不同类型的植被屏障对社区空气污染的影响

责任编辑：王新月

1952年12月的伦敦大雾弥漫死亡事件（Bell Michelle等，）引起了各位学者对空气质量重点关注。在不同类型的污染中，二氧化氮（NO2）和颗粒物(PM）是造成污染的主要原因。曼彻斯特是英国人口最多的城市之一，有着较高的二氧化氮排放量（de Hoogh，）。

绿色战略一般被作为减轻空气污染的最佳解决方案。但是，一些研究表明，某些设计如城市峡谷中的绿色（或裸露）屏障可能会增加地面的空气污染浓度。

为了解决这一方面的困惑，Taleghani等人在Science of the Total Environment发文，评估曼彻斯特的NO2的时间变化，并通过计算流体动力学模拟对假设的邻域进行参数分析，强调了不同绿色屏障对社区空气污染的影响。

研究方法

1.空气质量数据的收集

本文收集了来自Manchester Piccadilly Gardens监测站点的整个的空气温度和NO2浓度的小时数据（该点位于曼彻斯特市中心人口稠密的商业区）。

2.模拟区域和情景设置

模拟区域：以网格形状设计。设计总区域为100m*100m*30m（长度，宽度和高度），其中包含9座相同的10m*10m*10m（长度，宽度和高度）的建筑物。社区的地面覆盖为沥青，建筑物的外墙使用砖块，屋顶覆盖瓷砖。街道位于社区的左侧。设置五个受体点（R1至R5）以比较不同情况下社区内的污染扩散（见图1）。

情景设置：对照组为社区中没有植被的区域；实验组为两个使用树高为2 m和4 m的树篱的情景（分别称为H2和H4场景）和两个使用树高为10 m和20 m的树木的情景（分别称为T10和T20场景）。在T10和T20中，树木底部裸露的树干是没有分支区的（见图2）。

气象条件设置：从西向东的盛行风（2.5 m / s）；污染源设定为在0.5 m的高度上排放恒定NO2的值是20 lg /m2。

3.模拟设置

该模拟运行于6月21日进行。16:00的最高气温为21.2 C（英国夏令时：UTC +1），03：00的最低气温为14.8C。从午夜开始，模拟运行了26小时。

图1.社区布局图

图2.不同类型的植被屏障

研究结果与讨论

1.ENVI-met模型的验证

使用ENVI-met软件去模拟大气温度的日变化曲线并进行验证。结果表示模拟的大气温度高于实测数据；对于24小时数据，均方根偏差（RMSD）的计算值为1.6°C；两个数据集进行拟合回归线的接近程度的R的平方为0.91。

2.曼彻斯特的空气污染情形（观测来自于Manchester Piccadilly Gardens）

欧盟法律对空气质量中规定的年度NO2限值为40 lg / m3(UK-Air, )。的年平均值为34.6 lg / m3，接近最大阈值（日数据）。对全年数据分析得到，NO2的浓度在较冷的月份高于夏季。

3.NO2浓度与大气温度的关系

研究得出大气温度与NO2浓度呈反比关系。气温与NO2浓度之间的相关系数为0.82。温度上升，可以将污染转移到更高的水平。在寒冷时期，冷空气会下沉，NO2浓度会更高。

4.绿色屏障对NO2扩散的影响

对于社区水平的研究，由于绿色屏障的物理形状，植被会增加（树篱情景）或减少（树木情景）污染源附近和远离道路的行人的污染水平。由于车辆排气口的高度为0.5 m，树木的裸露树干有助于分散街道的污染；然而，树篱阻止了分散。植被类型和城市特征的综合效应可以改善空气质量。

编者认为

研究结果表明，绿色基础设施确实可以在更好地管理城市建筑环境中的空气质量方面发挥作用。普遍的“绿色就是好”的观念是片面的，主要因为人们对绿色设计选择缺乏考虑，在某些情况下，设计选择可能加剧而不是改善污染问题。因此需要对多重的绿色设计形式进行比较分析。该研究主要对比了不同类型的植被屏障，还可以从其他的角度出发，例如不同性能的植被等。

该研究考虑的角度为简单的规则网格形式的社区，而实际的社区类型较多，未来的研究可以着眼于不规则布局形式下污染物的扩散形式，以期更好地为城市规划者提供依据。

原文出处

Air pollution in a microclimate; the impact of different green barriers on the dispersion[J]. Science of the Total Environment711 () 134649 .

/10.1016/j.scitotenv..134649

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