综合评估城市绿化植物对大气臭氧影响的研究

城市绿化植物能排放大量具有高反应活性的挥发性有机物（如异戊二烯和萜烯等），对城市大气中臭氧形成具有显著贡献；同时可吸收包括挥发性有机物在内的多种污染物（如臭氧和二氧化硫等），有益于空气质量的改善。针对目前国内外研究中仅强调了植物排放挥发性有机物生成臭氧的负面影响，而未考虑植物对大气中臭氧和挥发性有机物等污染物吸收作用产生的正面效应，以北京市典型绿化植物为研究对象，采用双动态箱法，研究绿化植物活性挥发性有机物的排放速率以及植物对大气中苯系物、醛酮和臭氧等的去除速率，获得目标化合物在绿化植物与大气间交换通量的日变化和季节变化特征；探索目标化合物在植物叶面上的交换机制（是通过叶面直接物理吸附，还是通过叶孔同化吸收）以及植物对臭氧浓度升高的反馈机制；根据各种化合物的最大臭氧增量反应活性，评价不同绿化植物对北京市大气中臭氧的综合贡献。项目的研究成果将对未来城市绿化植物的筛选提供重要科学指导依据。

近年来北京大气中臭氧浓度具有明显的上升趋势，对公众健康产生严重危害，同时影响区域环境质量。城市绿化植物在排放大量臭氧的重要前体物高活性挥发性有机物的同时，也能够吸收包含臭氧和挥发性有机物在内的多种污染物，最终影响大气中的臭氧浓度。采用127.4 L的双动态箱测量了72种活性挥发性有机物和臭氧在加拿大杨与大气间的交换通量，结合各种挥发性有机物的最大增量反应活性和浓度计算出其最大臭氧生成潜势，计算结果显示：加拿大杨对臭氧的直接吸收通量为361.78 ug/g/h、吸收丙酮、甲基丙烯醛等造成的对臭氧的间接吸收通量为236.19 ug/g/h、排放异戊二烯、己醛等造成的对臭氧的间接排放通量为2436.65 ug/g/h，综合评价显示加拿大杨对臭氧的净贡献表现为排放，净排放通量为1838.68ug/g/h。加拿大杨吸收臭氧具有明显的日变化和季节变化特征，加拿大杨对臭氧的吸收作用与大气中臭氧的浓度、大气温度、光合有效辐射强度、叶含水率正相关。通过有光、无光的对比实验初步认为光合作用是影响加拿大杨吸收臭氧的主要因素但不是唯一因素。利用双动态箱研究了72种活性挥发性有机物和臭氧在17种树木与实际大气间的交换通量，得出了北京市常见绿化树种对臭氧的综合影响为：垂柳、法桐、加杨、构树、刺槐、柿树主要排放臭氧；二乔玉兰、银杏、油松、龙爪槐、国槐、冬青、圆柏、白皮松、香椿、雪松和栾树吸收臭氧。这些研究成果为研究植物在大气间的交换通量提供科学数据，同时对城市绿化植物的筛选提供了重要的科学依据。