關(guān)鍵詞:植源性污染,花粉,飛絮,飛毛,影響因素,防治對策
隨著我國城市綠化水平的不斷提高,人們可以更方便地走進森林、綠地,享受綠化建設帶來的豐富多彩的生態(tài)福利,生活品質(zhì)得到了顯著改善。但綠色植物如果選擇和使用不當,也會對環(huán)境造成污染,給人們的日常生活帶來不便,甚至對人體健康產(chǎn)生不利的影響,造成植源性污染問題。近年來楊柳飛絮已經(jīng)成為困擾我國北方城市的一大難題,花粉過敏問題也呈現(xiàn)逐漸增加的態(tài)勢,植物釋放的異戊二烯造成低空臭氧污染也成為國際研究的熱點問題。2017年的4月28日僅一天,北京市119指揮中心就接到因楊柳絮引發(fā)的火災301起。在山東濟南,很多法國梧桐、楊樹和柳樹, 空氣中樹木花粉格外多,山東省立醫(yī)院變態(tài)反應科,春季平均每天能接診40個花粉過敏患者,比其他季節(jié)高出30%,過敏性哮喘主要就是由花粉過敏導致。近年來,“花粉過敏”已成許多國家的“新難題”,一些患者因嚴重過敏,不得不向公司、學校請假。因此,在城鎮(zhèn)綠化建設過程中,除了要了解植物的生長、觀賞價值等特性以外,還要研究它與環(huán)境污染的關(guān)系、與人體健康的關(guān)系,這樣才能科學地選擇和配置城市綠化植物,營造自然優(yōu)美、健康友好的城市綠色空間。根據(jù)作者前期在北京、成都、合肥、廣州的調(diào)查成果,以及對北京城市樹木、草本植物花粉飄散規(guī)律的研究,本文總結(jié)提出城市花粉和飛絮等植源性污染的防治對策。
1 植源性污染的特點
植源性污染主要指綠色植物本身產(chǎn)生的某種物質(zhì)達到某種程度時對人體和環(huán)境產(chǎn)生的不利影響。主要包括植物花粉、飛絮、飛毛以及難聞氣味和產(chǎn)生空氣污染物的植物有機揮發(fā)物。
1.1 空氣作為傳播載體,防范比較困難
花粉、飛絮、飛毛等都是在空氣中漂浮擴散的細小顆粒物質(zhì),通過皮膚接觸、呼吸吸入等途徑對人體產(chǎn)生影響,因此空氣作為傳播媒介,決定了其傳播范圍的廣泛性和防范的困難性。
1.2 造成各種過敏反應,影響居民身體健康
從目前的研究來看,在3種主要植源性污染物中,引起過敏癥狀的人數(shù)排序為花粉>飛毛飛絮>氣味。對人體健康的影響主要是造成鼻炎、咽炎、支氣管炎等呼吸道疾病和皮膚過敏,出現(xiàn)瘙癢、流淚、打噴嚏、胸悶等癥狀,一些致敏植物甚至威脅哮喘病人的生命。
1.3 具有季節(jié)性,每年都會持續(xù)反復發(fā)生
植源性污染主要與植物的物候期有關(guān),每年在同一季節(jié)發(fā)生的污染也比較類似。目前我國的花粉變應性哮喘的發(fā)病主要有春季和夏秋季2個高峰期,以夏秋季更為重要,臨床上大多數(shù)對花粉過敏的哮喘病人以夏秋季花粉過敏為主。
1.4 花粉和氣味污染在外觀上具有一定的隱蔽性,不容易被發(fā)現(xiàn)
花粉的粒徑通常很小,飄散到空氣中很難憑肉眼觀察到。而某些植物揮發(fā)的有機物造成的氣味污染更是不容易看到。這就要求對植物的致敏性和揮發(fā)物的研究要加全面深入。
2 植源性污染的影響因素
2.1 植物種類
我國城市的主要綠化樹種中白蠟、油松、懸鈴木、火炬樹、圓柏、椿樹、楊樹、柳樹、銀杏、廣玉蘭、泡桐和麻楝屬于容易產(chǎn)生植源性污染的樹種。以北京花粉污染為例,不同地帶的花粉致敏植物種類有所不同,但總體上城市近郊區(qū)、城區(qū)的致敏植物種類主要有13科29種植物,以落葉闊葉喬木樹種為主。從花粉致敏性來看,在北京市致敏性最強的樹種主要有火炬樹、白蠟、暴馬丁香;致敏性較強的樹種主要有柏科植物、薔薇科植物以及木犀科丁香屬植物;致敏性較弱的植物主要有銀杏、油松、白皮松和榆樹。從花粉量來看,花期花粉量大的植物主要有油松、白皮松、側(cè)柏、白樺、白玉蘭、火炬樹、白蠟以及楊柳科植物;花粉量少的植物主要有銀杏和榆樹等。花粉量大的植物致敏性不一定大,例如油松和白皮松,而花粉量少的植物致敏性不一定就弱,火炬樹和白蠟樹的花粉量大且致敏性也特別強。
2.2 栽植密度
植源性污染危害與污染物的濃度密切相關(guān),而濃度產(chǎn)生的核心是植物的使用量。一個城市同一植物栽植量過大就會造成污染,甚至有些致敏性不強的植物,由于大量使用也會造成污染。比如我國北方城市大量使用楊樹、柳樹造成飛絮污染,一些居民區(qū)大量使用松柏造成花粉過敏問題突出。我國長江流域許多城市行道樹法國梧桐,其飛毛對居民呼吸道造成影響。日本柳杉林的比重很大,許多人對柳杉花粉過敏。
2.3 栽植位置
有植源性污染的植物在人們生活工作的場所要盡量避免使用,特別是在房前屋后的庭院、城市和公園道路兩邊、游憩綠地要少用或不用。在城鎮(zhèn)上風口處栽植的雌樹會污染下方的城區(qū)。從花粉的飄散特點來看,花粉的傳播隨著距離的增加而濃度降低。
2.4 綠地地表狀況
植源性污染傳播與氣流有關(guān)。我們對比研究了不同樹種在軟、硬兩種地表條件下的花粉變化特征發(fā)現(xiàn),白天花粉濃度的高峰期都出現(xiàn)在下午14∶00前后,而夜間硬質(zhì)地表整體的花粉濃度要略高于軟質(zhì)地表,并且在20∶00前后又出現(xiàn)了一個高峰期,要顯著高于軟質(zhì)地表。其原因在于春、夏季節(jié),硬質(zhì)地面會將白天積蓄熱量在夜間緩慢釋放出來,使得近地空間的空氣對流運動加劇,花粉粒子也在氣流運動的作用下在空氣中不斷飄散,從而增加了近地空間空氣中的花粉濃度。
2.5 氣象條件
風向、風速大小在一定程度上決定著花粉、飛毛飛絮和氣味的濃度,而溫度和濕度的變化影響植物開花和飄散特點,決定致敏花粉的數(shù)量。在微風或者靜風條件下,花粉、飛絮污染往往較為嚴重。降水會顯著降低花粉、飛毛飛絮的濃度。另外,全球氣候變暖也是導致植源性污染問題加劇的重要原因,城市化地區(qū)空氣中的二氧化碳濃度越來越高,植物越長越快,很多植物提早開花,且花期明顯變長,導致花粉越來越多。
2.6 城鎮(zhèn)化發(fā)展
植源性污染問題的產(chǎn)生除了上述原因以外,還與城鎮(zhèn)化發(fā)展有關(guān)。從北京的情況來看,這些年造林是減少了雌性楊柳的使用,平原造林工程實施以后,楊樹林所占比例由2010年的63%下降到2014年的43%。但為什么近年來北京飛絮污染問題越來越突出?
一是有植源性污染問題的樹木進城了。北京建成區(qū)面積的不斷擴大,使原來處于鄉(xiāng)村和農(nóng)田背景下的森林樹木特別是楊柳樹,其周邊背景變成了建筑區(qū),這些市民活動空間離原來的楊柳更近了!
二是植物花粉、飛絮等無家可歸了。進入城區(qū)的楊柳樹被硬化的城市建筑空間所包圍。原來是花粉、飛絮(其實是樹木種子)飄散到農(nóng)田、草地、林地、河流水系濕地等,被吸附、滯留在這些土地里就是最終的歸宿不再出來。而在城市背景下,這些飛毛、飛絮、花粉面對的是光滑、擾動頻繁的下墊面,失去了附著的場所,處在無著無落,無家可歸的狀態(tài),反復地在空氣中飄蕩,自然就感覺花粉、飛絮更多,時間更長了!
三是林地、綠地等生態(tài)空間的吸附能力降低了。城市林地、綠地包括草坪在日常養(yǎng)護過程中,采取的是農(nóng)田的管理方式,實行的是“純化”“干凈”的裸土式養(yǎng)護!嚴重降低了林地、綠地對這些污染物的吸附滯留功能,帶來反復污染的問題!
3 植源性污染的防治對策
雖然人們對植源性污染早有認識,但這種污染不像工業(yè)污染那樣對環(huán)境的破壞很嚴重,因此在防治方面一直未引起廣泛的重視。其實,植源性污染對過敏人群的生活還是有很大影響的,比如花粉過敏帶來的皮膚、呼吸道等不適直接影響人體健康;而飛絮中的多種致敏因子,也可導致皮膚過敏,出現(xiàn)小紅疹、脫皮、紅腫和瘙癢,并且飛絮還可能攜帶和傳播病菌。目前,醫(yī)學保健方面從致敏機理、季節(jié)變化動態(tài)及防治措施等方面有比較全面的研究,而園林和林業(yè)部門也提出了一些措施,包括提倡建設近自然的城市森林?;谖覀兦捌诘难芯?,本文提出以下防治對策和建議。
3.1 總體方針
植源性污染的防治要圍繞污染源頭—傳播路徑—吸納能力—影響區(qū)域—敏感人群5個核心要素來考慮,在防治對策上采取5個方面的措施。
1)減少污染來源。減少花粉、飛絮等污染物的來源是關(guān)鍵,從植物選擇和使用這個源頭抓起,減少污染物的供應量,降低空氣中的污染物濃度。
2)切斷傳播路徑。植源性污染主要以空氣為媒介進行傳播。從空氣動力學、環(huán)境化學、植物生態(tài)學、城市生態(tài)學等相關(guān)學科綜合考慮,防治的重要措施是設置屏蔽區(qū)和隔離帶阻斷傳播路徑。
3)增強吸納能力。擴大城市森林、濕地等生態(tài)空間面積,培育近自然的森林結(jié)構(gòu),實現(xiàn)城市綠地地表的全覆蓋,發(fā)揮林地、濕地、綠地等生態(tài)空間本身對飛毛、飛絮、花粉的吸納能力,減少反復飄散問題。
4)控制影響區(qū)域。植源性污染物是植物生長發(fā)育繁殖的產(chǎn)物,其傳播和影響范圍都有其特定的規(guī)律。在一般地區(qū)是無害的,無需防治。對于這類污染的防治重點是控制人為活動比較頻繁的生產(chǎn)生活、休閑游憩等地區(qū)的污染。
5)庇護敏感人群。植源性污染直接影響城市環(huán)境,并對居民健康不利,也給生產(chǎn)生活帶來一些影響。城市居民應避免或者減少與污染物的接觸,合理安排出行時間和地點,回避污染高峰期和污染區(qū)域。
3.2 具體對策
1)科學選擇樹種,合理配置林分結(jié)構(gòu)。由于植源性污染物的產(chǎn)生是植物體本身的生物學特性決定的,還難以完全消除。有些存在植源性污染問題的樹種在城鎮(zhèn)綠化中還具有其他的優(yōu)良特性,因此,對于容易產(chǎn)生污染的植物,可以通過合理群落配置模式來減輕污染的程度。建議如下:選擇使用致敏性低的城市綠化樹種;盡量避免在城市上風口使用污染樹種;多樹種混交,避免植源性污染樹種形成大面積純林;在居民區(qū)、公共休閑綠地等人類活動比較集中的場所避免使用植源性污染樹種;減少人行道、廣場、游憩綠地等硬化比重大的地帶使用致敏樹種;減少林地、綠地邊緣區(qū)使用致敏樹種;通過培育雄性個體來逐步取代有污染問題的雌樹。
2)科學養(yǎng)護管理林地地表,增強地表對花粉、飛絮的吸附滯納功能。無論是空氣顆粒物等塵源性污染還是花粉、飛絮等植源性污染,都要回到地面,因此,林地、綠地的地表狀況和土壤結(jié)構(gòu)直接影響著凈化功能,增強林地、綠地土壤的吸附滯留功能是關(guān)鍵。目前北京市比較普遍的問題是城區(qū)各類碎小的裸地多,林地、綠地本身也存在比較突出的露土問題。無論是行道樹下的樹盤還是片林、草地、公園的地表,幾乎都存在露土問題,致使花粉、飛絮不能被吸附、滯納在綠地之中。建議如下:城區(qū)綠地(包括草坪)、景觀林地要利用有機覆蓋物(MULCH)覆蓋地表;生態(tài)林注意保留樹下、林下草本植物;生態(tài)林要保留枯枝落葉;減少致敏植物周邊的地表硬化;增加城市水面,減少二次污染。
3)采取噴水等應急處理措施,減輕高發(fā)地段的污染程度。在花粉、飛絮季節(jié),對人為活動頻繁地區(qū)的樹木植物,采取臨時人工噴水增濕,可以減輕污染影響;利用化學藥劑減少開花結(jié)實數(shù)量,促進落花落果,控制植源性污染。
4)敏感人群主動回避。合理安排出行時間,避開花粉、飛絮的高峰時段。植物散粉、飛絮高峰期減少外出,特別是在晴朗微風的日子,在下午14∶00和晚上8∶00左右避免到有植源性污染植物的地帶散步、游憩??茖W選擇休憩場所,易感人群在植源性污染高峰季節(jié)和時段,外出游憩要盡量避開植源性污染植物栽植相對集中的地區(qū)。政府部門為敏感人群規(guī)劃建設“無過敏公園”。
5)加強植源性污染的科學研究,實現(xiàn)植源性污染動態(tài)的預測預報。一是建立“空氣生物狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡”,發(fā)布“花粉過敏指數(shù)”。做好植源性污染發(fā)生的預測預報,為居民主動回避提供幫助。包括城市主要游憩公園植源性污染植物的發(fā)布情況、致敏植物花粉飄散動態(tài)、污染物濃度變化等及時預報。二是加強植源性污染的科學研究。確定污染源植物在什么時間、達到多大密度時才會造成危害,進行污染程度的評價,然后根據(jù)產(chǎn)生的原因制定相應的防治措施。三是關(guān)注植物有機揮發(fā)物造成的臭氧污染問題。許多研究表明,有些植物釋放VOCs及其次生光化學反應生成物對附近的動植物和人類產(chǎn)生危害,其中異戊二烯與臭氧環(huán)境污染關(guān)系密切。因此,要加強這方面的基礎研究,更合理地選擇和使用樹種。
植物花粉、飛絮、飛毛等都是植物生長發(fā)育、繁衍后代過程中的一種自然現(xiàn)象,也是植物呈現(xiàn)給人們的一種自然景觀。要科學認識植源性污染問題,對于有些植物不能因噎廢食,重要的是要正確使用、合理搭配和科學管理,讓植物更好地為城市景觀增色,為居民健康服務。
作者簡介:王成(1967- ),男,研究員,博士生導師,主要從事城市森林與城市生態(tài)方面的研究工作。