城市大气总悬浮颗粒物与城市热岛

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1、周凯等：城市大气总悬浮颗粒物与城市热岛385城市大气总悬浮颗粒物与城市热岛周凯1,3，叶有华2，彭少麟1,2*，粟娟41.中国科学院华南植物园，广东广州510650；2.中山大学生命科学学院，广东广州510275;3.中国科学院研究生院，北京100039；广州市林业局，广东广州510000摘要：城市大气总悬浮颗粒物是造成全球大部分城市空气污染严重的原因之一，世界各国对之已进行过很多的研究。大量的研究显示，总悬浮颗粒物的污染非常严重，是影响城市空气质量的首要污染物。总悬浮颗粒物的源以人为来源为主，其汇则以湿沉降为主。

2、总悬浮颗粒物对城市气候的影响主要通过2种方式：一种是通过散射或吸收太阳辐射直接影响气候；另一种是以云凝结核的形式改变云的光学特性和云的分布而间接影响气候。但是总悬浮颗粒物与城市热岛相互关系的研究目前还未受到应有的关注，总悬浮颗粒物与城市热岛的相互作用尚未有定论，总悬浮颗粒物既有促进城市热岛形成，也有促进城市冷岛形成的研究报道。文章认为可从如下3个方面探讨总悬浮颗粒物与城市热岛的相互关系：(1)总悬浮颗粒物在城市热岛中的贡献；(2)总悬浮颗粒物影响城市热岛的作用机理；(3)总悬浮颗粒物与城市植被和城市热岛的相互关系及

3、植被对总悬浮颗粒物的净化、对城市热岛的缓解。研究总悬浮颗粒物与城市热岛的相互关系为制定科学合理的城市大气总悬浮颗粒物污染防治措施，有效缓解现代城市热岛难题提供理论依据。关键词：总悬浮颗粒物；城市热岛；城市气候中图分类号：X16文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）02-0381-05周凯等：城市大气总悬浮颗粒物与城市热岛385据估计，到2025年，全世界有近60%的人将居住在城市[1]，日益加速的城市化对世界范围内的城市气候已经产生了深远的影响，其中最显著的特征之一就是城市热岛效应。城市热岛效应是指

4、当城市发展到一定规模，由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等使城市温度明显高于郊区，形成类似高温孤岛的现象[2]。由于全世界范围内城市规模不断扩大、农村及欠发达地区的人口不断向城市集中、人为热迅速增长、城市建筑物猛增等因素，城市热岛日趋严重并已倍受全球关注。各国学者从不同的角度对城市热岛的主要形成机制、时空分布特征、生态环境效应、缓解对策进行了广泛的研究[3-10]。研究认为，总悬浮颗粒物(TotalSuspendedParticles，TSP)在城市热岛效应中起重要的作用[11,12]。总悬浮颗粒

5、物是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径在0~100µm的固体颗粒物（Particles）和液体小滴（Droplets），包括PM10（粒径范围在0~10µm）和PM2.5（粒径范围在10~100µm）。本文总结了城市大气总悬浮颗粒物的现状、源与汇、总悬浮颗粒物的气候效应及其在城市热岛效应中的贡献，为制定科学合理的城市大气颗粒悬浮物污染防治对策，有效缓解现代城市热岛难题，实现城市的可持续发展提供理论依据。1总悬浮颗粒物的现状尽管世界各国政府对包括总悬浮颗粒物在内的空气质量改善进行了不懈的努力，但是目前的形势依然严峻。

6、与经济总量的持续增长和粗放式的经济增长方式密切相关，全国主要大气污染物的排放量逐年增加。有资料显示，中国大陆主要城市大气悬浮颗粒物的平均浓度已由1982年的0.729mg/m3下降到1997年的0.291mg/m3。但是根据《中国城市环境保护》披露的信息，截止到2004年，影响我国城市空气质量的首要污染物仍是悬浮颗粒物。在113个全国环境保护重点城市中，33个城市的空气质量达到国家二级标准（0.20mg/m3），51个空气质量为三级（0.30mg/m3）[13]，29个城市空气质量为劣三级，分别占29.2%、45.

7、1%和25.7%。颗粒物污染较重的城市主要分布在西北、华北、中原和四川东部[14]。悬浮颗粒物中PM10和PM2.5的质量浓度与人体的健康状况显著相关[15,16]，已引起公众的极大关注。总悬浮颗粒物是当前大气质量监测与评价中一个重要的污染指标，被认为是影响空气质量的首要污染物[17]。因此，许多国家都制定了严格的空气质量标准限制总悬浮颗粒物浓度，其中中国于周凯等：城市大气总悬浮颗粒物与城市热岛3851996年1月8日批准实施《环境空气质量标准》（GB3095-1996），欧盟于1996年9月27日通过大气质量评价

8、控制准则（96/62/EG），美国于1996年首次也是目前世界上唯一将PM2.5纳入到大气质量标准和监测范围之内的国家[18]。2总悬浮颗粒物的源与汇2.1总悬浮颗粒物的源（Source）2.1.1自然来源沙漠地区、干旱或半干旱地区裸露地面、生物圈、火山喷发及海洋等都是总悬浮颗粒物的自然来源，它们产生的总悬浮颗粒物对全球气温产生较大的影响，如戈壁沙尘暴可将粉