龍 飛，董 斌，彭 陽，李婷婷，劉青林，藍(lán)雪饒，肖 莎

(海南醫(yī)學(xué)院 公共衛(wèi)生與全健康國(guó)際學(xué)院，Heinz Mehlhorn院士工作站，海南 ?？?571199)

空氣負(fù)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(gè)或以上負(fù)電荷基團(tuán)，是衡量大氣環(huán)境狀況的重要指標(biāo)之一，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能價(jià)值評(píng)價(jià)起著至關(guān)重要的作用[1]。較多研究發(fā)現(xiàn)，公園負(fù)氧離子濃度較高，有利于人體健康，具有降塵、殺菌、促進(jìn)新陳代謝及預(yù)防疾病等作用[2]。彭琳玉等[3]研究發(fā)現(xiàn)九連山國(guó)家森林公園負(fù)氧離子濃度水平達(dá)Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)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(fù)氧離子濃度越高，空氣越清新，對(duì)人體有自然痊愈、減少疾病傳染、治療和康復(fù)功效。但有研究發(fā)現(xiàn)，居民對(duì)負(fù)氧離子的認(rèn)知水平較低，生活環(huán)境中負(fù)氧離子未能引起人們的重視[5]。

?？谑腥耆照諘r(shí)間長(zhǎng)，年均溫約23.8 ℃，年均降水量約為1 816 mm，年均風(fēng)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(zhǎng)1 600 m，地理坐標(biāo)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(fù)氧離子濃度分布特征與環(huán)境因素的關(guān)聯(lián)并進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，可充分認(rèn)識(shí)負(fù)氧離子的作用和高效利用濕地公園的資源優(yōu)勢(shì)，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(fù)氧離子濃度監(jiān)測(cè)

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

在鳳翔濕地公園選取5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(樣方的頂點(diǎn)和中心)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)取東、南、西、北4個(gè)方向，每個(gè)方向連續(xù)記錄100個(gè)正負(fù)氧離子濃度數(shù)據(jù)(KEC-900正負(fù)離子測(cè)試儀，日本KEC公司)和噪聲值(DT-8850 聲級(jí)計(jì)，深圳CEM公司)。氣象因素?cái)?shù)據(jù)來自?？谑袣庀缶?http://www.hkqx.net/)，包括溫度、相對(duì)濕度、降水量、風(fēng)力級(jí)別和氣壓。

1.2 空氣負(fù)氧離子質(zhì)量評(píng)價(jià)

負(fù)氧離子濃度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用安培空氣離子評(píng)價(jià)系數(shù)[8](表1)，評(píng)價(jià)公式為:

CI=(n-/1000)×(1/q)

式中：n-為空氣負(fù)離子，單位為個(gè)/cm3。

表1 空氣負(fù)氧離子質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Air negative oxygen ion quality classification standard

按照國(guó)家森林公園負(fù)氧離子等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)[9](表2)。

表2 負(fù)氧離子與空氣質(zhì)量的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Corresponding standards of negative oxygen ion and air quality

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用Excel 2010和SPSS 25.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(yàn)或方差分析比較分析不同時(shí)段、不同季節(jié)和不同天氣狀況的負(fù)氧離子及環(huán)境因素的差異，數(shù)據(jù)以平均±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用單因素Pearson相關(guān)性分析負(fù)氧離子與環(huán)境因素的關(guān)聯(lián)。當(dāng)P<0.05時(shí)，認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果分析

2.1 不同時(shí)段負(fù)氧離子和環(huán)境因素指標(biāo)差異性分析

鳳翔濕地公園不同時(shí)段的負(fù)氧離子濃度變化趨勢(shì)為上午>晚上，負(fù)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(duì)濕度及降水量差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且上午相對(duì)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(shí)段負(fù)氧離子和環(huán)境因素指標(biāo)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(fù)氧離子和環(huán)境因素指標(biāo)的差異性分析

鳳翔濕地公園不同季節(jié)的負(fù)氧離子和溫度的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其中，夏季和冬季的負(fù)氧離子濃度差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，夏季濃度最高，平均濃度高達(dá)1 352.5個(gè)/cm3；冬季最低，平均為1 076個(gè)/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(jì)學(xué)意義，夏季和秋季溫度波動(dòng)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(jì)學(xué)意義(表4)。

2.3 負(fù)氧離子與環(huán)境因素的相關(guān)性分析

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

2.3.1不同時(shí)段負(fù)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(shí)段負(fù)氧離子濃度與溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)力級(jí)別和噪聲具有相關(guān)性，其中溫度和噪聲為負(fù)相關(guān)，其余為正相關(guān)。在晚上時(shí)段，僅與相對(duì)濕度呈正相關(guān)(表6)。

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

表5 負(fù)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(shí)段負(fù)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(fù)氧離子與環(huán)境因素的相關(guān)性分析

負(fù)氧離子濃度在夏季，與溫度呈負(fù)相關(guān)，與氣壓呈正相關(guān)；在秋季，與溫度、噪聲為負(fù)相關(guān)，與相對(duì)濕度、降水量為正相關(guān)；在冬季，與風(fēng)力級(jí)別、噪聲呈負(fù)相關(guān)(表7)。

表7 不同季節(jié)負(fù)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(fù)氧離子濃度的質(zhì)量評(píng)價(jià)

鳳翔濕地公園負(fù)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)， A級(jí)占58.02%，達(dá)一半以上；B級(jí)占24.69%；C級(jí)占12.35%；D級(jí)占4.94%。

世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定，清新空氣中負(fù)氧離子的濃度標(biāo)準(zhǔn)為1 000～1 500個(gè)/cm3，并且將400個(gè)/cm3作為旅游景點(diǎn)空氣中負(fù)氧離子的臨界濃度[10]。鳳翔濕地公園整體空氣質(zhì)量級(jí)別可穩(wěn)定達(dá)三級(jí)或四級(jí)，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(fù)氧離子濃度的質(zhì)量評(píng)價(jià)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(cè)結(jié)果顯示，其空氣中負(fù)氧離子濃度均值為1 210.7個(gè)/cm3，最高為2 274.0個(gè)/cm3，最低為671.0個(gè)/cm3，整體水平偏高。按照空氣質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，CI值介于A～D級(jí)，其中A級(jí)占58.02%，達(dá)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(dòng)。同時(shí)，公園空氣清新級(jí)別達(dá)三級(jí)或四級(jí)，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(fù)氧離子濃度上午高于晚上，而環(huán)境因素中，上午相對(duì)濕度及降水量均高于晚上，相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)負(fù)氧離子濃度與相對(duì)濕度和降水量呈正相關(guān)，這與以往研究相同，相對(duì)濕度和降水量為負(fù)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(fù)氧離子濃度夏季平均值最高，為1 352.5個(gè)/cm3，與海口市夏季雷雨天氣偏多有關(guān)，這與謝勇麗等[13-14]的研究結(jié)論一致，負(fù)氧離子濃度季節(jié)變化特征為：夏季>秋季>冬季。

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

本研究發(fā)現(xiàn)負(fù)氧離子濃度與噪聲呈負(fù)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(shí)當(dāng)公園人流量較大時(shí)，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(jí)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(duì)負(fù)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(fù)氧離子濃度整體水平較好，夏季、上午、雨天負(fù)氧離子濃度高，對(duì)人體健康有一定的促進(jìn)作用。環(huán)境因素中相對(duì)濕度、降水量、風(fēng)力級(jí)別為負(fù)氧離子產(chǎn)生的有利因素，而溫度和噪聲則不利于負(fù)氧離子的產(chǎn)生。