徐晨雨　王晶　陳躍龍

[摘 要] 北京市擁有越來越多的私家車，這對北京空氣環(huán)境帶來了巨大的壓力。通過對北京市城市道路交通與大氣污染的關(guān)系進(jìn)行探究，分析北京市交通流量與交通污染的關(guān)系，并分地區(qū)收集了主干路的交通流量信息，以及SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10的濃度信息，隨后對北京市各監(jiān)測城區(qū)11月各空氣污染物濃度進(jìn)行整理并列出了表格，并且計(jì)算出了各地各污染物的污染指數(shù)和污染分擔(dān)率，得出結(jié)論：發(fā)現(xiàn)所有監(jiān)測點(diǎn)的SO2、CO、NO2、O3、PM10、PM2.5日均值均未超標(biāo)；我們發(fā)現(xiàn)空氣中PM10和PM2.5濃度變化明顯受到交通源的影響。

[關(guān)鍵詞] 北京：城市交通；交通流量；大氣污染；關(guān)系；結(jié)論

[中圖分類號] F620 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來越多的家庭擁有了私家車，尤其在我國首都北京，截止13年底機(jī)動車保有量甚至高達(dá)543.7萬量，這給北京的空氣環(huán)境帶來了巨大的壓力。2013年全年空氣優(yōu)良天數(shù)不足全年總天數(shù)的一半。機(jī)動車尾氣排放是空氣污染的一項(xiàng)重要因素，空氣質(zhì)量與人們的健康息息相關(guān)。北京是交通擁堵與空氣污染的重災(zāi)區(qū)，有必要探討北京城市道路交通和大氣污染在時空分布下的相關(guān)關(guān)系

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，機(jī)動車數(shù)量也在迅猛增長，截至2014年底，北京市機(jī)動車保有量537.1萬輛，平均每3.9人擁有一輛機(jī)動車。為此，于2014年11月期間在北京市不同城區(qū)選擇取樣點(diǎn)，對各監(jiān)測點(diǎn)SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10進(jìn)行了監(jiān)測，并分析了超標(biāo)污染物CO與PM10的濃度與車流量的相關(guān)性，期望能通過研究分析，為有效控制空氣污染、優(yōu)化交通提供科學(xué)依據(jù)。

一、研究動因

隨著城市發(fā)展，城市中車輛的數(shù)量不斷增加，由于城市道路交通與大氣污染之間有密不可分的關(guān)系，就北京市來看，自2013年起北京市經(jīng)歷多次嚴(yán)重霧霾天氣。從現(xiàn)有研究來看，相關(guān)研究更多注重短期內(nèi)大氣污染物種類、濃度及時間序列與交通流量的關(guān)系，對大氣污染的研究中很少有關(guān)于長時間內(nèi)城市道路交通與大氣污染時空分布的關(guān)系，對于北京市的PM2.5的研究更為稀少。關(guān)于城市道路交通與大氣污染是現(xiàn)在的一個熱點(diǎn)問題，對于無時無刻不在呼吸的人類來說，空氣的地位不可撼動，很多學(xué)者專家都對空氣污染問題給予較大關(guān)注。陳建華等人曾在2000年6月對北京市典型交通路口的大氣顆粒物進(jìn)行為期三天的監(jiān)測，并研究污染特征及影響因素。結(jié)果表明機(jī)動車排放對交通路口的大氣顆粒物影響和貢獻(xiàn)很大，但是，由于城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市機(jī)動車數(shù)量急劇增加，機(jī)動車對于環(huán)境空氣的影響備受人們關(guān)注。主要交通干道兩側(cè)區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量受多種因素影響，不僅與城市區(qū)域環(huán)境質(zhì)量有關(guān)，與局部污染源分布有關(guān)，同時也與道路經(jīng)過的車流量有關(guān)。因此，對北京市城市道路交通與大氣污染是一個值得深入研究的問題方向，研究得出的結(jié)果，對于治理城市由于交通所引起的污染問題以及城市以后的交通發(fā)展具有重要意義。

二、研究方法

（一）監(jiān)測點(diǎn)選擇

為了掌握北京市交通流量與交通污染的關(guān)系。我們收集了主干路的交通流量信息，其數(shù)據(jù)來源于北京市交通發(fā)展研究中心提供的北京道路交通流量指數(shù)，檢測地點(diǎn)分別為二環(huán)內(nèi)、二環(huán)至三環(huán)、三環(huán)至四環(huán)、四環(huán)至五環(huán)。同時我們收集了北京市主要地區(qū)各空氣污染物的濃度信息。數(shù)據(jù)來源于全國城市空氣質(zhì)量實(shí)時發(fā)布平臺。我們的檢測地點(diǎn)共有9個，分別為順義、奧體中心、海淀區(qū)萬柳、農(nóng)展館、東四、官園、古城、天壇、萬壽西宮。在這些地點(diǎn)我們收集了SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10的濃度信息。下面為交通流量監(jiān)測點(diǎn)位置分布圖和空氣污染檢測點(diǎn)位置分布圖。

（二）污染物選擇

PM2.5：雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。

PM10：PM10對人體的危害程度取決于顆粒物的理化性質(zhì)及其來源。顆粒物成分是主要致病因子，顆粒物的濃度和暴露時間決定了顆粒物的吸入量和對機(jī)體的危害程度。

O3：在夏季，由于工業(yè)和汽車廢氣的影響，尤其在大城市周圍和農(nóng)林地區(qū)在地表臭氧會形成和聚集。地表臭氧對人體，尤其是對眼睛，呼吸道等有侵蝕和損害作用。地表臭氧也對農(nóng)作物或森林有害。

CO：一氧化碳（CO）是一種對血液，與神經(jīng)系統(tǒng)毒性很強(qiáng)的污染物.，空氣中的一氧化碳（CO），通過呼吸系統(tǒng)，進(jìn)入人體血液內(nèi)，與血液中的血紅蛋白。肌肉中的肌紅蛋白。含二價鐵的呼吸酶結(jié)合，形成可逆性的結(jié)合物。一氧化碳與血紅蛋白的結(jié)合，不僅降低血球攜帶氧的能力，而且還抑制，延緩氧血紅蛋白（HbO2）的解析與釋放，導(dǎo)致機(jī)體組織因缺氧而壞死，嚴(yán)重者則可能危及人的生命。

NO2：氮氧化物主要損害呼吸道。吸入氣體初期僅有輕微的眼及上呼吸道刺激癥狀，如咽部不適、干咳等。常經(jīng)數(shù)小時至十幾小時或更長時間潛伏期后發(fā)生遲發(fā)性肺水腫、成人呼吸窘迫綜合征，出現(xiàn)胸悶、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫紺等?？刹l(fā)氣胸及縱隔氣腫。肺水腫消退后兩周左右可出現(xiàn)遲發(fā)性阻塞性細(xì)支氣管炎。慢性作用：主要表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合征及慢性呼吸道炎癥。

SO2：在大氣中，二氧化硫會氧化而成硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠，是環(huán)境酸化的重要前驅(qū)物。大氣中二氧化硫濃度在0.5ppm以上對人體已有潛在影響；在1～3ppm時多數(shù)人開始感到刺激；在400～500ppm時人會出現(xiàn)潰瘍和肺水腫直至窒息死亡。二氧化硫與大氣中的煙塵有協(xié)同作用。當(dāng)大氣中二氧化硫濃度為0.21ppm，煙塵濃度大于0.3mg/L，可使呼吸道疾病發(fā)病率增高，慢性病患者的病情迅速惡化。

（三）交通流量監(jiān)測指標(biāo)選擇endprint

北京交通發(fā)展研究中心從2007年的北京奧運(yùn)測試賽開始，部署了一套能夠通過一個簡單的數(shù)值為市政府和公眾簡單、準(zhǔn)確地描述路網(wǎng)運(yùn)輸系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)。并為隨后的公交改革效果評價、奧運(yùn)交通運(yùn)行保障、高峰交通限行措施研究和實(shí)施、緩解交通擁堵治理措施、各年度疏堵工程、“十二五”交通規(guī)劃等一系列工作提供了大量數(shù)據(jù)保障。

系統(tǒng)采用“交通流量指數(shù)”作為衡量指標(biāo)，交通流量指數(shù)是道路交通運(yùn)行指數(shù)（也稱道路交通擁堵指數(shù)）的簡稱，道路交通運(yùn)行指數(shù)是綜合反映道路網(wǎng)交通運(yùn)行狀況的指標(biāo)。交通指數(shù)取值范圍為0～10，分為五級。其中0～2，2～4，4～6，6～8，8～10分別對應(yīng)“暢通”、“基本暢通”、“輕度擁堵”、“中度擁堵”、“嚴(yán)重?fù)矶隆蔽鍌€級別，數(shù)值越高表明交通擁堵狀況越嚴(yán)重。

北京交通發(fā)展研究中心對于交通指數(shù)的解釋如表1：

三、監(jiān)測結(jié)果與分析

（一）各監(jiān)測點(diǎn)空氣污染情況

對北京市各監(jiān)測城區(qū)11月監(jiān)測數(shù)據(jù)處理結(jié)果見圖1

（二）污染物濃度分析

從圖2中各監(jiān)測項(xiàng)目的污染指數(shù)來看，各污染物濃度平均值均未超標(biāo)，分擔(dān)率較為平均。SO2污染指數(shù)很低，介于0.01～0.05之間，CO污染指數(shù)在0.11～0.15，甚至能滿足環(huán)境空氣質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)要求，NO2污染指數(shù)略高，能保證空氣質(zhì)量基本處于良好的評價標(biāo)準(zhǔn)，這說明在北京市二次污染的情況較輕，光化學(xué)煙霧生成量較少；PM10與PM2.5在所有監(jiān)測點(diǎn)均屬于臨近超標(biāo)程度，污染相對來說較為嚴(yán)重。在此，選取污染指數(shù)較高的兩項(xiàng)監(jiān)測項(xiàng)目即PM10、PM2.5，將其濃度與車流量進(jìn)行簡單相關(guān)分析。

（三）PM10、PM2.5濃度與交通流量相關(guān)性分析

1.選取污染指數(shù)較高的PM10，將其濃度與交通流量指數(shù)進(jìn)行簡單分析：

從圖中可知，空氣中PM10濃度變化明顯受到交通源的影響。交通源產(chǎn)生PM10有兩個因素，一個是直接排放，另一個是機(jī)動車行駛過程中加轉(zhuǎn)起來的間接排放，圖中可以看出，在北京市交通比較密集的區(qū)域，無論是直接排放還是間接排放，對PM10濃度的影響還是比較大的

2.選取污染指數(shù)較高的PM2.5，將其濃度與交通流量指數(shù)進(jìn)行簡單分析：

由圖可知，空氣中PM2.5濃度變化明顯受到交通源的影響，圖像反應(yīng)了在北京市交通比較密集的區(qū)域，車流量對PM2.5濃度的影響還是比較大的，綜合兩張圖，PM2.5和PM10相比，車流量對PM2.5的影響程度沒有PM10強(qiáng)，但還是顯示出了車流量情況與兩種污染物的相關(guān)關(guān)系。

四、結(jié)論

1.所有監(jiān)測點(diǎn)的SO2、CO、NO2、O3、PM10、PM2.5日均值均未超標(biāo)，且O3的污染指數(shù)很低，介于0.05～0.16之間，能滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)要求，說明北京市主城區(qū)基本不存在二次污染，光化學(xué)煙霧生成量甚微。

2.我們分析了PM2.5和PM10與交通流量的關(guān)系。結(jié)果顯示：PM10濃度與交通量有較弱的線性相關(guān)性，隨著交通量的增大，PM10濃度也呈現(xiàn)出升高趨勢；而PM2.5濃度與車流量有較強(qiáng)相關(guān)性，主要是由于各類交通工具在運(yùn)行過程中使用燃料時向大氣中排放尾氣。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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[責(zé)任編輯：潘洪志]endprint