李玉，劉千金

城市黑碳影響因素研究綜述

李玉，劉千金

（長安大學汽車學院，陜西 西安 710064）

黑碳對氣候、環(huán)境和公眾健康都會造成不良影響，了解黑碳的影響因素有助于采取合理有效的減排措施，減少黑碳的不良影響。本綜述對國內關于黑碳的日變化特征和影響因素的研究進行了歸納總結，發(fā)現研究所觀測到的黑碳日變化特征多呈明顯的“雙峰”結構，交通因素和氣象因素會對黑碳濃度造成影響。本綜述可為從交通方面制定黑碳減排策略提供一定的依據和參考。

黑碳；交通因素；氣象因素；減排

引言

黑碳（Blackcarbon，BC）是細顆粒物的重要吸光成分之一，主要來源于直接排放的碳燃料（化石燃料，生物質和農業(yè)廢棄物以及森林火災）的不完全燃燒[1]。由于其直接輻射強迫和云效應，被認為是僅次于二氧化碳的第二大促成當前全球變暖的因素[2]。此外，BC會導致灰霾的形成，惡化空氣質量[3]。暴露評估研究也表明，BC暴露會對心肺功能產生不良影響，增加哮喘和癌癥的風險[4-5]?；贐C帶來的不良氣候影響、環(huán)境影響和健康影響，非常有必要對BC進行研究。本文總結了國內多個城市關于BC日變化特征和影響因素的研究，可為采取合理有效的減排措施策略提供參考。

1 黑碳日變化特征

國內的市區(qū)BC研究所觀測到的BC日變化特征多呈明顯的“雙峰”結構。劉芮伶等[6]在重慶觀測到BC日變化特征總體呈“兩峰一谷”的變化趨勢，同本地早晚車流量高峰時間段一致，指征重慶本地BC濃度主要與機動車排放有關。高樅亭等[7]在長春觀測到BC濃度的日峰值分別在8:00～9:00和17:00～20：00，可能與上下班高峰時期的交通排放有密切的關系。蔣磊等[8]在南京觀測到不同污染程度下，BC質量濃度日變化規(guī)律表現出差異，污染較重時呈現夜間高白天低的晝夜交替變化趨勢；污染較輕時呈現出典型的早晚“雙峰型”特征，說明在污染較重時BC主要受本地累積和區(qū)域傳輸的共同影響，而污染較輕時則以本地源為主。陳程等[9]在連云港觀測到日變化呈明顯雙峰型，峰值出現在8:00和21:00左右，化石燃料燃燒生成的BC日變化趨勢呈明顯的雙峰結構，峰值出現在上下班高峰和人為活動頻繁時段；生物質燃燒生成的BC呈現早晨高、中午低的狀態(tài)，其他時間差異不大。

2 黑碳影響因素

2.1 交通因素

機動車道路BC排放濃度與車流量變化密切相關。其中，道路運輸高峰期階段BC質量濃度是非高峰期的2倍以上[10]。上下班高峰時，由于道路上行駛車輛增多，車流量增加，時常出現擁堵情況，車輛低速行駛燃燒不完全，從而導致BC質量濃度增加。吳創(chuàng)等人[10]發(fā)現綠燈時道路中BC質量濃度明顯高于紅燈時的濃度，即加速工況下的BC排放高于減速工況下的排放?？梢姡侠硪?guī)劃交通運行環(huán)境和適當限制機動車使用頻率能有效緩解城市空氣污染。

2.2 氣象因素

研究表明，氣象因素對BC濃度有一定影響。盛濤[11]在上海的研究發(fā)現，與靜風條件相比，非靜風條件下BC濃度均值下降21.30%。井安康等[12]發(fā)現BC濃度受風速影響顯著，隨著風速的增加，風的稀釋擴散作用增加，BC的濃度會逐漸降低，但同時也觀測到在較高風速時，出現了隨風速增加濃度又增加的情況，可能是因為風向上游BC高污染地區(qū)的長距離輸送。趙玉成等[13]0在西寧觀測到當風速≤1m/s時，BC濃度較高且變化不大；當風速>1m/s時，BC濃度隨風速的增大減小較快；當風速>2m/s時，BC濃度的變化較小。李帥等[14]在烏魯木齊發(fā)現風速大于1m/s時，BC質量濃度開始下降，下降幅度接近50%，當風速超過2m/s時，風速與BC質量濃度之間沒有明顯相關性。此外，降水時BC平均濃度較非降水時下降5.44%，在相對濕度最低時BC濃度較低[11]。當RH在50%~60%之間時，BC平均濃度最高，當RH>60%時，BC濃度的總體呈下降趨勢（井安康等，2019）。趙錦慧等[15]發(fā)現BC質量濃度與溫度呈負相關關系，當溫度較高時，空氣對流運動明顯，降水較多，對BC氣溶膠的濕沉降作用較大，導致空氣中的BC含量減小。同時他得到了垂直方向上，低層和高層BC濃度主要受風速影響，而中層BC濃度則主要受溫度影響的結論。

3 結論

綜上所述，國內的市區(qū)BC研究所觀測到的BC日變化特征多呈明顯的“雙峰”結構，與早晚高峰機動車排放一致。交通因素和氣象因素對BC濃度有一定影響，BC濃度與風速呈正相關關系、與溫度呈負相關關系，與相對濕度沒有明顯的關系。在今后的研究中，可對BC的影響因素進行更深入的研究分析，從而采取合理有效的減排策略，減少BC帶來的不良環(huán)境影響和健康影響。

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The Reviewon Impact Factorsof Black Carbonin Urban Area

Li Yu, Liu Qianjin

( School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064 )

Black carbon has adverse effects on climate, environment and public health. Understanding the influencing factors of black carbon is helpful to take reasonable and effective emission reduction measures to reduce the adverse effects of black carbon.This review summarizes the domestic research on the diurnal variation characteristics and influencing factors of black carbon,and finds that the observed diurnal variation characteristics of black carbon are mostly "bimodal" structure.Traffic and meteorological factors will affect the concentration of black carbon.This review can provide some basis and reference for making black carbon emission reduction strategy from traffic aspect.

Blackcarbon;Trafficfactor;Meteorologicalfactor;Emissionreduction

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.06.060

G353.11

A

1671-7988(2021)06-191-02

G353.11

A

1671-7988(2021)06-191-02

李玉，長安大學汽車學院，主要研究方向：交通環(huán)境。