2地鐵隧道顆粒物體積質(zhì)量分布特性分析
2.1上海軌道交通隧道測(cè)試結(jié)果
本文選取上海軌道交通2號(hào)線北新涇站、中山公園站、南京西路站作為典型車站進(jìn)行測(cè)試。
運(yùn)營(yíng)時(shí)段各站各粒徑顆粒物體積質(zhì)量數(shù)據(jù)取平均值后如圖1所示。由圖1可知,PM1(粒徑≤1μm的顆粒物)的體積質(zhì)量范圍為0.217~0.265mg/m3,PM2.5(粒徑≤2.5μm的顆粒物)的體積質(zhì)量范圍為0.223~0.272mg/m3,PM10(粒徑≤10μm的顆粒物)的體積質(zhì)量范圍為0.249~0.302mg/m3。
圖1上海軌道交通2號(hào)線運(yùn)營(yíng)時(shí)段各站各粒徑顆粒物體積質(zhì)量
圖2 為運(yùn)營(yíng)時(shí)段上海軌道交通2號(hào)線隧道顆粒物分級(jí)粒徑的體積質(zhì)量圖。從圖2可以看出,三個(gè)典型車站有相似的規(guī)律:即PM1的體積質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PM1—2.5(粒徑在1~2.5μm的顆粒物)以及PM2.5—10(粒徑在2.5~10μm的顆粒物)的體積質(zhì)量。其中,PM1體積質(zhì)量與PM10體積質(zhì)量的比值為87.1%以上;PM1—2.5與PM10體積質(zhì)量的比值為2.3%~2.6%,PM2.5—10與PM10體積質(zhì)量的比值為9.7%~10.5%。這說明在地鐵隧道顆粒物的粒徑分布中,細(xì)小顆粒占了主要成分。
圖2 上海軌道交通2號(hào)線運(yùn)營(yíng)時(shí)段各站分級(jí)粒徑顆粒物體積質(zhì)量
2.2北京地鐵隧道測(cè)試結(jié)果
選取北京地鐵1號(hào)線八寶山站、木樨地站、萬壽路站及西單站為典型車站進(jìn)行了測(cè)試。
各站各粒徑顆粒物體積質(zhì)量數(shù)據(jù)取平均值后如圖3所示。由圖3可知,PM1的體積質(zhì)量范圍為0.360~0.457mg/m3,PM2.5的體積質(zhì)量范圍為0.368~0.472 mg/m3,PM10的體積質(zhì)量范圍為0.412~0.523mg/m3。
圖3 北京地鐵1號(hào)線運(yùn)營(yíng)時(shí)段各站各粒徑顆粒物體積質(zhì)量
圖4北京地鐵1號(hào)線運(yùn)營(yíng)時(shí)段各站分級(jí)粒徑顆粒物體積質(zhì)量
圖4 為運(yùn)營(yíng)時(shí)段北京地鐵1號(hào)線隧道顆粒物分級(jí)粒徑的體積質(zhì)量圖。北京地鐵4個(gè)典型站與上海軌道交通3個(gè)典型站有同樣的規(guī)律:PM1的體積質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PM1—2.5以及PM2.5—10的體積質(zhì)量。其中,PM1體積質(zhì)量與PM10體積質(zhì)量的比值為87.2%以上(萬壽路站該比值高達(dá)88.8%);而PM1—2.5與PM10體積質(zhì)量的比值為1.9%~3%,PM2.5—10與PM10體積質(zhì)量的比值為8.4%~10.7%。
3.1地鐵環(huán)境分級(jí)粒徑相關(guān)性分析
相關(guān)系數(shù)是用以反映變量之間相關(guān)關(guān)系密切程度的統(tǒng)計(jì)指標(biāo),取值為[-1,1]。相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值在0.3以下是無直線相關(guān),0.3以上是直線相關(guān),0.3~0.5為低度相關(guān),0.5~0.8為中度相關(guān),0.8以上為高度相關(guān)。當(dāng)相關(guān)系數(shù)較高時(shí),表示兩者來自同一個(gè)來源[3]。
圖5為地鐵隧道顆粒物的分級(jí)粒徑體積質(zhì)量相關(guān)性分析。地鐵隧道顆粒物PM1與PM1—2.5、PM2.5—10的相關(guān)系數(shù)|R|分別為0.924、0.949,即高度相關(guān)。
圖6為地鐵列車車廂內(nèi)空氣顆粒物的分級(jí)粒徑體積質(zhì)量相關(guān)性分析。車廂內(nèi)空氣顆粒物PM1與PM1—2.5、PM2.5—10的相關(guān)系數(shù)|R|分別高達(dá)0.941、0.955,即高度相關(guān)。
圖5 地鐵隧道顆粒物分級(jí)粒徑體積質(zhì)量相關(guān)性分析
圖6地鐵列車車廂內(nèi)顆粒物分級(jí)粒徑體積質(zhì)量相關(guān)性分析
圖7 為車站站外空氣顆粒物的分級(jí)粒徑相關(guān)性分析。站外空氣顆粒物PM1與PM1—2.5、PM2.5—10的相關(guān)系數(shù)|R|分別為0.729、0.546,即中度相關(guān)。
3.2列車車廂、隧道以及車站站外空氣顆粒物體積質(zhì)量相關(guān)性分析
圖8為列車車廂、隧道以及車站站外PM1體積質(zhì)量相關(guān)性分析圖。由圖8可知,隧道與列車車廂內(nèi)PM1體積質(zhì)量相關(guān)性為0.962,即高度相關(guān);隧道與車站站外PM1體積質(zhì)量相關(guān)性為0.758,中度相關(guān)。
圖9為列車車廂、隧道以及車站站外PM1—2.5體積質(zhì)量相關(guān)性分析圖。由圖9可知,隧道與列車車廂內(nèi)PM1—2.5體積質(zhì)量相關(guān)性為0.881,隧道與車站站外PM1—2.5體積質(zhì)量相關(guān)性為0.861,均為高度相關(guān)。
圖10為列車車廂、隧道以及車站站外PM2.5—10體積質(zhì)量相關(guān)性分析圖。隧道與列車車廂內(nèi)PM2.5—10體積質(zhì)量相關(guān)性為0.948,隧道與車站站外PM2.5—10體積質(zhì)量相關(guān)性為0.965,均為高度相關(guān)。
圖7 車站站外空氣顆粒物分級(jí)粒徑體積質(zhì)量相關(guān)性分析
圖8 列車車廂、隧道以及車站站外PM1體積質(zhì)量相關(guān)性圖
圖9 列車車廂、隧道、車站站外PM1—2.5濃度相關(guān)性圖
圖10 列車車廂、隧道以及車站站外PM2.5—10濃度相關(guān)性圖
經(jīng)對(duì)大量數(shù)據(jù)分析,得到如下結(jié)論:
(1)在地鐵隧道顆粒物的粒徑分布中,細(xì)小顆粒占了主要成分,PM1的體積質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PM1—2.5以及PM2.5—10的體積質(zhì)量。冬季上海軌道交通隧道PM1的體積質(zhì)量范圍為0.217~0.265 mg/m3,PM2.5的體積質(zhì)量范圍為0.223~0.272 mg/m3,PM10的體積質(zhì)量范圍為0.249~0.302mg/m3;冬季北京地鐵隧道PM1的體積質(zhì)量范圍為0.360~0.457 mg/m3,PM2.5的體積質(zhì)量范圍為0.368~0.472 mg/m3,PM10的體積質(zhì)量范圍為0.412~0.523mg/m3。
(2)隧道內(nèi)不同粒徑顆粒物的體積質(zhì)量之間高度相關(guān),列車車廂內(nèi)不同粒徑顆粒物的體積質(zhì)量之間也高度相關(guān),車站站外不同粒徑顆粒物的體積質(zhì)量之間中度相關(guān)。由此說明三種環(huán)境下的不同粒徑的顆粒物均來自同一個(gè)來源。
(3)隧道、列車車廂內(nèi)及車站站外的同種粒徑顆粒物體積質(zhì)量之間高度相關(guān),說明三種環(huán)境下的同種粒徑顆粒物均來自同一個(gè)來源。
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2016-04-10)