城市交通干線附近二氧化氮污染研究

王國強(qiáng) 黃國棟 王 波

（渭南市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站 陜西渭南 714000）

1 問題由來

機(jī)動車尾氣排放是城市二氧化氮污染的主要因素之一，通過城市空氣自動監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)城市交通干線附近二氧化氮污染較為突出，并存在一定的規(guī)律性。在城市交通干線附近建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的空氣自動監(jiān)測站和機(jī)動車流量自動監(jiān)測站，連續(xù)監(jiān)測二氧化氮污染及相應(yīng)機(jī)動車流量1個月，匯總分析數(shù)據(jù)，量化得出交通干線附近二氧化氮的污染規(guī)律。

2 監(jiān)測點位

2.1 選取城市東西主干道與南北主干道附近點位為監(jiān)測點。監(jiān)測點位西距南北主干道50米，北距東西主干道200米，南距次干道20米。點位高度距地面20米。

監(jiān)測點位位于城市中心區(qū)域，屬于燃煤禁燃區(qū)，周邊無工業(yè)企業(yè)，排除燃煤引起的點源、面源等二氧化氮排放污染。

2.2 對照點位選取城市對照點，與監(jiān)測點位屬于同一環(huán)境空氣功能區(qū)。對照點位距離城市主要交通干道較遠(yuǎn)，周邊800米內(nèi)無城市交通主干道和次干道。

3 儀器、監(jiān)測因子及質(zhì)量保證

3.1 儀器

二氧化氮分析儀：美國熱電（儀器型號42i），化學(xué)發(fā)光法監(jiān)測。

車流量監(jiān)測儀：加拿大RTMS(G4型)數(shù)字陣列雷達(dá)車輛檢測器，全天監(jiān)測。

3.2 監(jiān)測因子

空氣中二氧化氮、車流量。監(jiān)測時間27天，從2017.09.12，1時至10.08，24時。

3.3 質(zhì)控儀器

美國熱電（146i型）動態(tài)校準(zhǔn)儀，對二氧化氮分析儀器經(jīng)過校準(zhǔn)合格；一氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣體為環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所的生產(chǎn)，氣體濃度為50.2PPM（標(biāo)氣批號35404002）。

4 監(jiān)測數(shù)據(jù)

4.1 獲取二氧化氮小時濃度值27天648個，最大值129μg/m3，最小值 7μg/m3；日均濃度 27 個，最大值 67μg/m3，最小值 12μg/m3。

4.2 取得監(jiān)測點位附近27天車流量648個小時值。白天兩個高峰值出現(xiàn)在12-13時和17-18時，峰值車流量平均在1800輛/小時左右。早7-8時為上班小高峰，峰值車流量在1500輛/小時左右，14-15時車流量會略有下降。

5 數(shù)據(jù)分析

5.1 監(jiān)測點位與對照點位日均濃度分析

5.1.1 日均濃度中，監(jiān)測點位27個數(shù)據(jù)中有23個高于參照點位，2個持平，監(jiān)測點位高出參照點26.5%。說明城市交通主干道附近二氧化氮污染較高，遠(yuǎn)離主干道區(qū)域污染較低（圖1）。

圖1 9月12日-10月8日監(jiān)測點位和對照點位二氧化氟日均值比較

5.1.2 自9月30日前監(jiān)測點二氧化氮日均濃度總體高于對照點，峰值波動較大，監(jiān)測點二氧化氮濃度受車流量影響較大；9月30日后進(jìn)入國慶長假，城市主干道機(jī)動車輛明顯減少，二氧化氮污染降低，兩個點位日均濃度基本趨于一致，表明機(jī)動車尾氣和二氧化氮污染呈明顯的的正相關(guān)性。

5.2 日內(nèi)二氧化氮濃度分析

5.2.1 日內(nèi)二氧化氮濃度與車流量的關(guān)系

9月19日為工作日，車流量和二氧化氮小時濃度變化基本一致；周末與正常工作日車流量變化不大，但正常工作日車流量在上下班峰值變化明顯。

日內(nèi)二氧化氮濃度最小值出現(xiàn)凌晨4-6時，最大值出現(xiàn)在當(dāng)晚17-19時，下午15-16時會出現(xiàn)低谷，早8-9時有一個小峰值（因空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)為每小時的平均值，實際污染應(yīng)為前一小時內(nèi)的情況），可以看出二氧化氮小時濃度變化符合城市交通車流量變化規(guī)律，機(jī)動車尾氣污染特征明顯（圖2）。

圖2 車流量和二氧化氫濃度比較

5.2.2 雨天日內(nèi)二氧化氮濃度變化

9月25-27日,10月2-4日為中雨天氣,二氧化氮濃度與正常工作日相比總體下降明顯，且小時濃度波動不大，說明氣象因素（雨水、風(fēng)力）對二氧化氮有較強(qiáng)的消減（擴(kuò)散）作用；監(jiān)測點位二氧化氮小時濃度均高于對照點位（圖3）。

圖3 雨天日內(nèi)二氧化氮濃度比較

5.2.3 正常氣象日內(nèi)二氧化氮濃度變化

正常氣象條件（無雨雪）下，監(jiān)測點工作日、周末、國慶由于城市道路機(jī)動車流量不同，周末峰值變化明顯，總體高于工作日。國慶期間最低，二氧化氮濃度下降，小時濃度變化不大，峰值變化較小，這與國慶期間城內(nèi)車輛減少、市民大量外出、車流量小的特征相吻合（圖4）。

圖4 正常氣象監(jiān)測點位日內(nèi)二氧化氣氮濃度比較

結(jié)語

城市主干道附近受機(jī)動車尾氣排放而引起的二氧化氮污染較為明顯，遠(yuǎn)離主干道區(qū)域二氧化氮污染較低，二氧化氮濃度與機(jī)動車流量呈正相關(guān)；每日內(nèi)車流量大小隨上下班變化，有三個高峰期，二氧化氮污染隨之變化也呈正相關(guān)；節(jié)假日由于機(jī)動車流量變化大，二氧化氮濃度也出現(xiàn)較大變化；特殊氣象條件下，二氧化氮濃度受氣象因素影響較大。

通過合理分流機(jī)動車，或敏感區(qū)域禁限行，以此減少機(jī)動車流量，可以達(dá)到降低局部城市干道二氧化氮污染水平。