賈智海

（青島市環(huán)境保護(hù)局 李滄分局，山東 青島 266041）

青島市交通干線附近氮氧化物污染特征分析

賈智海

（青島市環(huán)境保護(hù)局 李滄分局，山東 青島 266041）

基于2015年青島市李滄區(qū)國控大氣自動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)青島市城區(qū)交通干線附近的氮氧化物污染狀況及時(shí)空變化規(guī)律進(jìn)行分析，并分析交通流量變化。結(jié)果表明：2015年青島市交通干線附近氮氧化物超標(biāo)嚴(yán)重，明顯高于市區(qū)平均水平；春、冬季明顯高于夏、秋季；24 h變化曲線呈現(xiàn)雙峰特征，與交通流量變化規(guī)律保持基本一致，早、晚的潮汐現(xiàn)象特征特別顯著。

氮氧化物；交通干線；污染特征；青島市

隨著城市發(fā)展機(jī)動(dòng)車保有量快速增長，機(jī)動(dòng)車在提升市民生活品質(zhì)的同時(shí)，也給城市的空氣質(zhì)量造成巨大影響，交通堵塞及機(jī)動(dòng)車氣體排放導(dǎo)致的城市道路交通性污染日益嚴(yán)重［1-2］，機(jī)動(dòng)車尾氣中氮氧化物分擔(dān)率達(dá)30%以上［3-5］，機(jī)動(dòng)車污染排放已成為城市大氣污染的重要來源。截止到2015年底，青島市機(jī)動(dòng)車保有量已達(dá)219萬輛以上，王春艷等［5］對(duì)青島市機(jī)動(dòng)車尾氣排放對(duì)空氣環(huán)境質(zhì)量的影響研究表明，機(jī)動(dòng)車污染已成為影響青島市大氣質(zhì)量的主要因素。本研究基于青島市交通干線附近國控環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)，通過研究2015年氮氧化物和車流量數(shù)據(jù)的監(jiān)測結(jié)果以及大型節(jié)假日（春節(jié)）前后的對(duì)比情況，希望能夠摸清區(qū)域環(huán)境內(nèi)機(jī)動(dòng)車尾氣排放源中氮氧化物的污染水平及變化規(guī)律，以期為采取合理措施改善大氣質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 采樣方法

青島市李滄區(qū)國控環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)位于永平路55號(hào)青鋼科技之家樓頂，地理位置為東經(jīng)120°23'7.86″，北緯36°11'5.07″，距地面約12 m。該監(jiān)測站西側(cè)緊鄰交通干線永平路，水平距離為35 m。氮氧化物監(jiān)測時(shí)間為2015年1～12月，采用化學(xué)發(fā)光的檢測原理，使用美國API Model T200E氮氧化物分析儀測定。

2 分析與討論

2.1 年際變化特征

青島市區(qū)環(huán)境空氣功能區(qū)為二類，執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB 3095-2012）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［5］，氮氧化物（以NO2計(jì)） 年均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值為40 μg/m3。2011—2015年青島市和永平路交通干線附近國控環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)氮氧化物年均值變化趨勢見圖1。由圖1可以看出，青島市氮氧化物年均值下降較為明顯，而交通干線附近氮氧化物受交通影響，改善不顯著。2011—2015年，交通干線附近氮氧化物年均值超出二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值17.5%～27.5%，與青島市同期相比超出8.7%～42.4%，可見氮氧化物受交通影響顯著。

圖1 2011—2015年青島市交通干線附近氮氧化物年度變化

2.2 季節(jié)變化特征

2015年青島市交通干線附近春、夏、秋、冬四季氮氧化物樣本量（1 h平均值） 分別為2 151，2 161，2 117和2 155個(gè)，四季平均值分別為57 μg/m3，36 μg/m3，34 μg/m3和60 μg/m3，受季節(jié)性污染源及氣象因素影響，春、冬季明顯高于夏、秋季。由圖2可見，春、冬季氮氧化物濃度雖然較高，但較為穩(wěn)定，異常值較少；夏、秋季節(jié)氮氧化物濃度雖然較低，但變化較大，異常值明顯增多。全年日均值最高值出現(xiàn)在2015年1月9日，濃度為126 μg/m3，超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值（24 h平均）20.0%。分析發(fā)現(xiàn)，這次極值當(dāng)日空氣質(zhì)量為重度污染有灰霾現(xiàn)象發(fā)生，此時(shí)大氣邊界層較低，不利于污染物擴(kuò)散。

2.3 月變化特征

2015年青島市交通干線附近氮氧化物月濃度變化情況見圖3。由圖3可見，氮氧化物濃度高值主要集中在10月至2月，低值主要集中在6～8月。其中7月份濃度最低，10月份濃度最高，7月和10月平均濃度之比為1∶2.9。

圖2 2015年青島市交通干線附近氮氧化物季節(jié)比較

圖3 2015年青島市交通干線附近氮氧化物月度變化

2.4 日變化特征

將2015年氮氧化物共8 584組有效數(shù)據(jù)，按24 h統(tǒng)計(jì)分析，得到小時(shí)均值分布情況和逐時(shí)變化規(guī)律，如圖4、圖5所示。2015年氮氧化物小時(shí)均值為47 μg/m3，小時(shí)均值超標(biāo)率為11.8%。從圖中可以看出，24 h變化曲線呈現(xiàn)雙峰特征。從00:00開始逐漸升高，至8:00左右達(dá)到第一高峰值，隨后逐漸下降，至14:00前后達(dá)到最低值，而后從15:00開始又逐漸升高，至19:00左右達(dá)到最高值，隨后逐漸下降。

圖4 2015年青島市交通干線附近氮氧化物小時(shí)均值分布

2.5 氮氧化物與交通流量的關(guān)系

基于2015年9月14～27日青島市永平路國控環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)路段青鋼科技之家點(diǎn)位（該交通監(jiān)測點(diǎn)位距監(jiān)測子站35 m）24 h交通流監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并與氮氧化物進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果如圖6所示。由圖5可見，永平路國控環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)氮氧化物小時(shí)均值與永平路交通流量變化規(guī)律保持基本一致，均呈現(xiàn)雙峰特征，早、晚的潮汐現(xiàn)象特征特別顯著。22:00至次日6:00交通流量低，氮氧化物質(zhì)量濃度變化不明顯，較為穩(wěn)定；6:00～21:00交通流量高，氮氧化物質(zhì)量濃度變化明顯，受交通流量變化影響顯著。氮氧化物兩個(gè)高峰時(shí)段分別是7:00～9:00時(shí)段和18:00～20:00時(shí)段，這與永平路交通規(guī)律十分吻合。在這兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)，永平路作為交通主干道正處于上、下班的高峰期，路口車輛較多，紅綠燈等待時(shí)間較長，由此說明車輛的數(shù)量、行駛情況明顯影響空氣中氮氧化物濃度，這與黃偉、鮑家澤等［6-7］研究結(jié)果一致。

圖5 2015年青島市交通干線附近氮氧化物小時(shí)均值逐時(shí)變化趨勢

圖6 青島市交通干線附近氮氧化物與交通流量關(guān)系

3 結(jié)論與建議

（1）青島市交通干線附近氮氧化物年均值呈下降趨勢，各季節(jié)變化存在差異，春、冬季明顯高于夏、秋季。春、冬季氮氧化物濃度較高，但較為穩(wěn)定，異常值較少；夏、秋季節(jié)氮氧化物濃度較低，但變化較大，異常值較多。

（2）氮氧化物24 h變化曲線呈現(xiàn)“兩峰一谷”潮汐變化，與交通流量變化規(guī)律保持基本一致，早、晚的潮汐現(xiàn)象特征特別顯著。因此大力倡導(dǎo)公共交通和綠色出行，將大大減少城市交通道路中的車流量，從而減少氮氧化物的排放，有效控制氮氧化物綜合污染。

（3）交通流量對(duì)氮氧化物濃度的影響極大，需要進(jìn)一步加強(qiáng)城市交通道路空氣污染控制，措施主要包括機(jī)動(dòng)車排放控制、油品質(zhì)量的提高、城市交通規(guī)劃、交通管理等方面，應(yīng)多管齊下，綜合治理。

［1］賈智海.青島市李滄區(qū)PM10與PM2.5污染變化特征分析研究［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2016，41（2）：113-115．

［2］苑紅丹.天津市主要交通道口二氧化硫和氮氧化物的監(jiān)測與分析研究［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2016，40（3）：121-126．

［3］趙鳳琴，湯潔，李昭陽，等.長春市大氣中NOx污染現(xiàn)狀和機(jī)動(dòng)車排放污染分擔(dān)率研究［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2005，35（2）：243-247．

［4］宋凌艷，馬民濤．唐山市區(qū)大氣環(huán)境中氮氧化物的監(jiān)測與分析［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2009，34（7）：29-36．

［5］李岱松.朝陽市機(jī)動(dòng)車尾氣污染防治對(duì)策研究［J］.中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，24（4）：50-52，62．

［6］GB 3095-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］．北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

［7］黃偉，余家燕，鮑雷，等.重慶市交通道路氮氧化物排放簡析［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2015，34（2）：131-134．

［8］鮑家澤，于智勇，馬武生，等.揚(yáng)州市區(qū)交通路口氮氧化物主要成分監(jiān)測及其健康風(fēng)險(xiǎn)［J］.揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，19（1）：49-53．

（編輯：程 俊）

Analysis on Pollution Characteristics of Nitrogen Oxides Near The Arterial Traffic in Qingdao City

Jia Zhihai
（Licang Branch of Qingdao Environmental Protection Bureau，Qingdao Shandong 266041，China）

The pollution status and space-time change law of nitrogen oxides near the arterial traffic were analyzed based on the real-time monitoring data obtained from Licang automatic air monitoring stations from 2015.Results showed that the mass concentration of nitrogen oxides was over standard seriously and significantly higher than the urban average.Nitrogen oxides in spring and winter were significantly higher than that of other seasons.The 24 hour curve showed a bimodal character keeping basically consistent with traffic flow.And the characteristics of morning and evening tide phenomenon were especially evident.

nitrogen oxides，arterial traffic，pollution characteristic，Qingdao City

X51

A

1008-813X（2016）05-0083-03

2016-05-05

賈智海（1981-），男，山東青島人，畢業(yè)于西南交通大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測與管理工作。

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.05.22