園林植物在成都市霧霾治理中的應(yīng)用研究

　　摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不合理等諸多因素導(dǎo)致大氣污染嚴(yán)重，霧霾天氣頻發(fā)，從2010-2013年成都市霧霾天氣有逐年加重的趨勢(shì)，2014～2017年有所緩解，但大氣中NO2濃度和可吸入顆粒物濃度仍然嚴(yán)重超標(biāo)。園林植物有明顯的滯塵作用及對(duì)SO2、NO2有毒氣體吸收和轉(zhuǎn)化的作用，如何科學(xué)地利用園林植物的生理特性來(lái)防治霧霾值得深思。針對(duì)成都市霧霾天氣的發(fā)生特征，根據(jù)園林植物防治霧霾的機(jī)理，探討如何來(lái)選擇園林植物和搭配植物，以及重視城市綠地規(guī)模化和發(fā)揮城市道路綠地的生態(tài)廊道作用，以期為成都市霧霾治理工作提供借鑒和參考。

　　關(guān)鍵詞：霧霾;園林植物;霧霾修復(fù);園林植物配置

　　《現(xiàn)代園林》是甘肅省農(nóng)業(yè)信息中心與中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)觀賞園藝與園林系聯(lián)合主辦的技術(shù)性期刊，已被CNKI中國(guó)期刊網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫(kù)等收錄。

　　近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不合理導(dǎo)致大氣污染嚴(yán)重，全國(guó)各大城市霧霾天氣頻發(fā)，成都由于自身的地理、氣候、高密度人口及高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)等多種原因，也難逃霧霾厄運(yùn)。霧霾對(duì)人們的日常生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。通過(guò)對(duì)大量流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)顆粒物污染與人口的死亡率之間呈高度正相關(guān)[1]，具體表現(xiàn)為呼吸系統(tǒng)疾病高發(fā)和心腦血管疾病增加[2]。不僅如此，以氣溶膠形式存在的細(xì)微顆粒物對(duì)城市大氣光學(xué)性質(zhì)的影響可達(dá)到99%[3]。?低能見(jiàn)度造成交通阻塞、交通事故、航班延誤等各種問(wèn)題。此種情況下，霧霾治理刻不容緩，現(xiàn)階段霧霾治理研究主要集中在改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)降低污染源上，治理周期長(zhǎng)，難度大。園林植物可以有效地改善空氣環(huán)境質(zhì)量，降低霧霾天氣的發(fā)生概率，且技術(shù)要求相對(duì)較低，容易為社會(huì)民眾接受。主要分析成都市霧霾發(fā)生的特征，以及園林植物防治霧霾的主要機(jī)理，提出如何利用園林植物來(lái)治理霧霾，以期為成都市現(xiàn)階段霧霾治理工作提供一定的參考依據(jù)。

　　1 成都市霧霾發(fā)生的特征

　　成都由于地處盆地，雨量充沛，濕氣流動(dòng)受阻，再加上成都市近幾年城市化進(jìn)程較快，人口聚集，城市資源消耗和污染物排放均迅速增加，同時(shí)汽車(chē)的保有量也急速攀升，加劇了空氣污染。截至2017年，近7年來(lái)成都空氣質(zhì)量情況如圖1。成都市大氣中SO2濃度(μg/m3)，2010～2013年呈逐年上升趨勢(shì)，最高為2013年，年平均為30.25μg/m3，2014～2017年呈逐年下降的趨勢(shì)，同時(shí)SO2濃度表現(xiàn)出季節(jié)特征，春、冬季節(jié)濃度較夏、秋季節(jié)高。依據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-2012)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，SO2年平均濃度為60μg/m3(二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)適用于二類(lèi)區(qū)，為居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)和農(nóng)村區(qū)域。)結(jié)果顯示成都市空氣中 SO2濃度未超標(biāo)準(zhǔn)。

　　圖2顯示，大氣中NO2濃度(μg/m3)，2010-2017年NO2濃度并未表現(xiàn)出年季變化，最高為2013年，年平均濃度達(dá)62.25μg/m3，最低為2010年，年平均濃度達(dá)50μg/m3。NO2濃度季節(jié)表現(xiàn)也不是很明顯，春冬季節(jié)稍高于夏秋。依據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，NO2年平均濃度為40μg/m3，成都市大氣中NO2年平均濃度從2010～2017年年平均濃度均超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，成都市NO2污染嚴(yán)重。

　　圖3顯示，成都市大氣中可吸入顆粒物濃度(μg/m3)變化特征(可吸入顆粒物為粒徑≤10μm的顆粒物)，其變化稍有年季變化，從2010～2013年有逐年升高的趨勢(shì)，至2017年有逐年降低的趨勢(shì)，最高為2013年149.75μg/m3，最低為2017年84.25μg/m3，且季節(jié)性變化特征明顯，春冬季節(jié)可吸入顆粒物濃度較春夏兩季高。依據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可吸入顆粒物年平均濃度70μg/m3，成都市大氣中可吸入顆粒物濃度從2010～2017年均超標(biāo)，可吸入顆粒物濃度污染嚴(yán)重。

　　2 園林植物修復(fù)霧霾的機(jī)理

　　園林植物作為改善環(huán)境的主體，能夠吸收和轉(zhuǎn)化有毒有害氣體，同時(shí)有效地阻滯粉塵，改善空氣質(zhì)量，在當(dāng)今城市環(huán)境中的地位不可或缺。園林植物利用自身特性能夠有效地降低霧霾天氣發(fā)生的頻率，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　2.1 園林植物對(duì)SO2、NO2的吸收和轉(zhuǎn)化

　　園林植物能夠吸收和轉(zhuǎn)化大氣中的SO2和NO2等有毒有害氣體，在低濃度SO2和NO2存在下，植物葉表面及表皮的氣孔能夠吸收污染氣體，通過(guò)自身代謝，將其同化，最終以有機(jī)物的形式儲(chǔ)存，如氨基酸和蛋白質(zhì)。SO2通過(guò)氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞后，能夠溶于水，然后生成HSO3-和SO32-，二者毒性很強(qiáng)，隨后均被氧化成毒性很低的SO42-，部分參與植物的生長(zhǎng)代謝，部分則以硫形態(tài)排出體外[4]。有研究表明，刺槐每月可吸收SO215kg/hm2，銀杏吸收16kg/hm2，垂柳吸收50kg/hm2，華山松吸收70kg/hm2[5]。植物對(duì)NO2的吸收凈化主要包括植物對(duì)NO2的同化和超同化作用(Omasa提出某些植物可將含有植物所需營(yíng)養(yǎng)元素的大氣污染物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)源高效吸收與同化，同時(shí)促進(jìn)自身的生長(zhǎng))，有的植物可以很好地利用NO2，使之參與代謝。在植物的生長(zhǎng)旺盛季節(jié)，植物的吸收作用可大大降低大氣中的H+、NO3-和NH4+含量，有數(shù)據(jù)表明可減少50%～70%，NH3幾乎被全部吸收[6]。還有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在光和類(lèi)胡蘿卜素的作用下，園林植物可吸收大氣中的NO2-，通過(guò)氧化還原反應(yīng)，生成NO，NO參與一系列的植物的種子萌發(fā)、根伸長(zhǎng)、側(cè)根形成、抑制下胚軸伸長(zhǎng)、葉擴(kuò)張以及植物抗逆反應(yīng)等一系列生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程[7]。因此，有些園林植物在低濃度NO2脅迫下，不僅具有較強(qiáng)吸收能力，同時(shí)生長(zhǎng)狀況良好。還有研究表明不同科屬植物同化NO2的能力差異很大，一般來(lái)說(shuō)，桃金娘科、菊科、楊柳科和茄科等植物同化能力較強(qiáng)，且野生植物>人工培育植物。就不同樹(shù)種來(lái)說(shuō)，落葉樹(shù)>常綠樹(shù)，闊葉樹(shù)>針葉樹(shù)。若再考慮落葉過(guò)程對(duì)修復(fù)作用的負(fù)面影響，則常綠樹(shù)更適用于霧霾的修復(fù)[8]。