霧靈山典型地段空氣質量檢測分析

摘 要：隨著生態旅游的日益興起，人們對景區空氣質量提出更高的要求，因此對景區空氣質量的研究顯得尤為必要。該文選取霧靈山景區為研究對象，從中選取8個地點對負氧離子濃度和PM2.5進行測定。研究表明霧靈山景區的負氧離子濃度平均在1 500 個/cm3以上，不同地點峰值和谷底值出現時點存在一定的差異，除怡然亭外，其他7個地段最高峰值出現在17時，谷底值除十八潭和清涼界外，其他6個地點都出現在11時、15時2個時點；PM2.5平均值低于75 μg/m3，而且峰值除主峰外，其他地點峰值都在13時、15時2個時點。

關鍵詞：負氧離子；PM2.5；霧靈山；空氣質量；檢測分析

中圖分類號：X513 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）22-0070-05

Abstract： With the increasing rise of eco-tourism， people put forward higher requirements for the air quality of scenic spots. Therefore， it is particularly necessary to study the air quality of scenic spots. In this paper， Wuling Mountain Scenic spot was selected as the research object， and 8 plots were selected to determine the concentration of negative oxygen ions and PM2.5. The study shows that the average concentration of negative oxygen ions in Wuling Mountain Scenic area is more than 1 500 個/cm3， and there are some differences in peak and trough values in different areas. Except for Yilan Pavilion， the peak value of the other 7 lots appears at 17：00， and the trough value of the other 6 sites all appear at 11：00 and 15：00 except Eighteen Pools and Qingliang Realm. The average value of PM2.5 is less than 75 μg/m3， and the peak value is between 13：00 and 15：00 in all areas except the main peak.

Keywords： negative oxygen ions; PM2.5; Wuling Mountain; air quality; detection and analysis

近年來，隨著生態旅游業的日益興起，人們對景區的要求已不僅是單一的山、水、樹木等自然景觀，還需要呼吸清新潔凈的空氣，其并且作為一種生態旅游資源越來越引起人們的重視，其保健療養作用也越來越受到人們的關注。因此，對森林旅游區空氣質量進行檢測，從而進行科學評價，非常有利于生態旅游產業的健康發展。

1 霧靈山景區基本情況

霧靈山位于河北省北部承德市興隆縣境內，地理坐標為東經117°17′～117°35′，北緯40°29′～40°38′，距北京140 km，距天津180 km，距唐山148 km，距承德135 km。該區境內山地屬燕山山脈，是燕山山脈的中段，其主峰歪桃峰即坐落在核心區的中央，是燕山山脈主峰，海拔2 118 m，被譽為“京東之首”。霧靈山總面積14 247 hm2，森林覆蓋率達到93%。具有雨熱同季、冬長夏短、四季分明、夏季涼爽和晝夜溫差大的特征。霧靈山地形地貌的復雜性，決定了氣候的多樣性，“山下飄桃花，山上飛雪花”“山下陰雨連綿，山上陽光明媚”，素有“三里不同天，一山有三季”之稱，年平均氣溫7.6 ℃，最冷月在1月，平均氣溫-15.6 ℃，絕對低溫為-25～-28 ℃；最熱月在7月，平均氣溫17.6 ℃，絕對高溫一般為36 ～39 ℃。日均氣溫穩定，超過10 ℃的日期約在5—10月，年均日照2 870 h。霧靈山山體高大，森林茂密，成為南北氣候交匯帶，夏秋季節云霧彌漫，雨量充沛，年均降水量763 mm，局部可達900 mm。年均蒸發量1 444 mm，平均相對濕度60%。無霜期120～140 d，初霜始于10月上旬，晚霜終于4月中旬，一般十一長假后即封山。是華北的“避暑涼島”，一直受到旅游愛好者的青睞。

2 空氣質量檢測的相關概念及分級標準

2.1 空氣負氧離子的相關概念及分級標準

空氣負離子是指獲得多余電子的帶負電荷的空氣離子，因空氣中氧分子化學性質活潑優先獲得電子，故也稱為負氧離子，廣泛分布于自然環境中，如森林和濕地。故自然空氣負離子主要成分是負氧離子，因而負氧離子常被作為空氣負離子的代名詞。

負氧離子有“空氣維生素”“空氣維他命”“長壽素”的美譽，大量醫學臨床事實證明負氧離子有益于人體的各種生物效應，對人體的健康、保健養生、疾病治療和延年益壽有著重要的作用[1-5]。

空氣中負離子濃度是空氣質量好壞的標志之一[6]，世界衛生組織對清新空氣的負離子標準濃度也進行了相關規定：清新空氣的負離子標準濃度不應低于1 000～1 500個/cm3。《中國環境科學——森林環境中空氣負離子濃度分級標準》將森林環境中空氣負離子濃度水平分為6個等級（表1為森林環境中空氣負氧離子分級標準）[7-8]。

2.2 PM2.5的相關概念及分級標準

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5 μm的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發絲粗細的1/20。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。根據最新的國家環保標準——GB 3095—2012《環境空氣質量標準》和HJ 633—2012《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》，PM2.5的空氣質量24 h平均值標準值分布見表2。

3 檢測儀器與檢測方法

3.1 檢測儀器

空氣負離子測定所用儀器均為日本產的ITC-201A型空氣負離子測定儀；PM2.5測定所用儀器為美國產的TSI8533型顆粒物分析儀。

3.2 檢測地點及方法

2014年8月19日—21日，在霧靈山景區內選取了蓮花池、三像石、仙人塔、金山、十八潭、龍潭瀑布、清涼界及怡然亭8個主要旅游景點分5個時間段（分別為：9時、11時、13時、15時及17時）進行了空氣負氧離子和PM2.5的測定。以上幾個景點的森林覆蓋率均達到了90%以上。

3.2.1 空氣負離子的檢測

每個景點測定1 d，每天分5個時間段進行測量，即9時、11時、13時、15時及17時。測定時在景點選取合適的位置，將空氣負離子測定儀放置在離地面約1.3 m（人們一般呼吸的高度）的支架上，每個時段，分東南西北4個方向進行測定，每個方向讀取5個瞬時值，一天5個時間段進行5次重復，對所得數據進行分析，最后得到這個景點一天內空氣負離子濃度變化規律。

3.2.2 PM2.5的檢測方法

將顆粒物分析儀放置距地面高度50 cm，儀器四周1 m范圍內無障礙物。開機穩定3 min后開始測定，儀器停止工作讀數、記錄。

4 結果與分析

4.1 空氣負氧離子結果與分析

4.1.1 不同監測點負氧離子濃度變化特征

當空氣負氧離子濃度低于400個/cm3時，表明空氣已受到一定程度的污染，不適宜人們活動；400～1 000個/cm3的空氣對人體則既無多大危害，亦無多大益處，因而屬于允許負氧離子濃度范圍；當空氣負氧離子濃度高于1 000個/cm3時，達到負離子人體生物學效應最低濃度標準，對人體健康有益，為保健濃度；達到10 000個/cm3以上則可以治病。

從表3可以看出，霧靈山旅游區監測的主要景點負氧離子日平均濃度在938.7～2 391.5個/cm3之間，平均為1 639.9個/cm3，均高于森林旅游臨界濃度400個/cm3，且大都達到了保健濃度1 000個/cm3。不同景區空氣負離子分布不同，但各處空氣負離子都接近或超過了保健濃度，仙人塔處瞬時負氧離子濃度高達30 000個/cm3，此處測量的負氧離子濃度均值超過2 000個/cm3，對人體有治療疾病的作用。說明霧靈山風景區的負氧離子濃度非常高，非常適合生態旅游，還可進一步開發為療養中心。

4.1.2 負氧離子濃度日變化特征

負氧離子濃度的變化受到很多因素的影響，比如植被類型、氣候條件，森林環境中的溫度、濕度、光輻射和海拔等都會影響到負氧離子濃度的變化[9-11]。

將所選8個地點在不同監測日監測到的負氧離子濃度變化趨勢繪制為圖1—圖3。圖1整體表現趨勢為由低到高再降低然后再升高的雙“V”形式，峰值出現在13時（怡然亭）和17時之后（仙人塔和十八潭）2個時段。9—11時仙人塔和十八潭負氧離子濃度表現由低到高的走勢，出現第一個峰值，仙人塔在2 500個/cm3左右，十八潭在1 500個/cm3左右，11—15時呈下降趨勢，且仙人塔的下降幅度較大，十八潭降幅比較平緩，15—17時表現為再上升的趨勢，且在17點時出現第二個峰值，并且明顯高于第一個峰值，達到一天中的最大值。怡然亭表現趨勢和仙人塔與十八潭2個不同，9—13時表現逐漸上升的趨勢，且達到第一個峰值，也是一天中的最大值，接近3 000個/cm3，然后急劇下降，在15時達到谷底，在1 500個/cm3以下，15—17時又弱勢回升，17時濃度值略高于1 500個/cm3。

圖3中的龍潭瀑布整體表現為單“V”形式，且只有一個峰值，出現在17時。但是圖2和圖3中5個地點出現谷底值的時點部分并不相同。三像石的谷底值出現在15時，金山谷底值出現在11時，清涼界的谷底值出現在13時，龍潭瀑布谷底值出現在15時，蓮花池全時段變化比較平緩，近似一條直線，這個可能與蓮花池更接近市區有關，這個與蔡仁等[12]的結論一致，認為負氧離子濃度在市區站點一日中的變化較小，通常起伏變化程度約為±100 個/cm3。

縱觀8個地點可以得出2個結論：①除怡然亭最高峰值在13時外，其他7個地點的最高值都出現在17時；谷底值除十八潭和清涼界外，其他6個地點都出現在11時、15時2個時點，這個與蔡仁等[12]的觀點一致，負氧離子在白天的濃度低于傍晚但是這個與陳兵紅等[13]的結論不一致，他們的研究結果是每日20時至次日6時持續較高，而傍晚17時—18時濃度相對較低。本報告中呈現的負氧離子的變化趨勢及與其他研究學者結論的差異可能和具體的研究地點及所處的環境有關，比如溫度、濕度、光照和海拔等。②8個研究地點的負氧離子濃度基本能滿足人們對生態旅游、呼吸新鮮空氣的需求。即使谷底值也大部分在1 500個/cm3左右。

4.2 空氣顆粒物PM2.5的日變化特征與分析

PM2.5是衡量空氣質量的一個重要指標。其變化與溫度、濕度、氣壓、負氧離子及一天中的不同時間段密切相關[14-17]。

從表4—表6可以看出9個地點的日變化都表現為單峰型，而且出現峰值的時點分布存在一定差異，大部分在13時和15時2個時點，只有主峰峰值出現在11時。

十八潭、怡然亭、仙人塔、蓮花池和龍潭瀑布峰值出現在13時，前3個的峰值范圍在0.044～0.057 μg/m3，空氣質量較好，沒有受到污染；蓮花池、龍潭瀑布峰值相對較高在0.088～0.095 μg/m3，有輕度污染的現象。這個可能與其位置比較低平、空氣流通性差、游客活動比較密集和附近有大型停車場有重要關聯。主峰的峰值出現在11時，峰值在0.047 μg/m3，空氣質量良。這與俞秀玲等[18]的研究結果不同。

縱觀9個研究地點，PM2.5范圍均值在0.037～0.083 μg/m3之間，其中0.03～0.05 μg/m3范圍值占大部分，霧靈山景區空氣質量按評級標準劃分總體為良。所以基本可以滿足人們對呼吸新鮮空氣的要求。

5 結論與評價

1）霧靈山常年森林覆蓋率達到93%，空氣負氧離子濃度平均都在1 500個/cm3以上，可以起到較好的保健醫療作用，對人體的健康是非常有利的，非常適合森林康養和森林生態旅游等活動。在《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中，已將“康養文旅”上升至國家戰略目標，所以研究不同區域森林空氣負氧離子濃度的變化趨勢，開展更全面的負氧離子及其影響因素的研究對服務國家戰略需求具有重要意義[19]。

2）負氧離子8個地點的日變化特征有差異，分為“雙V”和“單V”2種，且峰值和谷底值出現時點不一致，峰值除怡然亭出現在13時外，其他7個地點都出現在17時；谷底值除十八潭和清涼界外，其他6個地點都出現在11時、15時2個時點。這個可能與其測定時的植被類型、溫度、濕度、光輻射和海拔等有關，因此在后續的研究中需補充相關影響因素的相關數據。

3）PM2.5日變化特征都表現為單峰型，而且出現峰值的時點分布存在一定差異，大部分在13時和15時2個時點，只有主峰峰值出現在11時，這個變化趨勢可能與其測定時的溫濕度有關。

4）本研究發現在同一個月，由于每天的溫度、濕度、日輻射等因素不同，造成空氣負氧離子濃度及PM2.5也發生了較大變化，這也表明負氧離子濃度變化及PM2.5變化可能是由多個因素共同造成的。本文僅基于已有的觀測資料從霧靈山景區選取了幾個地段對負氧離子濃度和PM2.5進行了測定，為森林康養和森林旅游等活動提供一定參考。

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作者簡介：李新利（1976-），女，高級工程師。研究方向為森林培育技術。