屋顶绿化对城市环境质量的影响
本文是笔者在成都市屋顶绿化现状调查[1]、关于屋顶绿化对室内温度调节作用的对比实验研究[2]和屋顶绿化与环保节能关系的研究[3]的基础上，所进行的进一步的延伸研究。在之前的文章中，笔者先后调查了成都市屋顶绿化现状，得出了夏天屋顶绿化使室内温度降低，冬天屋顶绿化使室内温度升高的研究结论，并据此计算出屋顶绿化给城市节能所带来的巨大效益。但屋顶绿化对城市环保、尤其是对空气质量会带来什么样的影响呢？一个城市的屋顶绿化，究竟能给这个城市带来多少氧气？能够吸收多少二氧化碳和二氧化硫？又能够吸附多少可吸入性污染颗粒？还能净化多少城市雨水？等等。本文希望在前期研究数据的基础上，借助理论推演和数据分析，进一步探索顶绿化对城市空气环境的影响，希望能为屋顶绿化的全面推广提供现实依据。 1、屋顶绿化对城市空气中氧含量的影响 据笔者之前的调查[4]显示，成都市主城区总共有大约3818万平方米屋顶，而其中有3745458万平方米的屋顶没有完全绿化。考虑到屋顶需要保留部分通道无法绿化（比如消防），可以推进绿化的屋顶面积可以达到整个屋顶面积的70%，这样，成都主城区就至少有26218206万平方米的屋顶需要绿化。假如我们的屋顶采用最简单的草坪方式进行绿化，那么，根据相关资料，每平方米草坪每天可以释放900g氧气[5]。据此算出，成都主城区屋顶草坪每天可以释放大约235963854千克的氧气。假设一套住房的面积为100平方米，高度为3米，那么这些氧气在标准气压下可以装满5504172个这样的住房。相关数据显示，人吸入的空气中氧气含量大约为21%，呼出的气体中氧气含量大约为16%[6]，假设一个体重50KG的人每次呼吸气体500ml，吸入和呼出的气体体积不变，则一个人一次呼吸约吸入氧气105ml，同时呼出氧气80ml。由此可看出，一个人一次呼吸需要消耗25ml氧气本文由收集整理。一个正常的成年人在静止的状态下平均每分钟呼吸20次，一个成年人每天大约要呼吸28800次。这样可以计算出一个成年人一天吸入的氧气量约为720L。如果成都主城区建筑屋顶全面绿化，一天提供的氧气量就相当于22934050个成年人一天所吸入的氧气量。成都主城区人口大约有600万，屋顶绿化所生产的氧气，则可以达到主城区人口需氧量的38倍，这对改善城市空气氧含量是十分有意义的。现在的城市污染越来越严重，城市人群大量聚集和汽车尾气排放等，造成城市空气中氧含量持续下降，因此，增加城市环境中的氧气来源，对于城市空气质量的改善至关重要。 国家环保部科技标准副司长刘志金说：目前全国约五分之一的城市大气污染，113个重点城市中三分之一空气质量达不到国家二级标准。空气质量下降，直接减少的则是空气中的氧含量，氧含量减少，人体吸入氧气的份量就不足，导致城市人口长期处于缺氧的城市环境之中，容易导致老人、儿童、孕妇以及长期呆在办公室的人群轻微缺氧，时间长了，就会出现注意力不集中、记忆力下降，精力差，易疲劳等身体反应，严重的还会产生心慌、气闷，心跳加速、免疫力下降、身体技能降低等问题，严重氧含量不足，还会诱发多种疾病。因此，全面推进城市屋顶绿化，通过增加城市大气中的氧气，不仅可以改善城市空气质量，还可以增强居民的身体健康，减少患病几率，提升居民的生活品质。 2、屋顶绿化对城市二氧化碳排放的影响 医学常识告诉我们，空气中二氧化碳浓度过高，可使体内二氧化碳滞留，导致呼吸性酸中毒和中枢麻醉。低浓度二氧化碳可兴奋呼吸中枢，高浓度则抑制甚至麻痹呼吸中枢，在缺氧条件下，可增强二氧化碳的毒性作用，身体会生产头晕、头痛、乏力、嗜睡、耳鸣、心悸、胸闷、视力模糊等病态反应，人会感到严重不适。 在新鲜空气中，二氧化碳的浓度，乡村约为003%，城市约为004%。实验研究证明：当二氧化碳含量达007%时，像肺病、哮喘、身体欠佳的敏感人群，会感到不适；如果达01%时，普通人就会感受到不适；如果达到3%时，身强力壮的人，也会感受到严重不适；达4%时，则会有头痛、耳鸣、胸闷、气喘、血压上升等反应；达8～10%时，就会出现呼吸困难，意识恍惚。达30%时，人就是窒息死亡。因此，减少城市二氧化碳含量，对提升城市居民的空气质量，改善城市的生活品质，是十分必要的。 研究资料显示，每平方米草坪每日可以吸收600克二氧化碳[7]。如果成都市主城区能够全面推进屋顶绿化，则每日可以吸收大约157309236千克的二氧化碳。假如一间住房的面积为100平方米，高度为3米，那么在标准气压下这些屋顶绿化的植物可以吸收相当于2652322067个房屋体积的二氧化碳。依据相关数据，人吸入的大气中的二氧化碳含量大约为003%，呼出的气体中二氧化碳含量大约为5%[8]。假设一个体重50KG的人每次呼吸气体500ml，吸入和呼出的气体体积不变。则一个人一次呼吸约吸入二氧化碳015ml，呼出二氧化碳25ml。由此可得一个人一次呼吸产生CO2约2485ml（此处我们取整25ml，下同）。根据上文的数据我们可以算出一个成年人每天会呼出720L的二氧化碳。如果成都主城区全面进行屋顶绿化，那么这些绿化植物每天可以吸收相当于1105134294个成年人所释放的二氧化碳，这个数据大致等于成都主城区居民所呼出的二氧化碳的两倍。由此可以看出，一个城市的屋顶绿化，是完全可以降低城市空气中二氧化碳水平的。