饒鵬輝 吳大衛(wèi)
(金華市環(huán)境監(jiān)測中心站浙江金華321013)
機(jī)動車尾氣含有的主要污染物有一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物、二氧化硫、鉛、苯并芘、固體顆粒物等。隨著機(jī)動車保有量的日益增長,機(jī)動車尾氣污染問題日益突出。近年來,機(jī)動車尾氣污染已經(jīng)成為大氣的主要污染源,嚴(yán)重危害人體健康。本次研究主要通過對金華市的主要交通干線八一街的機(jī)動車尾氣污染檢測以及歷年來的空氣自動站監(jiān)測數(shù)據(jù),來分析金華市的機(jī)動車尾氣污染狀況及其擴(kuò)散規(guī)律。
2006 年起,金華市機(jī)動車保有量每年以10%左右的速度遞增。至2010 年底,全市機(jī)動車保有量達(dá)到了122 萬輛。全市122萬輛機(jī)動車中,其中約53%的車輛為摩托車和輕便摩托車,約40%的車輛為輕型汽油車,還有7%左右的輕型柴油車和其他類型機(jī)動車。在浙江省范圍內(nèi),金華市的機(jī)動車保有量僅次于杭州、寧波、溫州和臺州,在全省名列第五。
選擇車流量有代表性的位置,避開岔路口、公交車站和建筑工地等有可能對尾氣檢測造成影響的路段;垂直擴(kuò)散監(jiān)測點(diǎn)要求道路車流量相對較大,且兩旁有高層建筑物。根據(jù)上述布點(diǎn)原則,選擇八一街的城南橋、自來水公司、工商城、鵬程裝飾、保集半島和俏江南共5 個(gè)點(diǎn)位作為機(jī)動車尾氣監(jiān)測點(diǎn);垂直擴(kuò)散監(jiān)測點(diǎn)選擇位于八一南街的俏江南設(shè)垂直擴(kuò)散監(jiān)測點(diǎn),設(shè)1、2、3、4、5 層共5 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。
2010 年金華市區(qū)年平均氣溫為18.1℃,全年最高氣溫為39.6℃,出現(xiàn)在8 月3 日;全年最低氣溫為-2.8℃,出現(xiàn)在12 月16日。全年月平均相對濕度范圍為62~71%,年平均相對濕度為70%,全年月平均氣壓范圍為1001~1018 百帕,年平均氣壓為1009 百帕,2010 年金華市全年平均風(fēng)速為1.8m/s,全年靜風(fēng)概率為5%,全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镋NE-ESE,風(fēng)向頻率占到了總頻率的47%。
機(jī)動車尾氣污染物濃度的大小與車流量大小相關(guān),車流量變大的時(shí)候機(jī)動車尾氣污染物濃度也隨之增大。一般道路一天之中車流量出現(xiàn)兩個(gè)高峰期,分別是上午8~9 時(shí)和下午5~6 時(shí),同時(shí),機(jī)動車尾氣污染物濃度也會出現(xiàn)高值期。八一街的車流量構(gòu)成中,比重最大的是小型車,約占總數(shù)的74%;其次為摩托車,約占總數(shù)的21%,再次為大型客車,約占總數(shù)的5%。
一般可以近似地認(rèn)為:道路空氣中污染物濃度,是附近固定污染源和流動污染源的污染之和,道路空氣中機(jī)動車尾氣污染物分擔(dān)率可以用下式估算:
機(jī)動車尾氣分擔(dān)率=ΔG/G×100%。
式中:G 為道路空氣中污染物的濃度(mg/m3),G1 為附近固定污染源造成的污染物濃度(mg/m3),⊿G 為機(jī)動車排污造成的污染物濃度(mg/m3)。二氧化氮和可吸入顆粒物的分擔(dān)率最低為68%,最高為78%。這表明,交通干道兩旁的二氧化氮和可吸入顆粒物污染主要來自于機(jī)動車尾氣排放。
隨著高度的增加,汽車尾氣污染物的濃度水平逐漸下降,其中1.5m~9m 之間,污染物濃度下降幅度較大,基本呈線性下降趨勢。研究還表明,垂直高度到9m 以后,二氧化氮和可吸入顆粒物濃度的下降趨勢明顯變緩,污染物基本保持在一定的濃度水平。
公交車站二氧化氮濃度與比對點(diǎn)變化不大,可吸入顆粒物濃度夏季和冬季分別比比對點(diǎn)高出1.4 倍和1.6 倍,這與金華市公交車多數(shù)燃燒柴油有關(guān)。柴油發(fā)動機(jī)排出的主要污染物為煙塵,公交車靠站和起步時(shí)會排出大量煙塵,造成公交車站附近可吸入顆粒物濃度顯著提高。
通過對近年來金華市區(qū)空氣自動監(jiān)測站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分月統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)汽車尾氣污染物與氣溫之間存在著明顯的線性負(fù)相關(guān),二氧化氮和可吸入顆粒物濃度的最低值一般出現(xiàn)在溫度最高的7 月和8 月,而最高值則一般出現(xiàn)在溫度最低的1 月和12 月。
進(jìn)一步對2009 年金華市區(qū)二氧化氮和可吸入顆粒物月平均濃度數(shù)據(jù)與氣溫進(jìn)行相關(guān)分析,計(jì)算結(jié)果表明二氧化氮與氣溫的相關(guān)系數(shù)為-0.843,可吸入顆粒物與氣溫的相關(guān)系數(shù)為-0.836,二氧化氮和可吸入顆粒物都與氣溫表現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)性。這種空氣污染物與氣溫負(fù)相關(guān)性主要是由與氣溫相關(guān)的大氣活躍度變化造成的。當(dāng)氣溫升高時(shí),大氣活躍度提高,城市空氣的風(fēng)速和局部湍流運(yùn)動變強(qiáng),污染物的稀釋和擴(kuò)散加快,造成污染物濃度降低。反之,氣溫降低,大氣活躍度減少,則污染物的濃度升高。
5.1 機(jī)動車尾氣污染物濃度的大小與車流量、大氣溫度和測點(diǎn)高度相關(guān)。路段車流量變大的時(shí)候機(jī)動車尾氣污染物濃度也隨之增大。機(jī)動車尾氣污染物濃度與氣溫線性負(fù)相關(guān),是由與氣溫相關(guān)的大氣活躍度變化造成的。當(dāng)氣溫升高時(shí),大氣活躍度提高,則市區(qū)的風(fēng)速和局部湍流運(yùn)動變強(qiáng),污染物的稀釋和擴(kuò)散加快,造成污染物濃度降低。反之,氣溫降低,大氣活躍度減少,則污染物的濃度升高。機(jī)動車尾氣污染物濃度隨著測點(diǎn)高度的增加,污染物濃度迅速降低,高度超過9m 后趨向平穩(wěn)。
5.2 城市空氣中二氧化氮和可吸入顆粒物濃度中,機(jī)動車尾氣污染分擔(dān)率最低為68%,最高為78%,交通干道兩旁的二氧化氮和可吸入顆粒物污染主要來自于機(jī)動車尾氣排放。
5.3 金華市公交車多以柴油為燃料,公交車靠站和起步時(shí)會排出大量煙塵,造成公交車站附近可吸入顆粒物濃度顯著提高。
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