泰順縣負氧離子濃度變化與氣象要素的關聯性分析

余霖楓 宋珊珊 戴益斌 姜建豐 張夢萍

摘 要 對浙江省溫州市泰順縣負氧離子濃度變化與氣象要素相關關系進行分析。結果表明：泰順縣羅陽鎮平均負氧離子濃度在1 742個/cm3以上，達到保健濃度水平，對人體健康有利。其中，森林公園負氧離子濃度高于空曠地區;一年中濃度最高為夏季（6—8月），其次是秋季（9—11月），2019年月平均濃度最大值在8月，月平均濃度最小值出現在3月。一天呈現夜間高、白天低的日變化規律，最大值出現在夜間后期和晨間早期時段，最小值出現在早晨和黃昏時段。負氧離子濃度與氣象要素關系密切，與氣溫、相對濕度、降水量和雷電呈線性正相關。

關鍵詞 負氧離子濃度;氣象要素;變化;浙江省溫州市泰順縣

中圖分類號：P402 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.14.085

隨著社會經濟持續快速發展，工業、交通運輸業發展迅速，群眾生活水平大幅提升，逐漸追求更高的生活質量，因此人們在忙碌后的閑暇時間，喜歡選擇健康、時尚的休閑娛樂方式，如到森林中呼吸新鮮空氣。相關研究表明，空氣中負氧離子達到一定濃度后，對人體健康有益，因此負氧離子作為重要的森林資源，備受城市居民的青睞，空氣負氧離子水平也成為評價旅游環境空氣質量的標準[1-3]。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

浙江省溫州市泰順縣是國家生態縣、國家重點生態功能區，縣域生態環境優越，森林覆蓋率達75.6%，是國家級生態示范區、省級生態縣，生態環境質量狀況自2005年以來保持全省第一。2018年，泰順縣榮獲2018年“中國天然氧吧”創建地區稱號。

1.2 研究方法

選取2018年12月至2020年3月小時觀測數據，對24小時負氧離子濃度值進行平均，并選取同時、同地的其他氣象要素值。季節劃分標準為：冬季12月—次年2月、春節3—5月、夏季6—8月、秋季9—11月。

2 結果與分析

2.1 負氧離子濃度與地域差異的分析

經統計，泰順縣羅陽鎮打鑼坪站與湖濱花園站年平均負氧離子濃度分別為1 742個/cm3，2 485個/cm3。如圖1兩站負氧離子濃度數據表明，森林公園高于郊區曠野。這說明在環境影響下，空氣負氧離子濃度會發生較大的變化，而且受地域的不同并隨時間發生改變。1）隨著植被覆蓋率的增大，負氧離子的濃度也增大。樹木和花卉能釋放大量的揮發性芳香物質等，可引起林區內空氣出現電離，而且綠地和樹木能除塵，湖濱公園植被種植率、種類遠高于打鑼坪山。2）負氧離子濃度隨河流水體距離遠近而變化。湖濱公園旁有護城河環繞，打鑼坪山自2017年起，陸續建有上山臺階、水泥路等，附近無水體及河流。3）負氧離子濃度隨人類活動密集程度而變化。湖濱公園距交通主干道約500 m，大于打鑼坪山的100 m，且打鑼坪山北面是育才小學、南面是云壽路主干道，人類活動及大量汽車尾氣影響負氧離子停留期。

2.2 負氧離子濃度變化分析

2.2.1 月變化

從圖1看出，湖濱公園月平均最大濃度值為4 193個/cm3，出現在2019年8月;月平均最小濃度值為

1 764個/cm3，出現在2019年3月;打鑼坪最大濃度值為7 253個/cm3，出現在2019年8月;月平均最小濃度值為710個/cm3，出現在2019年3月。

雖然兩個站點數據不一，但月平均負氧離子濃度變化規律基本一致，濃度最高出現在夏季（6—8月），其次是秋季（9—11月），2019年月平均濃度最大值出現在8月，月平均濃度最小值出現在3月。

2.2.2 日變化

負氧離子濃度表現出顯著的季、月、日變化規律。因此就2019年12月7日（陰天且無特殊天氣）兩個站點的負氧離子濃度進行討論。由圖2知，負氧離子濃度變化呈W型，3個較高峰值在4：00、13：00、23：00前后，較低谷值在8：00和18：00前后，日變化表現為夜間高、白天低，夜間后期、晨間早期這兩個時段出現最大值，最小值在早晨與黃昏時段。早、晚上班的高峰期，人流、車流較大，空氣氣溶膠粒子的密度較高，負氧離子減少;入夜后人類活動減少，空氣氣溶膠的粒子密度下降，而負氧離子濃度增大。

2.3 負氧離子濃度與氣象要素相關性分析

2.3.1 與溫度相關性

選取泰順縣氣象局觀測站2019年同區域全年溫度和負氧離子數據，進行回歸分析，得到溫度和負氧離子濃度的回歸方程。由圖3可看出，負氧離子濃度與溫度呈正相關，相關系數為117.7，表明負氧離子濃度隨著溫度升高而加大。主要是因為隨著光照強度增大，氣溫升高，植物光合作用產生更強的放電，負氧離子濃度隨之增加，反之溫度下降，植物不產生強的尖端放電，負氧離子的濃度就會降低。

2.3.2 與相對濕度的相關性

分析圖4，得出相對濕度與負氧離子濃度呈正相關，相關系數3.816 7，可見負氧離子隨濕度增加而加大。負氧離子在空氣中以O2-（H2O）n的形式存在，具有一定的穩定性，空氣濕度增大表明其中的水分子增多，更多的O2-去結合水分子，相應就會加大負氧離子濃度。

2.3.3 和雷電、降水的相關性

經統計，有降水日的負氧離子濃度達1 764個/cm3，明顯大于無降水日1 403個/cm3，而且從圖1可明顯看出，負氧離子在3月、7—9月陡增，經核查，這期間是泰順縣多雨季節，均有明顯雷雨日，強大雷電會使空氣產生大量生態級負氧離子。由此可推斷，日降水量和負氧離子濃度關系為正相關，相關系數為22.662，負氧離子隨降水量加大而加大。

3 結論

1）在負氧離子濃度上，泰順縣羅陽鎮打鑼坪站與湖濱花園站年平均負氧離子濃度分別為1 742個/cm3，

2 485個/cm3，空氣清新程度為非常清新和特別清新，利于人體健康。

2）森林植被覆蓋率、離水體距離、人類活動等都會影響負氧離子濃度變化。

3）負氧離子濃度與氣象要素關系密切，與氣溫、相對濕度、降水量和雷電呈線性正相關，泰順縣負氧離子濃度高，適宜人類長期居住。

4）此次研究是在泰順縣2019—2020年觀測資料數據基礎上給出的，因文章資料年份少，所取樣本量也少，得出的結論存在局限性。隨著觀測和研究的深入開展，對負氧離子的分析會更為完善。

參考文獻：

[1] 何寧，林明麗，趙紅云，等.湘潭負氧離子濃度變化與氣象要素的相關分析[J].貴州氣象，2016，40（2）：65-69.

[2] 蔣翠花，吳新勝，王文清，等.宿遷市區負氧離子濃度變化與氣象要素相關分析[J].環境保護與循環經濟，2011，31（8）：55-58.

[3] 陳斌，孫林燕.空氣負離子和人體健康[J].物理教師，2005，26（11）：51.

（責任編輯：趙中正）