图

图2 九峰山森林公园测点不同季节空气质量评价系数CI变化图

由图1及表1可以看出，九峰山森林公园在不同季节一天的不同时刻的空气负氧离子浓度也不同，同时可以看出各条曲线的变化幅度也有所不同。从这些曲线中可以发现在不同的季节空气中的负氧离子浓度的一个大致变化规律，负氧离子浓度在不同季节当中，上午8点到上午11点之间浓度相对比较高；而在中午11点至下午15点之间会降低到一个谷值，在一天当中浓度相对比较低；之后从下午16点以后又开始回升到了一个峰值。所以从日变化上来看，负氧离子的浓度是先下降然后再上升的发展趋势。从图1当中，我们还可以看到，负氧离子浓度在四个季度当中，春、夏季的浓度明显高于其他的各季；在一年当中，负氧离子最高的时间是夏季的18时，最低的是秋季的14时。

表3 九峰山森林公园测点不同季节空气中负离子浓度日变化情况 单位：个/cm3

根据图2和表3可知，在九峰山森林公园测点一年的空气质量日变化中，相对其他各季节而言，春季的空气质量评价系数很明显最高；同时，在春季空气质量评价系数变化比较明显，特别是在下午的15时至傍晚的18时，呈迅速增长的趋势。相比较而言，秋季、冬季的空气质量评价系数变化比较平缓，起伏不大；空气质量评价系数最小CI值出现在秋季的12时，仅为0.18，小于0.29，处于临界值。由此我们可以分析出，在九峰山森林公园测点位置，一年当中只有夏季跟秋季的中午前后出现了四次CI值小于1，分别是：夏季的下午14时，CI值为0.53；秋季的上午10时、中午12时、下午14时，CI值为0.43、0.18、0.23；其他各个季节各个时间段空气质量评价系数都大于1，为最清洁。

表4 九峰山森林公园测点空气中离子浓度逐月变化情况

图3 九峰山森林公园测点不同月份负氧离子浓度变化图

图4 九峰山森林公园测点不同月份空气质量评价系数CI变化图

从表3和图3中我们可以看出，九峰山森林公园测点负氧离子在夏季6月份浓度最高，最高值达到了3 080个/cm3，最低值出现在冬季的1月份和秋季的9月份和10月份，浓度分别为1 115个/cm3、1 163个/cm3和1 137个/cm3，从图3可以分析出，负氧离子浓度从夏季的6—8月份，浓度值开始迅速下降；而9—12月份又出现缓慢的下降趋势，变化幅度不是很大；从第二年的1月至5月份，负氧离子浓度保持小幅度地上升。这其中的原因可能是福建南平市延平区在6月份的雨水量比较充足，而11月份至次年的2月份相对来说雨水比较小，故才会有此现象出现。我们再看表2和图4，九峰山森林公园的空气质量评价系数CI值在4月份及6月份分别达到了一个峰值8.57和7.44，也就是说4月份和6月份的空气质量相对其他月份，空气质量明显较好；而从表3可以看出，九峰山森林公园的全年月平均CI值都大于1，所以说九峰山森林公园的空气质量12个月都为最清洁。

4 研究结论与讨论

4.1 研究结论

通过南平市延平区城市森林公园空气负离子监测与研究，发现研究区域的空气质量全年都为清洁。

(1)延平区九峰山城市森林公园空气中的负氧离子浓度年平均值1 755个/cm3，浓度值最高在夏季，最高值为3 080个/cm3，接着是春季、秋季和冬季。所以夏季、春季是到九峰山森林公园中避暑和度假最合适的时间段。

(2)延平区九峰山城市森林公园空气中负氧离子浓度存在着一定的日变化、月变化和季节变化的规律。在上午8时至10时负氧离子浓度最高，中午12时到14时负氧离子的浓度最低，到了下午16时负氧离子浓度逐渐上升，到18时左右达到一个最高值，但一般不会高于上午8时至10时的浓度值。所以，建议需要进行锻炼身体的城市居民，尽量选择在上午10点之前和下午16点之后开展身体锻炼，因为这两个时间段相对于中午10时至14时空气质量明显要清洁很多。同时夏季和春季的空气负氧离子浓度相对于冬季和秋季而言也要大。在月变化中，5月、6月、7月、8月空气中负氧离子的浓度比其他月份都要高，所以一年当中这几个月也非常适合多做一些户外活动。在季节的变化中，根据测点所调查的数据来看，延平区的城市森林公园的负氧离子浓度夏季最高，负氧离子浓度最低的是冬季。

(3)森林公园中负氧离子浓度与温度具有明显的负相关性。也就是说随着空气温度的升高，空气中的负氧离子浓度随之降低。在九峰山测点监测的数据中发现，负氧离子浓度在一日变化当中，大致会随着温度的降低而升高，随着温度的升高而降低；在一天中，上午8时至中午14时，负氧离子的浓度在逐渐降低，而这个时间段温度却是在上升的。这是由于随着大气气温的不断升高，空气中的颗粒物数量也在不断增加，而颗粒物会吸附空气中的负氧离子，从而导致空气中的负氧离子浓度不断降低。

4.2 讨论

本文在实地调查与实验监测的基础上，全面系统地分析了延平区九峰山城市森林公园的负氧离子的浓度和空气质量评价系数日变化、月变化、季节变化的一般规律。

(1)通过对延平区九峰山城市森林公园为期一年的负氧离子的监测，结果发现，九峰山森林公园中的负氧离子浓度以及空气质量评价系数CI值都比较高，且空气质量年平均都为最清洁。拥有如此清洁的空气资源，而且含有丰富的负氧离子资源，因此笔者建议在延平区城市森林公园内建立一个甚至多个能提供有氧健身的、负氧离子呼吸区的项目和场所，以满足生活在都市的人们迫切渴望回归大自然的需求，这也顺应了市场的需求。

(2)适时适地地更新开发的观念，可以寻求政府部门的扶持，鼓励民间的投资，做到全面、合理开发城市森林负氧离子旅游资源，以森林负氧离子为开发对象，以此增加和提高城市的知名度，使之得到更好的开发和利用。

4.3 研究的不足与展望

(1)由于研究资料和测量器械有限，对延平区城市森林公园的空气负氧离子浓度与各个影响因子的关系研究分析还不够全面，所以，今后对于延平区城市森林公园中负氧离子浓度与其相关性分析还要更加努力地完成，给延平区城市森林公园负氧离子浓度的研究提供更多更详细的数据。

(2)在空气负离子浓度与其各个影响因子关系的分析中，由于笔者知识水平、时间、仪器等方面的原因，仅仅简单分析了空气中负氧离子浓度与空气的温度之间的关系，而其他更多的影响因素还需要在今后的工作学习中去研究。

(3)关于以负氧离子为旅游资源来开发城市森林公园，空气中负氧离子浓度与环境的游人数量之间的关系目前还没有具体的研究依据和研究方法，同样，笔者也没能做具体的研究与分析，这方面的调查与研究有待进一步的探寻。