2024年1月10日发(作者：nokia5800w)

昆明市城区不同区域环境空气负氧离子浓度变化特征分析

马芙蓉;张一舟

【摘 要】选择昆明市主城区及周边具有代表性的居民密集区域和森林植被分布区域作为监测对象,对同一天气环境、不同时段的空气负氧离子浓度进行测定,探讨不同区域环境下空气负氧离子浓度变化特征.结果表明,不同区域环境空气负氧离子含量差异显著,森林植被好的区域空气负氧离子浓度高,空气质量好;在不同时段,上午空气负氧离子浓度最高,中午和下午负氧离子浓度低;在同一天内,森林植被好的区域空气负氧离子浓度日变化大,居民密集区空气负氧离子浓度日变化较小;空气负氧离子浓度与森林植被呈正相关关系,森林植被越好,负氧离子浓度越高,空气越清新.

【期刊名称】《林业调查规划》

【年(卷),期】2019(044)003

【总页数】6页(P30-34,162)

【关键词】空气负氧离子;浓度变化;区域环境;森林植被;居民密集区;昆明市城区

【作 者】马芙蓉;张一舟

【作者单位】云南省林业调查规划院生态分院,云南 昆明 650051;云南师范大学实验中学,云南 昆明 650031

【正文语种】中 文

【中图分类】S731.2;X21

1 负氧离子的功效

随着经济发展和人口剧增，人们生产和生活产生的各种粉尘、废气导致城市空气二氧化碳浓度超标，空气不清新。一旦走进森林或植被较好的公园时，就会感到呼吸顺畅，心旷神怡，一个很重要的原因是这里空气清新，有丰富的负氧离子[1]。负氧离子是空气中一种带负电荷的气体离子，可通过对人呼吸道或皮肤的刺激引起其神经反射，并影响全身各系统，从而起到促进新陈代谢、预防流感、增强机体抗病能力和改善睡眠、恢复人体平衡的功效；另外，空气负氧离子还具有杀菌、降尘、清洁空气的功效。像食物中的维生素一样，空气负氧离子对人体及其他生物的生命活动具有十分重要的影响，有利于人的身心健康，被人们誉为“空气维生素”[2]。

世界卫生组织规定清新空气的负氧离子的标准为 1 000～1 500 个/cm3(表1)。在医学研究中，人体对负氧离子浓度的要求为：浓度为400～1 000个/cm3时，可以维持人体健康的基本需要；浓度低于200个/cm3时，将引起亚健康[2]。

表1 负氧离子浓度与空气质量的对应标准Tab.1 Corresponding standards of

air quality with concentration of negative oxygen ions 个/cm3负氧离子浓度等级空气清新程度>2100一级特别清新1800～2100二级非常清新1200～1800三级清新900～1200四级较清新500～900五级一般<500六级不清新

2 研究的背景与目的

昆明市是云南省的政治、经济、文化中心，鲜花常年开放，草木四季长青，是著名的 “春城”、“花城”，是人们休闲、旅游、度假、居住的理想之地，也是国家实施大健康产业发展的首选地之一。随着人们对环境质量要求的提高，已经认识到森林中空气负氧离子是一种无形、健康的旅游资源，负氧离子浓度作为选择森林旅游、养生休憩地点空气质量好坏的重要参数，影响着每一个人的生活、学习、工作等各个方面。

人们对负氧离子很好奇，特别是青少年朋友，包括我的孩子。人们都想知道：神奇的负氧离子是怎么测出来的？我们居住的城市空气负氧离子含量是多少？哪些区域

负氧离子含量高？森林植被对空气负氧离子含量的影响程度如何？为什么森林中的空气清新宜人？怎样认识森林保护和绿化环境的重要性？结合孩子暑期的课外科技兴趣爱好，带着孩子对这些问题进行了调查研究。拟通过对昆明市城区不同环境条件下负氧离子的监测研究，以期增加人们对空气负氧离子的认知度，提高人们热爱自然、保护森林的积极性，为云南省森林大健康产业发展和美丽云南建设添砖加瓦[3]。

3 研究方法

3.1 观测点的选择

做好负氧离子的观测研究工作，合理确定观测点很重要。根据研究主题，结合昆明市城市结构及周边的环境特点，本着合理性和代表性原则[4]，首先进行野外踏勘，比选城区及周边居民密集区和森林植被分布区域环境，综合乘车交通路线、观测对象、观测时间等要求，合理确定观测点位，最终选择的居民密集区为顺城商业中心、新迎小区、创意英国小区，选择的森林植被分布区为金殿森林公园、海埂湿地、翠湖公园，确定固定观测点后做好标记。观测点的基本情况：

1)金殿森林公园位于城区的东北郊，公园内植物资源丰富，森林覆盖率达90%，是滇中常绿针阔混交林的典型分布区。测设点选择在公园入口处滇油杉林内，地理坐标为东经102°46′11″，北纬25°5′31″。

2)海埂湿地位于城区的西南面，毗邻滇池和云南民族村，是近年来为保护滇池而修复的湿地公园，湿地内分片种植陆生植物和水生植物。测设点选择在湿地柳岸边，地理坐标为东经102°40′39″，北纬24°57′39″。

3)翠湖公园位于城区五华山西侧，云南大学正对面。翠湖周边绿树成荫，湖内遍植荷花，环境优美。测设点选择在园内海心亭附近，地理坐标为东经102°42′2″，北纬25°3′7″。

4)顺城商业街位于城中心闹市区，人员密集，高层建筑集中，地面绿色植被较少。

测设点选择在顺城西塔楼下空旷处。地理坐标为东经102°42′21″，北纬25°2′20″。

5)创意英国小区位于城西茭菱路的一个较新的商住开放式小区，地面绿色植被分布较合理。测设点选择在小区中心大道空旷处。地理坐标为东经102°40′55″，北纬25°3′17″。

6)新迎小区是城东最大的一个老旧居住小区，属平层建筑，小区绿化率较低且人员密集。测设点选择在小区幼儿园旁。地理坐标为东经102°44′6″，北纬25°3′33″。

3.2 观测设备

使用森林公园规划设计调查常用的KEC―900空气离子测试器一台；国产的家用温湿度计一个，华为P9智能手机一部。

3.3 观测时间

选择2017年8月中旬(12日、13日、14日)连续观测3 d，每个调查点每天观测3次，早、中、晚(早上6—9时、中午12—15时、下午18—21时)各观测一次。9月2日对部分观测点进行了补充调查。

3.4 观测方法

利用空气离子测试器直接测量负氧离子浓度的同时，利用温湿度计测试温度、湿度，用智能手机定位。为客观地反映观测点数据，以10 min为一时段，观测平均浓度，并确定工作程序。找到野外踏勘确定的观测点位后，做好各项准备工作：

1)将空气离子测试器安放于0.7～1.0 m高度的凳子或平台上，进气口面向西南方向。先打开电源开关，接着打开负离子开关，选取100～1 999 000 ions个/ cm3浓度范围模式，屏幕显示0.00后再打开进气口开关，开始10 min浓度测定，待数字跳动幅度在一个基本稳定范围时，记录负氧离子浓度平均观测值。

2)读取并记录观测点位置坐标、温度、湿度以及观测时间、地点和天气情况等环境因子。

3)完成数据采集，对数据进行整理。

4)收集昆明周边已有的空气负氧离子测量数据资料。

5)对收集到的历史数据进行整理，对观测到的数据进行统计。用对比方法将不同天气环境下的观测数据进行比较，将各项统计数表一一列示，用直线方法将变量因子进行演示。

3.5 实验开展情况3.5.1 温度、湿度测试

温度、湿度也是影响空气负氧离子浓度的主要因子，受观测设备、测试周期和知识能力限制，本次测取的温度、湿度仅做为一个相对的气候环境参照范围，不参与影响空气负氧离子浓度的变量因素对比分析。本次观测周期的白天温度为16～24℃，相对湿度为55%～70%，变化幅度正常，均达到人体适宜的范围，也是昆明市夏末秋初的正常气候。在这样的温度、湿度范围内，对空气负氧离子进行专项测试实验。

3.5.2 天气状况

8月12日整天均为晴天；8月13日上午阴，局部区域有小雨，下午多云转晴；8月14日整天下雨。

3.5.3 数据观测

在实地测量过程中，由于受仪器数量和交通影响，在预定的时限内无法观测完成每个观测点每天3次的观测任务，有的观测点缺测，但能保证每个观测点每天至少观测2次。

前2天观测的数据变化幅度不大，有局部观测点受湿度、温度影响，有小幅变化，属正常情况；但8月14日受降雨影响，3个时段各观测点测取的浓度数据变化幅度很大，最大值为8 500个/cm3，最小值为1 300个/cm3，无法跟前两天的正常数据进行计算比较。因此，只对8月12日、13日的观测数据进行统计分析。

3.5.4 数据计算

1)各观测点当天的平均值：用当天不同时段的数据平均值计算得出；

2)各观测点相同时段的平均值：用相同时段的数据平均值计算得出；

3)各观测点综合平均值：用各观测点2天的平均值计算得出。

4 结果与分析

4.1 数据统计结果

8月12日空气负氧离子浓度观测统计结果见表2；8月13日空气负氧离子浓度观测统计结果见表3；空气负氧离子浓度2天综合平均值见表4。

4.2 不同区域环境空气负氧离子浓度变化特征

由表4可以看出，金殿森林公园日平均空气负氧离子浓度最高，达650个/cm3，日平均负氧离子浓度最低的为顺城商业中心，仅为275个/cm3。在6个观测点中，日平均负氧离子浓度由大到小为：金殿森林公园>海埂湿地>翠湖公园>创意英国小区>新迎小区>顺城商业中心(图1)。表明：昆明市主城区不同区域环境空气负氧离子含量差异显著，森林植被越好的区域负氧离子浓度越高，空气质量越好。

表2 8月12日空气负氧离子浓度观测统计Tab.2 Observation data of negative

oxygen ions concentration on August 12th 个/ cm3序号 观测点6∶00-9∶00 12∶00-15∶00 18∶00-21∶00 平均值A 金殿森林公园 800 700500

666B 海埂湿地 900 500500 633C 翠湖公园 700 200400 433D顺城商业广场300缺200 250E创意英国小区400200 400 333F 新迎小区 300200 200 233

表3 8月13日空气负氧离子浓度观测统计Tab.3 Observation data of negative

oxygen ions concentration on August 13th 个/ cm3序号 观测点6∶00-9∶00

12∶00-15∶00 18∶00-21∶00 平均值A 金殿森林公园1000400500 633B 海埂湿地11C 翠湖公园800 300400500D顺城商业广场 400 200缺

300E创意英国小区 500 300200333F 新迎小区300 缺 400350

表4 空气负氧离子浓度2天综合平均值

Tab.4 Comprehensive average value of negative oxygen ions concentration

in two days个/ cm3

序号观测点6∶00-9∶00 12∶00-15∶00 18∶00-21∶00 平均值A金殿森林公园

900550 500 650B海埂湿地 1000 400 450 616C翠湖公园 700250 400 466D顺城商业广场 350200 200 275E创意英国小区 450250 300 333F新迎小区

300200 300292

4.3 空气负氧离子浓度早晚变化特征

不同区域环境空气负氧离子日变化见图2所示。

由表4、图2可以看出：在一天当中，空气负氧离子浓度是上午最大，下午次之，中午最小，表明：空气负氧离子含量早晚有差异，空气质量最好的时间为上午。

此外，在森林植被相对较好的区域，如金殿森林公园、海埂湿地、翠湖公园的空气负氧离子浓度上午分别为900、1 000、700个/cm3，下午分别为500、450、400个/cm3，相差一倍多。而在绿化较少的区域，如顺城商业中心、创意英国小区、新迎小区空气负氧离子浓度上午分别为350、450、300个/cm3，下午分别为200、300、300个/cm3，有差异，但变化不大，仅相差100个/cm3左右。表明：不同森林植被区域负氧离子变化幅度不一致，森林植被较好区域的空气负离子浓度日变化幅度大，早晚差异显著；而居民密集区的空气负氧离子浓度日变化幅度小，早晚差异不显著。

图1 不同区域环境空气负氧离子含量Fig.1 Content of negative oxygen ions

in different regional environments

图2 不同区域环境空气负氧离子日变化Fig.2 Diurnal variation of negative

oxygen ions concentration in different regional environments

4.4 空气负氧离子浓度与森林植被的关系

从上述观测和统计分析结果可以看出，空气负氧离子浓度与森林植被密切相关，森林植被越好，负氧离子含量越高，空气越清新[5]。金殿森林公园的森林覆盖率高

达90%以上，森林能吸收二氧化碳，释放氧气，能产生大量的空气负氧离子；海埂湿地和翠湖公园岸边陆地上的树木、灌丛、草地等植被盖度超过80%，林草植被能大量吸收空气中的污染物，同时绿色植物的光合作用强，地面土壤透气性好，湿度大，也能产生大量的空气负氧离子。而城区居民密集区的森林植被少，建筑物多，地面绝大部分被硬化且不透气，湿气容易蒸发，加之人们生产、生活产生的二氧化碳多，氧气含量少，产生的空气负氧离子就少，空气不清新[2](图3)。

图3 不同区域环境空气负氧离子含量Fig.3 Content of negative oxygen ions in

different regional environments

5 结论与建议

5.1 结论

1)空气负氧离子浓度在昆明市城区不同区域环境的变化规律为：森林植被好的区域空气负氧离子浓度高，居民密集区浓度低[1]。

2)空气负氧离子浓度在昆明市城区不同天气环境的变化规律为：雨天高、晴天低。

3)空气负氧离子在昆明市城区夏季昼间的变化规律为：上午>下午>中午。

4)空气负氧离子浓度与森林植被的好坏有密切关系，森林植被越好，空气负氧离子浓度越高，空气质量越好。

5)与世界卫生组织公布的标准对比，昆明市城区的负氧离子含量属于总体偏低水平。

5.2 建议

1)在今后的城市规划和建设中，适当增加昆明市城区街道、空地及周边的植被绿化率，增加国土绿化面积，以提高空气负氧离子含量[5]。

2)在居民密集区多种植阔叶乔木树种，见缝插针地增加绿地，有条件的地段可设置或增加喷泉数量[6]。

3)加大宣传力度，提高人们对保护森林资源和生态环境的认知水平。

4)全社会行动起来，努力创建和维护国家“森林城市”和“文明城市”，争当全国

生态文明建设的排头兵[3]。

参考文献:

【相关文献】

[1] 韩妍, 董文渊, 胡戎, 等. 昆明金殿国家森林公园秋冬季节空气负离子分布格局研究[J]. 林业调查规划, 2013, 38(3): 21-25.

[2] 林金明,宋冠群，赵利霞，等.环境健康与负氧离子[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3] 云南省人民政府.云南省生物医药和大健康产业发展规划(2016—2020年)[Z]. 2016.

[5] 郭茂盛，杜天真，赖胜男，等.城市绿地对空气负离子的影响[J].城市环境与城市生态，2006,19(2)：1-4.

[4] 王洪俊.城市森林结构对空气负离子水平的影响[J].南京林业大学学报，2004,28(5)：96-98.

[6] 毛成忠，于乃莲，杜佳乐，等.典型城市区与森林区空气负氧离子特征比较分析[J].气象科技，2014,42(6)：1083-1089.