關鍵詞: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福利,生活品質得到了顯著改善。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,甚至對人體健康產生不利的影響,造成植源性污染問題。近年來楊柳飛絮已經成為困擾我國北方城市的一大難題,花粉過敏問題也呈現逐漸增加的態勢,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,山東省立醫院變態反應科,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,還要研究它與環境污染的關系、與人體健康的關系,這樣才能科學地選擇和配置城市綠化植物,營造自然優美、健康友好的城市綠色空間。根據作者前期在北京、成都、合肥、廣州的調查成果,以及對北京城市樹木、草本植物花粉飄散規律的研究,本文總結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生的某種物質達到某種程度時對人體和環境產生的不利影響。主要包括植物花粉、飛絮、飛毛以及難聞氣味和產生空氣污染物的植物有機揮發物。
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,通過皮膚接觸、呼吸吸入等途徑對人體產生影響,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 具有季節性,每年都會持續反復發生
植源性污染主要與植物的物候期有關,每年在同一季節發生的污染也比較類似。目前我國的花粉變應性哮喘的發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,不容易被發現
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、城區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,而濃度產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。在城鎮上風口處栽植的雌樹會污染下方的城區。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。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現,白天花粉濃度的高峰期都出現在下午14∶00前后,而夜間硬質地表整體的花粉濃度要略高于軟質地表,并且在20∶00前后又出現了一個高峰期,要顯著高于軟質地表。其原因在于春、夏季節,硬質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 城鎮化發展
植源性污染問題的產生除了上述原因以外,還與城鎮化發展有關。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。北京建成區面積的不斷擴大,使原來處于鄉村和農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,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,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、綠地等生態空間的吸附能力降低了。城市林地、綠地包括草坪在日常養護過程中,采取的是農田的管理方式,實行的是“純化”“干凈”的裸土式養護!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污染那樣對環境的破壞很嚴重,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,醫學保健方面從致敏機理、季節變化動態及防治措施等方面有比較全面的研究,而園林和林業部門也提出了一些措施,包括提倡建設近自然的城市森林。基于我們前期的研究,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、環境化學、植物生態學、城市生態學等相關學科綜合考慮,防治的重要措施是設置屏蔽區和隔離帶阻斷傳播路徑。
3)增強吸納能力。擴大城市森林、濕地等生態空間面積,培育近自然的森林結構,實現城市綠地地表的全覆蓋,發揮林地、濕地、綠地等生態空間本身對飛毛、飛絮、花粉的吸納能力,減少反復飄散問題。
4)控制影響區域。植源性污染物是植物生長發育繁殖的產物,其傳播和影響范圍都有其特定的規律。在一般地區是無害的,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生活、休閑游憩等地區的污染。
5)庇護敏感人群。植源性污染直接影響城市環境,并對居民健康不利,也給生產生活帶來一些影響。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域。
3.2 具體對策
1)科學選擇樹種,合理配置林分結構。由于植源性污染物的產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綠化中還具有其他的優良特性,因此,對于容易產生污染的植物,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、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構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鍵。目前北京市比較普遍的問題是城區各類碎小的裸地多,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;生態林注意保留樹下、林下草本植物;生態林要保留枯枝落葉;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,減輕高發地段的污染程度。在花粉、飛絮季節,對人為活動頻繁地區的樹木植物,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實數量,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。科學選擇休憩場所,易感人群在植源性污染高峰季節和時段,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。政府部門為敏感人群規劃建設“無過敏公園”。
5)加強植源性污染的科學研究,實現植源性污染動態的預測預報。一是建立“空氣生物狀態監測網絡”,發布“花粉過敏指數”。做好植源性污染發生的預測預報,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布情況、致敏植物花粉飄散動態、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,然后根據產生的原因制定相應的防治措施。三是關注植物有機揮發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生危害,其中異戊二烯與臭氧環境污染關系密切。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育、繁衍后代過程中的一種自然現象,也是植物呈現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方面的研究工作。