?？谑续P翔濕地公園空氣負氧離子及影響因素研究

龍 飛，董 斌，彭 陽，李婷婷，劉青林，藍雪饒，肖 莎

(海南醫(yī)學院 公共衛(wèi)生與全健康國際學院，Heinz Mehlhorn院士工作站，海南 海口 571199)

空氣負氧離子是指空氣中某些分子在一定條件下產(chǎn)生自由電子，自由電子易附著在一些分子或原子上而形成的1個或以上負電荷基團，是衡量大氣環(huán)境狀況的重要指標之一，對生態(tài)系統(tǒng)功能價值評價起著至關(guān)重要的作用[1]。較多研究發(fā)現(xiàn)，公園負氧離子濃度較高，有利于人體健康，具有降塵、殺菌、促進新陳代謝及預防疾病等作用[2]。彭琳玉等[3]研究發(fā)現(xiàn)九連山國家森林公園負氧離子濃度水平達Ⅰ級標準，對人體健康極有利。朱舒欣等[4]研究發(fā)現(xiàn)，石門森林公園負氧離子濃度越高，空氣越清新，對人體有自然痊愈、減少疾病傳染、治療和康復功效。但有研究發(fā)現(xiàn)，居民對負氧離子的認知水平較低，生活環(huán)境中負氧離子未能引起人們的重視[5]。

海口市全年日照時間長，年均溫約23.8 ℃，年均降水量約為1 816 mm，年均風速3.4 m/s[6]。鳳翔濕地公園位于?？谑协偵絽^(qū)美舍河中部，沿河岸全長1 600 m，地理坐標為19°58′53.74″N，110°21′6.59″E，總面積為78.5 hm2[7]。通過分析鳳翔濕地公園負氧離子濃度分布特征與環(huán)境因素的關(guān)聯(lián)并進行質(zhì)量評價，可充分認識負氧離子的作用和高效利用濕地公園的資源優(yōu)勢，為提高居民生活質(zhì)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 負氧離子濃度監(jiān)測

2019年6月—2020年1月的夏、秋、冬季各選取25 d進行正負氧離子濃度和環(huán)境因素監(jiān)測，監(jiān)測時間段為7∶00—9∶00、18∶00—20∶00。

在鳳翔濕地公園選取5個監(jiān)測點(樣方的頂點和中心)，每個監(jiān)測點取東、南、西、北4個方向，每個方向連續(xù)記錄100個正負氧離子濃度數(shù)據(jù)(KEC-900正負離子測試儀，日本KEC公司)和噪聲值(DT-8850 聲級計，深圳CEM公司)。氣象因素數(shù)據(jù)來自海口市氣象局(http://www.hkqx.net/)，包括溫度、相對濕度、降水量、風力級別和氣壓。

1.2 空氣負氧離子質(zhì)量評價

負氧離子濃度分級標準采用安培空氣離子評價系數(shù)[8](表1)，評價公式為:

CI=(n-/1000)×(1/q)

式中：n-為空氣負離子，單位為個/cm3。

表1 空氣負氧離子質(zhì)量分級標準Tab.1 Air negative oxygen ion quality classification standard

按照國家森林公園負氧離子等級評價標準進行空氣質(zhì)量評價[9](表2)。

表2 負氧離子與空氣質(zhì)量的對應標準Tab.2 Corresponding standards of negative oxygen ion and air quality

1.3 統(tǒng)計學方法

采用Excel 2010和SPSS 25.0軟件對數(shù)據(jù)進行分析。根據(jù)數(shù)據(jù)的正態(tài)性和方差齊性，利用t檢驗或方差分析比較分析不同時段、不同季節(jié)和不同天氣狀況的負氧離子及環(huán)境因素的差異，數(shù)據(jù)以平均±標準差表示。采用單因素Pearson相關(guān)性分析負氧離子與環(huán)境因素的關(guān)聯(lián)。當P<0.05時，認為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果分析

2.1 不同時段負氧離子和環(huán)境因素指標差異性分析

鳳翔濕地公園不同時段的負氧離子濃度變化趨勢為上午>晚上，負氧離子濃度最大值出現(xiàn)在上午，最小值出現(xiàn)在晚上。上午和晚上的溫度、相對濕度及降水量差異具有統(tǒng)計學意義，且上午相對濕度和降水量均高于晚上，但溫度低于晚上(表3)。

表3 不同時段負氧離子和環(huán)境因素指標的差異性分析Tab.3 Difference analysis of negative oxygen ion and environmental factors in different periods

2.2 不同季節(jié)負氧離子和環(huán)境因素指標的差異性分析

鳳翔濕地公園不同季節(jié)的負氧離子和溫度的差異具有統(tǒng)計學意義。其中，夏季和冬季的負氧離子濃度差異具有統(tǒng)計學意義，夏季濃度最高，平均濃度高達1 352.5個/cm3；冬季最低，平均為1 076個/cm3；秋季其次。冬季與夏季、秋季的溫度比較差異均具有統(tǒng)計學意義，夏季和秋季溫度波動不大，而冬季溫度明顯降低。夏季與冬季的噪聲大小差異具有統(tǒng)計學意義(表4)。

2.3 負氧離子與環(huán)境因素的相關(guān)性分析

公園中負氧離子濃度與溫度和噪聲呈負相關(guān)，且相關(guān)性極顯著；與相對濕度、降水量和風力級別呈正相關(guān)，其中相對濕度表現(xiàn)為極顯著相關(guān)(表5)。

2.3.1不同時段負氧離子與環(huán)境因素的相關(guān)性分析

鳳翔濕地公園上午時段負氧離子濃度與溫度、相對濕度、風力級別和噪聲具有相關(guān)性，其中溫度和噪聲為負相關(guān)，其余為正相關(guān)。在晚上時段，僅與相對濕度呈正相關(guān)(表6)。

表4 不同季節(jié)負氧離子和環(huán)境因素指標的差異性分析Tab.4 Difference analysis of negative oxygen ion and environmental factors in different seasons

表5 負氧離子與環(huán)境因素的相關(guān)系數(shù)Tab.5 Correlation coefficient between negative oxygen ion and environmental factors

表6 不同時段負氧離子與環(huán)境因素的相關(guān)系數(shù)Tab.6 Correlation coefficient between negative oxygen ion and environmental factors in different periods

2.3.2不同季節(jié)負氧離子與環(huán)境因素的相關(guān)性分析

負氧離子濃度在夏季，與溫度呈負相關(guān)，與氣壓呈正相關(guān)；在秋季，與溫度、噪聲為負相關(guān)，與相對濕度、降水量為正相關(guān)；在冬季，與風力級別、噪聲呈負相關(guān)(表7)。

表7 不同季節(jié)負氧離子與環(huán)境因素的相關(guān)性分析Tab.7 Correlation analysis between negative oxygen ion and environmental factors in different seasons

3 鳳翔濕地公園負氧離子濃度的質(zhì)量評價

鳳翔濕地公園負氧離子濃度CI值變化范圍為0.46～5.33，平均值為1.27±0.72。季節(jié)排序：夏季(1.36±0.89)>秋季(1.23±0.65)>冬季(1.10±0.35)。按照空氣質(zhì)量分級標準， A級占58.02%，達一半以上；B級占24.69%；C級占12.35%；D級占4.94%。

世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定，清新空氣中負氧離子的濃度標準為1 000～1 500個/cm3，并且將400個/cm3作為旅游景點空氣中負氧離子的臨界濃度[10]。鳳翔濕地公園整體空氣質(zhì)量級別可穩(wěn)定達三級或四級，空氣清新程度為清新或較清新，有利于居民身心健康(表8)。

表8 鳳翔濕地公園負氧離子濃度的質(zhì)量評價Tab.8 Quality evaluation of negative oxygen ion concentration in Fengxiang Wetland Park

4 討論與結(jié)論

鳳翔濕地公園位于美舍河中上游，臨近水域，且種植了大量的水生植物和濕生植物。監(jiān)測結(jié)果顯示，其空氣中負氧離子濃度均值為1 210.7個/cm3，最高為2 274.0個/cm3，最低為671.0個/cm3，整體水平偏高。按照空氣質(zhì)量分級標準，CI值介于A～D級，其中A級占58.02%，達一半以上。因此，鳳翔濕地公園整體空氣質(zhì)量較好，適合居民戶外活動。同時，公園空氣清新級別達三級或四級，空氣清新程度為清新或較清新，有利于居民的身心健康。

鳳翔濕地公園空氣中負氧離子濃度上午高于晚上，而環(huán)境因素中，上午相對濕度及降水量均高于晚上，相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)負氧離子濃度與相對濕度和降水量呈正相關(guān)，這與以往研究相同，相對濕度和降水量為負氧離子產(chǎn)生的有利因素[11-12]。季節(jié)差異性研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，負氧離子濃度夏季平均值最高，為1 352.5個/cm3，與?？谑邢募纠子晏鞖馄嘤嘘P(guān)，這與謝勇麗等[13-14]的研究結(jié)論一致，負氧離子濃度季節(jié)變化特征為：夏季>秋季>冬季。

相對濕度、降水量、風力級別、溫度為影響鳳翔濕地公園空氣中負氧離子濃度的主要環(huán)境因素。負氧離子濃度與相對濕度、降水量、風力級別呈正相關(guān)，與溫度呈負相關(guān)。分析其原因可能為當溫度升高時，太陽輻射增強，空氣污染物擴散增加，污染物擴散過程中會吸附大量的負氧離子，從而導致空氣中負氧離子濃度大量減少；研究表明空氣中負氧離子主要以O-2(H2O)n的形式存在[15-16]，當相對濕度增大時，空氣中水分子相應增加，O-2與水分子結(jié)合的機會也加大，因此有利于負氧離子的產(chǎn)生。

本研究發(fā)現(xiàn)負氧離子濃度與噪聲呈負相關(guān)。鳳翔濕地公園一側(cè)靠近馬路，交通噪聲為其主要來源；同時當公園人流量較大時，也成為噪聲來源的重要部分。李冠衡等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在道路附近種植與人耳高度一致的植物種類，可有效降低噪聲級別。因此，建議在鳳翔濕地公園靠近馬路一側(cè)增加種植與人耳高度一致的植物，從而減少噪聲對負氧離子濃度的不利影響。

綜上所述，?？谑续P翔濕地公園空氣中負氧離子濃度整體水平較好，夏季、上午、雨天負氧離子濃度高，對人體健康有一定的促進作用。環(huán)境因素中相對濕度、降水量、風力級別為負氧離子產(chǎn)生的有利因素，而溫度和噪聲則不利于負氧離子的產(chǎn)生。