張曉春,丘建棟,屈新明,徐煒鈴,丁 卉
1)深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心有限公司,廣東深圳518021;2)東南大學(xué)交通學(xué)院,江蘇南京211189;3) 中山大學(xué)智能工程學(xué)院,廣東廣州510006
隨著城市交通的快速發(fā)展和來自生產(chǎn)生活運(yùn)輸需求的提升,機(jī)動(dòng)車保有量不斷增加,帶來的交通擁堵和尾氣污染問題也日趨突出.中國(guó)深圳市民用汽車擁有量從2013年的258.08萬輛增長(zhǎng)到2018年的336.66萬輛[1-2],機(jī)動(dòng)車尾氣排放成為城市空氣污染的主要來源之一.研究表明,機(jī)動(dòng)車尾氣排放對(duì)北京、上海、廣州和深圳等大中型城市空氣污染貢獻(xiàn)在25%以上[3],嚴(yán)重影響城市空氣質(zhì)量,且直接危害人群健康[4].因此,針對(duì)城市交通尾氣排放以及交通污染問題的研究至關(guān)重要.邱洪斌等[5]于2001年對(duì)哈爾濱市一條主干道的大氣顆粒物進(jìn)行分季度的監(jiān)測(cè)和采樣,發(fā)現(xiàn)城市街道的大氣顆粒物污染嚴(yán)重,氣象條件是重要的影響因素.謝敏等[6]于2008年對(duì)廣州市主干道附近的空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè),研究其大氣污染物質(zhì)量濃度的特征及影響因素,結(jié)果表明空氣污染水平和污染物時(shí)空分布不均勻,以及污染物質(zhì)量濃度與氣象因素之間有較高的多元線性相關(guān)性.
為掌握深圳市交通排放所帶來的路邊空氣污染狀況,探索交通與空氣污染之間的關(guān)系,本研究設(shè)計(jì)了深圳市交通碳排放實(shí)地監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn).選取南山區(qū)、寶安區(qū)、福田區(qū)及羅湖區(qū)的典型道路交通場(chǎng)景,對(duì)路段交通流、氣象數(shù)據(jù)和空氣污染物質(zhì)量濃度進(jìn)行了連續(xù)的監(jiān)測(cè)調(diào)研,分析了空氣污染中的交通排放貢獻(xiàn)規(guī)律和關(guān)鍵影響因素.
本次實(shí)地監(jiān)測(cè)路段為深圳市南山區(qū)月亮灣大道、寶安區(qū)新湖路段、福田區(qū)福華路和羅湖區(qū)文錦中路.其中,月亮灣大道對(duì)照空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)南海子站,所選監(jiān)測(cè)點(diǎn)位為雙向8車道,監(jiān)測(cè)時(shí)間為2018-08-24,全天24 h(00∶00—24∶00)連續(xù)監(jiān)測(cè);寶安區(qū)新湖路段對(duì)照空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)西鄉(xiāng)站,所選監(jiān)測(cè)點(diǎn)位為雙向3車道,監(jiān)測(cè)時(shí)間段為2018-08-22—2018-08-23,共計(jì)24 h連續(xù)監(jiān)測(cè);福田區(qū)福華路對(duì)照空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)通心嶺子站,所選監(jiān)測(cè)點(diǎn)位為雙向8車道,監(jiān)測(cè)時(shí)間為2018-08-24,全天24 h(00∶00—24∶00)連續(xù)監(jiān)測(cè);羅湖區(qū)文錦中路對(duì)照空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)洪湖站,所選監(jiān)測(cè)點(diǎn)位為雙向10車道,實(shí)驗(yàn)時(shí)間段為2018-08-25—2018-08-26,共計(jì)24 h連續(xù)監(jiān)測(cè).實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)分布如圖1.實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)圖和實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息請(qǐng)掃描論文末頁(yè)右下角二維碼查看圖S1和表S1.
本實(shí)驗(yàn)利用車載污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、化學(xué)發(fā)光法NO-NO2-NOx分析儀、紅外相關(guān)法CO 分析儀、紫外光度法O3分析儀和β射線法顆粒物(PM2.5或PM10)監(jiān)測(cè)儀,分別對(duì)NOx、CO、O3、可吸入顆粒物PM10和細(xì)顆粒物PM2.5污染物的質(zhì)量濃度進(jìn)行24 h的連續(xù)監(jiān)測(cè),并同步采集道路交通車流、氣象數(shù)據(jù)以及空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)數(shù)據(jù)信息.
交通流量是表征車輛活動(dòng)水平的重要參數(shù),也是影響機(jī)動(dòng)車排放量的重要參數(shù).考慮到監(jiān)測(cè)設(shè)備和道路情況等因素,本研究采用視頻錄像法,結(jié)合人工計(jì)數(shù),采集實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)道路的交通數(shù)據(jù),獲取分車輛類型(按車輛排放因子類型劃分)的小時(shí)流量數(shù)據(jù).夜間采用抽樣調(diào)查法,每小時(shí)采集車流數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)為20 min.
圖1 實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)分布Fig.1 Overall distribution map of experimental monitoring points and air quality control points
將實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)車行駛至預(yù)設(shè)的路邊監(jiān)測(cè)地點(diǎn),分別在南山區(qū)月亮灣大道、寶安區(qū)新湖路、福田區(qū)福華路和羅湖區(qū)文錦中路采取定點(diǎn)測(cè)量的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè).每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位連續(xù)測(cè)量24 h.
氣象數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)采用車載式空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),設(shè)定采樣周期為1 min,測(cè)量數(shù)據(jù)包括溫度、海平面氣壓、平均風(fēng)速、平均風(fēng)向和相對(duì)濕度等指標(biāo).這些氣象數(shù)據(jù)將作為交通環(huán)境污染物質(zhì)量濃度影響因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析.
將路邊監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)測(cè)結(jié)果與對(duì)應(yīng)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析.質(zhì)量濃度的日均值及小時(shí)變化的對(duì)比結(jié)果分別如表1和圖2.
表1 深圳市實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)主要污染物質(zhì)量濃度的日均值
1)ρ(O3日max 8 h)為O3日最大8 h平均質(zhì)量濃度,即連續(xù)8 h O3質(zhì)量濃度最大平均值
圖2 深圳市實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)主要污染物小時(shí)變化Fig.2 Hourly variation of main pollutants in Shenzhen experimental monitoring points and air quality control points
由表1和圖2可見,深圳市路邊監(jiān)測(cè)到的首要污染物與附近空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)的較一致,監(jiān)測(cè)期間主要為O3污染.整體上,深圳市路邊監(jiān)測(cè)到的ρ(O3)趨勢(shì)與附近監(jiān)測(cè)站的最為一致,均在下午達(dá)到峰值,其余時(shí)間處于較低水平,而其他污染物在不同主干道差異有所區(qū)別.其中,污染物在南山區(qū)月亮灣大道路邊監(jiān)測(cè)小時(shí)質(zhì)量濃度趨勢(shì)及大小均與監(jiān)測(cè)站的差異最大;NO2和顆粒物的質(zhì)量濃度在寶安區(qū)新湖路、福田區(qū)福華路及羅湖區(qū)文錦中路變化趨勢(shì)及大小均較為一致,而路邊監(jiān)測(cè)的ρ(CO)則波動(dòng)相對(duì)更大且值較大,空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)CO的小時(shí)質(zhì)量濃度變化幅度則較小,基本比較平穩(wěn).
深圳市南山區(qū)月亮灣大道實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的小時(shí)變化結(jié)果中,各種空氣污染物在路邊監(jiān)測(cè)小時(shí)質(zhì)量濃度大小均與監(jiān)測(cè)站的差異大:除O3以外,其余空氣污染物日均值質(zhì)量濃度均顯著高于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)南海子站,實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)ρ(PM2.5)為南海子站的2.7倍;ρ(PM10)為站點(diǎn)的3.0倍;ρ(NO2)為南海子站的2.0倍;ρ(CO)為南海子站2.1倍;而南海子站監(jiān)測(cè)的ρ(O3)則為實(shí)驗(yàn)的2.9倍.且除O3以外,其余污染物質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)南海子站也不一致:月亮灣大道路邊監(jiān)測(cè)得到的首要污染物為PM2.5;南海子站則為O3;空氣質(zhì)量指數(shù)均處于輕度污染水平.實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的ρ(O3)小時(shí)變化趨勢(shì)與國(guó)家控制站點(diǎn)較為一致,但其他污染物出現(xiàn)多個(gè)峰值情況,與站點(diǎn)監(jiān)測(cè)情況差別較大.南山區(qū)月亮灣大道作為深圳市主要貨運(yùn)通道,承擔(dān)了大量貨車輸運(yùn),因此,交通排放污染更為嚴(yán)重,這是南山區(qū)路邊監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果多項(xiàng)空氣污染物高于監(jiān)測(cè)站的主要原因.路邊監(jiān)測(cè)的ρ(O3)顯著低于站點(diǎn),與道路移動(dòng)源所排放的前體物NOx和揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds, VOCs)的比例直接相關(guān).由于O3大部分是二次污染物,需要前驅(qū)物NOx和揮發(fā)性有機(jī)物在陽(yáng)光照射下,通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生;在貨車交通量大的月亮灣大道,機(jī)動(dòng)車排放的空氣污染物中,一些成分可以與O3產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),減少O3的產(chǎn)生;而O3其他的前驅(qū)物隨風(fēng)輸送到郊區(qū),重新形成O3,導(dǎo)致郊區(qū)ρ(O3)高于市區(qū)[7].
在深圳市寶安區(qū)新湖路實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的小時(shí)變化結(jié)果中,ρ(NO2)與ρ(O3)的數(shù)值大小、變化趨勢(shì)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)西鄉(xiāng)站高度一致;除03∶00— 07∶00期間出現(xiàn)不一致的峰值波動(dòng),ρ(PM2.5)、ρ(PM10)的數(shù)值大小整體趨勢(shì)與西鄉(xiāng)站較一致;實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的ρ(CO)有不明顯的峰值,但西鄉(xiāng)站的ρ(CO)小時(shí)變化不明顯,且質(zhì)量濃度大小顯著低于實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)值.實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與西鄉(xiāng)站具體對(duì)比如下:除NO2以外,實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的空氣污染物質(zhì)量濃度均高于西鄉(xiāng)站的;實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的ρ(PM2.5)比站點(diǎn)的高65.1%;ρ(PM10)比站點(diǎn)的高12.7%;ρ(CO)為站點(diǎn)的83.3%;ρ(O3)比站點(diǎn)的高27.0%;而站點(diǎn)監(jiān)測(cè)的ρ(NO2)比實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的高43.6%.新湖路路邊監(jiān)測(cè)得的首要污染物與西鄉(xiāng)站一致,均為O3;新湖路路邊監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量指數(shù)處于輕度污染水平,西鄉(xiāng)站空氣質(zhì)量指數(shù)則處于良好水平.實(shí)驗(yàn)的新湖路段作為寶安區(qū)次干路,路段交通量較小,道路帶來的交通排放污染相對(duì)少,這是新湖路路邊監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果多項(xiàng)空氣污染物與監(jiān)測(cè)站較為一致的主要原因.
深圳市福田區(qū)福華路實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的小時(shí)變化結(jié)果中,ρ(NO2)、ρ(PM2.5)與ρ(PM10)的數(shù)值大小、變化趨勢(shì)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)通心嶺子站高度一致;實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的ρ(O3)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)的變化趨勢(shì)較一致,但空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)峰值明顯高于實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的,且峰值水平持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng);實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的ρ(CO)有不明顯的峰值,但空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)小時(shí)變化不明顯,且質(zhì)量濃度大小顯著低于實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)值.實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)具體對(duì)比如下:實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)ρ(PM2.5)高于站點(diǎn)12.0%;ρ(PM10)高于站點(diǎn)29.0%;ρ(NO2)高于站點(diǎn)32.4%;ρ(CO)高于站點(diǎn)88.9%;而站點(diǎn)ρ(O3)高于實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)19.5%.福華路路邊監(jiān)測(cè)得到的首要污染物與通心嶺子站一致,均為O3;福華路邊監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量指數(shù)處于輕度污染水平,通心嶺子站空氣質(zhì)量指數(shù)則處于中度污染水平.
深圳市羅湖區(qū)文錦中路實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的小時(shí)變化結(jié)果中,ρ(O3)在變化趨勢(shì)及大小上與洪湖站空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)高度一致;實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的ρ(NO2)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)的趨勢(shì)與大小較為一致,但受到附近出現(xiàn)短時(shí)污染的影響,空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)在19∶00—20∶00出現(xiàn)異常高的峰值;實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的ρ(CO)有不明顯的峰值,但空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)小時(shí)變化不明顯,且質(zhì)量濃度大小顯著低于實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè).對(duì)于實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的顆粒物情況,除了受到監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近房屋拆遷造成的短時(shí)揚(yáng)塵污染影響外,其余時(shí)間ρ(PM2.5)的數(shù)值大小、變化趨勢(shì)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)的較一致;ρ(PM10)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)大小顯著低于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn).實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)具體對(duì)比如下:實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)ρ(PM2.5)高于站點(diǎn)12.0%;ρ(PM10)為站點(diǎn)2.7倍;ρ(CO)高于站點(diǎn)66.7%;而站點(diǎn)ρ(NO2)高于實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的40.2%;站點(diǎn)ρ(O3)高于實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的2.1%.羅湖區(qū)文錦中路路邊監(jiān)測(cè)得到的首要污染物為PM10,洪湖站則為O3,路邊監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量指數(shù)處于輕度污染水平,洪湖站則處于良好水平.
3.2.1ρ(NOx)、ρ(O3)與主要影響因素關(guān)聯(lián)分析
由以上分析可知,各主干道路邊監(jiān)測(cè)的ρ(NOx)小時(shí)變化顯著受到交通排放的影響,均呈現(xiàn)早晚高峰的特征,更好地反映了道路移動(dòng)源對(duì)空氣質(zhì)量的影響.此外,2015年深圳市機(jī)動(dòng)車NOx排放量為7.9×104t,占全市NOx總排放量的69%,可見NOx主要來源于機(jī)動(dòng)車的尾氣排放.同時(shí)NOx作為O3主要前驅(qū)物之一,ρ(NOx)受到相關(guān)光化學(xué)反應(yīng)等的顯著影響[8-9].實(shí)驗(yàn)期間,風(fēng)向風(fēng)速是最為多變的氣象因素,對(duì)污染物的擴(kuò)散有明顯作用.為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)交通與路邊污染的影響關(guān)系,將路邊監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的ρ(NOx)與ρ(O3)的實(shí)測(cè)結(jié)果、路邊實(shí)測(cè)交通總量以及風(fēng)向風(fēng)速情況進(jìn)行對(duì)比分析,如圖3.
圖3 深圳市實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)ρ(NOx)、ρ(O3)與主要影響因素關(guān)聯(lián)分析Fig.3 Correlation analysis of ρ(NOx)、ρ(O3) and main influencing factors at experimental monitoring points of Shenzhen
南山區(qū)月亮灣大道的NOx主要在02∶00— 07∶00處于最高峰值水平,12∶00—16∶00處于次高峰水平,并且在21∶00后ρ(NOx)重新上升,主要受到交通排放和氣象因素的共同影響.凌晨00∶00—05∶00 內(nèi),南山區(qū)交通量明顯下降,但貨車量仍維持在較高水平,與白天較接近,并且貨車占機(jī)動(dòng)車排放的NOx的分擔(dān)率高,因此保持的較大貨車量仍帶來較大的NOx排放量;監(jiān)測(cè)期間風(fēng)速較低,接近靜風(fēng)狀態(tài),同時(shí)夜間相對(duì)濕度高,邊界層高度低,形成較差的擴(kuò)散條件,使得NOx難以擴(kuò)散,進(jìn)一步積累,兩個(gè)條件結(jié)合下導(dǎo)致了02∶00— 07∶00時(shí)間段ρ(NOx)最高峰值水平的情況.12∶00—16∶00時(shí)間段月亮灣大道交通量處于較高水平并且貨車量維持在峰值狀態(tài),ρ(NOx)達(dá)到次高峰水平,但遠(yuǎn)低于凌晨的最高峰水平,這主要是由于下午日照輻射強(qiáng)度加強(qiáng),促進(jìn)了二次污染物O3的形成,消耗了NOx,同時(shí)期間風(fēng)速及邊界層高度均較高,利于污染物的水平及垂直方向上的擴(kuò)散,進(jìn)一步降低了ρ(NOx)水平[10].此外,在交通早高峰期間(08∶00—10∶00),監(jiān)測(cè)到的氮氧化物反而明顯下降,可能由于貨車作為其主要污染貢獻(xiàn)源,在期間達(dá)到全日最低水平,輕型客車占主要的交通量,同時(shí)日間開始擴(kuò)散條件轉(zhuǎn)好,日照輻射強(qiáng)度增強(qiáng),使得ρ(NOx)迅速降低[11].
寶安區(qū)新湖路的ρ(NOx)在04∶00— 08∶00處于明顯峰值水平,監(jiān)測(cè)日內(nèi)主要受到氣象因素的影響.從17∶00開始至凌晨有持續(xù)降雨過程,對(duì)NOx有清除作用,同時(shí)風(fēng)速較高,有利于其水平擴(kuò)散,使得ρ(NOx)相對(duì)穩(wěn)定且較低,受到交通量影響?。?4∶00— 08∶00,風(fēng)速有所降低,不再有降雨過程,大氣相對(duì)濕度較高,擴(kuò)散條件轉(zhuǎn)差,NOx重新開始累積,并隨著早高峰期間的較高交通排放量而達(dá)到峰值狀態(tài).
福田區(qū)福華路的ρ(NOx)在06∶00—10∶00達(dá)到最高峰值水平,且在01∶00— 02∶00及15∶00—21∶00維持在較高值,處于次峰值水平,主要受到氣象因素及交通排放的共同影響.在06∶00—10∶00風(fēng)速尤其低,接近靜風(fēng)狀態(tài),不利于擴(kuò)散;日照輻射強(qiáng)度仍較弱,不利于O3形成,減少NOx的消耗;同時(shí)交通量開始不斷增加,至早高峰的峰值水平,NOx排放不斷增加和累積,達(dá)到日最高峰值水平.在01∶00— 02∶00,主要受到氣象因素的影響,風(fēng)速極低,邊界層高度低,整體的水平與垂直擴(kuò)散條件不佳,相對(duì)濕度高,且O3在夜間不利于生成,使得在較低的交通排放條件下,NOx維持在較高值[12].在15∶00—21∶00,ρ(NOx)較高主要受到交通排放的影響,期間交通量一直處于高值狀態(tài),但由于風(fēng)速有所增加,擴(kuò)散條件轉(zhuǎn)好,未達(dá)到最高峰值水平.
羅湖區(qū)文錦中路的NOx在16∶00—22∶00及次日07∶00—12∶00維持在較高水平的狀態(tài),且監(jiān)測(cè)到的ρ(NOx)水平在日間高于夜間,主要受到交通排放變化的影響.在16∶00—22∶00及次日07∶00—12∶00 路邊監(jiān)測(cè)的交通量處于兩個(gè)峰值水平,交通排放大,ρ(NOx)增加.夜間交通量較少,并且二次污染物O3異常地維持在較高水平,甚至出現(xiàn)了與下午日照輻射強(qiáng)度大時(shí)類似的高值水平,是夜間ρ(NOx)水平較低的主要原因[13].
3.2.2ρ(CO)與主要影響因素關(guān)聯(lián)分析
同樣,各主干道路邊監(jiān)測(cè)ρ(CO)的小時(shí)變化受到交通排放的影響,具有早晚高峰的特征,一定程度上反映了道路移動(dòng)源對(duì)空氣質(zhì)量的影響.相關(guān)研究[14]表明,CO 主要來源于燃煤及機(jī)動(dòng)車尾氣.為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)交通與路邊污染的影響關(guān)系,將路邊實(shí)測(cè)的ρ(CO)結(jié)果、路邊實(shí)測(cè)交通總量以及風(fēng)向風(fēng)速情況進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果如圖4.
南山區(qū)月亮灣大道的CO在02∶00— 07∶00處于較高質(zhì)量濃度水平,在07∶00達(dá)到第1個(gè)峰值,在20∶00達(dá)到第2個(gè)峰值,其質(zhì)量濃度主要受交通排放和氣象因素的共同影響.00∶00— 05∶00內(nèi),月亮灣大道交通量明顯下降,但貨車量仍維持在較高水平,與白天較為接近,并且貨車占機(jī)動(dòng)車排放的CO分擔(dān)率高,因此較大貨車量的保持仍帶來較多的CO排放量;監(jiān)測(cè)期間風(fēng)速較低,接近靜風(fēng)狀態(tài),同時(shí)夜間相對(duì)濕度高,邊界層高度低,擴(kuò)散條件差,使得CO難以擴(kuò)散,并進(jìn)一步積累,兩個(gè)條件結(jié)合下導(dǎo)致了ρ(CO)在02∶00— 07∶00維持高水平.20∶00ρ(CO)再次出現(xiàn)峰值,與較高交通量和夜間逆溫層增加導(dǎo)致的污染物積累相關(guān).12∶00—16∶00月亮灣大道交通量處于較高水平,并且貨車量維持在峰值狀態(tài),ρ(CO)遠(yuǎn)低于凌晨的最高峰水平,這主要是由于下午日照輻射強(qiáng)度加強(qiáng),促進(jìn)了二次污染物O3的形成,消耗了前提物CO;同時(shí)期間風(fēng)速及邊界層高度均較高,利于污染物在水平及垂直方向上的擴(kuò)散,進(jìn)一步降低了ρ(CO)水平.在交通早高峰期間(08∶00—10∶00),監(jiān)測(cè)到的ρ(CO)明顯下降,這是由于作為其主要污染貢獻(xiàn)源的貨車,在此期間達(dá)到全日最低水平,輕型客車占主要的交通量,同時(shí)從日間開始,擴(kuò)散條件轉(zhuǎn)好,日照輻射強(qiáng)度增強(qiáng).
寶安區(qū)新湖路的ρ(CO)在07∶00— 09∶00出現(xiàn)第1個(gè)峰值,在21∶00左右出現(xiàn)第2個(gè)峰值,監(jiān)測(cè)日內(nèi)主要受到交通排放變化的影響.從17∶00開始至00∶00有持續(xù)降雨過程,但對(duì)ρ(CO)影響較小,隨著降雨減少,道路交通排放再次增加,ρ(CO)在21∶00左右達(dá)到峰值水平.在07∶00— 09∶00為交通高峰期,ρ(CO)受交通排放影響顯著,達(dá)到峰值水平.
福田區(qū)福華路的ρ(CO)在08∶00—11∶00達(dá)到最高峰值水平,在19∶00—22∶00處于次峰值水平,主要受到交通排放的影響.在08∶00—11∶00交通量為早高峰的峰值水平,交通排放大,ρ(CO)達(dá)到峰值水平;同時(shí)風(fēng)速尤其低,基本接近靜風(fēng)狀態(tài), 不利于擴(kuò)散, CO污染物不斷增加和累積,達(dá)到日最高小時(shí)質(zhì)量濃度值.在19∶00—22∶00,ρ(CO)較高主要是受到交通排放的影響,期間交通量一直處于高值狀態(tài),雖然期間風(fēng)速有所增加,擴(kuò)散條件轉(zhuǎn)好,但ρ(CO)也明顯增加至次峰值水平.
圖4 深圳市實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)ρ(CO)與主要影響因素關(guān)聯(lián)分析圖Fig.4 Correlation analysis of ρ(CO) and main influencing factors at experimental monitoring points of Shenzhen
羅湖區(qū)文錦中路的ρ(CO)在07∶00出現(xiàn)最高峰值,并在08∶00—11∶00維持在較高水平,在18∶00—21∶00出現(xiàn)次峰值質(zhì)量濃度,主要受到交通排放變化的影響.在07∶00和18∶00—21∶00路邊監(jiān)測(cè)的交通量處于較高水平,交通排放大,ρ(CO)增加.00∶00— 06∶00雖然交通量較小,但風(fēng)速低,邊界層高度低,逆溫層增加,整體上水平與垂直擴(kuò)散條件不佳,CO污染物不斷積累,ρ(CO)維持在較高水平[15].
1)深圳市主干道路邊監(jiān)測(cè)的污染物小時(shí)質(zhì)量濃度大小和趨勢(shì)能夠反映道路移動(dòng)源對(duì)空氣質(zhì)量的影響.當(dāng)交通流量較少時(shí),路邊監(jiān)測(cè)結(jié)果與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn)保持一致;當(dāng)交通流量(特別是貨運(yùn)車量)大時(shí),路邊監(jiān)測(cè)結(jié)果顯著高于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家控制點(diǎn).
2)深圳市主干道路邊監(jiān)測(cè)的ρ(NOx)和ρ(CO)主要受到機(jī)動(dòng)車排放和氣象因素的影響,整體趨勢(shì)與總交通量較為一致.