北京市建筑施工扬尘排放特征

颗粒物是北京市首要空气污染物,其排放控制是大气污染防治的重要内容,施工扬尘是北京市大气颗粒物的重要来源.由于人口增长及经济的发展,住宅及办公场地的需求不断增加,使得北京市房屋建筑施工面积居高不下,建筑施工扬尘污染受到越来越多的关注,但有关量化施工扬尘排放量及其对北京市空气污染贡献的研究相对较少.本文建立一套建筑施工扬尘排放量的估算方法,采用本地化排放因子估算了北京市2000~2015年建筑施工扬尘排放量,识别施工扬尘的排放特征和规律,并定量了排放量的不确定性范围.采用WRF/CMAQ模式系统模拟量化建筑施工扬尘对空气质量的影响,提出施工扬尘污染控制对策和建议,为环境决策提供参考.结果表明,多年来北京市建筑施工扬尘排放量呈波浪式上升,近年来施工面积有所回落,但仍处于高位,颗粒物排放量仍然较大,需要引起足够的重视;在时间分布上,夏季和秋季的施工扬尘排放量较大,在空间分布上,施工扬尘主要集中在城市功能拓展区和近郊区,与人类活动的外延和城镇化的逐步向外发展有关.建筑施工扬尘对全市环境空气中PM_(10)和PM2.5浓度贡献可达31.3μg·m~(-3)和9.6μg·m~(-3).通过污染控制情景设置和分析,本研究认为要使2030年施工扬尘排放得到较好地削减,应执行更加严格的绿色施工管理规程和加强施工环境监管.     

道路扬尘排放因子建立方法与应用

排放因子是分析污染源排放特征和建立排放清单的基础数据,本研究对典型道路进行积尘负荷采样和实验室筛分分析,通过再悬浮系统和颗粒物粒径谱仪对道路扬尘粒径分布和粒径乘数进行测量,调查道路车型构成并计算车重,以北京市通州区为例应用模型法建立本地化的道路扬尘PM_2.5排放因子.结果表明,不同类型道路的扬尘颗粒物粒径分布在<2.5 μm范围内的质量比例较为接近,道路扬尘中PM_2.5与PM₁₀比值在0.28~0.32之间;不同类型道路的PM_2.5粒度乘数在0.18~0.20 g·（km·辆）^-1之间,高速路、国道、省道、县道和乡道的PM_2.5排放因子分别为0.06、0.14、0.31、0.30和0.39 g·（km·辆）^-1.积尘负荷采样、再悬浮粒径分布测量和排放因子模型计算,是道路扬尘排放因子本地化的可行方法.在建立道路扬尘排放因子过程中,粒径乘数可以应用默认值,由于不同类型道路的积尘负荷差异较大,需要分道路类型或按车流量级别进行积尘负荷采样分析,对排放因子进行本地化.     

施工工地出口附近道路交通扬尘排放特征研究

为了量化施工工地附近社会道路因施工运输车辆带泥及遗撒造成的二次交通扬尘,对4个典型工地出口2个方向社会道路尘负荷进行了采样分析,根据AP-42交通扬尘排放模型,计算和分析了工地出口附近道路交通扬尘排放特征.结果表明,工地出口附近道路尘负荷高于正常道路,随着距离工地出口长度的增加,尘负荷逐渐减小;工地出口2个方向共400 m道路上交通扬尘PM₁₀排放因子为正常道路的2～10倍,因施工增加的排放量相当于422～3?800 m正常道路排放.根据以上结果,结合2002年北京市施工工地时空分布数据,经计算得出,2002年北京市城八区工地出口形成的二次扬尘相当于增加了道路总长度的59%.     

北京市混凝土搅拌站扬尘排放因子及排放清单

为准确估算混凝土搅拌站扬尘排放清单,本研究综合美国环保局和南加州的搅拌站扬尘排放因子,并在北京市典型搅拌站开展道路积尘负荷测试,建立了北京市搅拌站各生产环节及综合扬尘排放因子.结合北京市搅拌站扬尘治理过程,估算北京市1991~2014年搅拌站扬尘排放清单,并预测2015~2020年排放清单.结果表明:北京市2015年搅拌站道路积尘负荷平均值为(26.2±11.5)g/m~2,是南加州推荐值(11.0g/m2)的2.4倍;(2)1995年以前北京市搅拌站PM_(2.5)综合排放因子为86g/m~3混凝土,第1季度混凝土产量月不均匀系数是其他季度的1/3,2015年PM_(2.5)综合排放因子相比1995年以前下降89.4%,场区道路扬尘排放占比由10%增加至70%;(3)《北京市2013~2017年清洁空气行动计划》实施后,2015年搅拌站扬尘PM_(2.5)排放量下降至543.1t/a,相比2013年减排48.3%,其中清退无资质搅拌站对PM_(2.5)减排的贡献为18.6%;(4)搅拌站扬尘排放主要集中在五环至六环(52%),六环外排放量占总量的28%.未来北京市搅拌站扬尘减排工作应该着力于继续清退无资质搅拌和加强场区道路清扫保洁.     

建筑施工扬尘排放因子定量模型研究及应用

选择天津某建筑施工工地,现场采集大气中PM10、气象、路面积尘及机动车数等数据,并确定施工扬尘排放的主要影响因素.利用FDM模型,计算施工扬尘排放因子,将计算得到的扬尘排放因子和各影响因素进行非线性拟合,建立施工扬尘PM10排放因子定量模型,并结合ISC3模型,模拟计算2003年11~12月间,天津市建筑施工过程中的PM10排放浓度.结果表明,施工产生的PM10平均浓度为20.3μg/m3,占大气PM10浓度的13.3%.     

料堆风蚀扬尘排放量的一个估算方法

以美国环境保护局(EPA)推荐的计算料堆风蚀扬尘排放因子的方法为基础,探讨料堆风蚀扬尘排放量的估算,包括计算所需参数及其估算方法和计算过程.并估算了北京市石景山地区圆锥或椭圆形煤堆和平坦形煤灰料堆的扬尘排放量。结果表明,北京石景山地区1999年12月,1个高度7.8m、底面直径21.3m的圆锥形煤堆可排放817g PM₁₀,1个平坦的直径15.6m的圆形煤灰料堆可排放1612g PM₁₀.     

北京市平原区裸露地风蚀扬尘排放量

以北京市平原区为研究对象,基于美国国家航空航天局（NASA）的陆地卫星（Landsat系列）遥感资料,设计算法批量提取裸露地信息,并结合通用扬尘排放模型,计算估计北京市平原区的裸露地风蚀扬尘源中PM₁₀、PM_2.5的排放系数及年排放量,建立了北京市各区的裸露地风蚀扬尘排放清单.研究表明,1987~2016年间北京市平原区裸露地面积减小了约600km²;风蚀扬尘最严重的地区为大兴区,其次为通州区;以气候年均值为参数计算获得,2016年北京平原区裸露地由于风蚀扬尘效应产生的PM₁₀年排放量为7591.7t,这一排放量与前人研究估算的北京裸地风蚀扬尘PM₁₀排放量较为接近.在此基础上,进一步引入月和季度尺度气候参数,并对模型进行改进,探讨了逐月和季度累计的扬尘排放结果.进一步的研究表明：北京市平原区裸露地面积具有显著季节变化特征,2月裸露地面积最大,可达4500km²,8月最小为500km²;基于月气候参数和季度气候参数结合每月卫星资料反演获得的裸地面积估算,逐月累计的PM₁₀年排放量可达55175t,分季度累计PM₁₀年排放量为39294t.这说明当前常采用的裸地扬尘估算方法,由于扬尘排放模型的气候参数采用年均值,忽视了风蚀过程的季节差异,将会导致裸地风蚀扬尘的极大低估.     

珠江三角洲地区铺装道路扬尘排放因子与排放清单研究

对珠江三角洲地区不同等级道路共采集了65个道路扬尘样品,并调研了道路的车流量、车辆构成和道路长度等有关活动水平数据,采用美国环保署推荐的AP-42方法估算了该地区不同等级道路扬尘排放因子和排放量,并分析了道路扬尘排放的时空特征与不确定性范围.结果表明:高速公路、一级、二级、三级和四级道路尘负荷分别为1.05 g·m^-2、0.99 g·m^-2、1.30 g·m^-2、1.35 g·m^-2和1.45 g·m^-2;不同等级道路扬尘总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulate,TSP)、PM₁₀和PM_2.5的平均排放因子分别为8.32 g·VKT^-1 (Grams per Vehicle Kilometer Traveled)、1.60 g·VKT^-1和0.39 g·VKT^-1,对应的排放量分别为2755.1×10³ t、528.8×10³ t和127.9×10³ t,其定量不确定性范围分别为-91.7%~175.1%、-91.6%~178.9%及-91.5%~176.5%.     

运用CMEM模型计算北京市机动车排放因子

采用由美国加州大学Riverside分校开发的综合模式排放模型(CMEM)分析和研究北京市机动车污染物的排放特征,以9辆代表北京市典型技术类型的轻型机动车为实验车辆,收集了运行CMEM模型所需要的数据和参数.通过CMEM模型Access 2.02版本计算,得到了在不同交通行驶状况下北京市4类典型轻型机动车的CO2,CO,HC,NOx单车排放因子及各车型综合排放因子.通过与同一车辆的在路实测排放因子比较发现,用CMEM模型计算的CO,HC和NOx与实测排放因子及排放特征有较好的一致性,因此适用于计算北京市机动车CO,HC和NOx排放因子.      

基于车速-流量模型的动态化道路扬尘清单编制方法与应用

目前国内外关于道路扬尘排放的计算多采用美国环境保护局推荐的AP-42排放因子法,直接计算道路扬尘的年均排放总量,但其动态化程度不足,难以满足日益增长的精细化管理需求. 本研究采用车速-流量模型构建高时间分辨率的道路车流量获取方法. 以天津市为例,采用自下而上的方法,结合本地化的排放因子以及天津市采取的道路扬尘控制措施,借助GIS平台编制高时空分辨率的道路扬尘排放清单,精细反映天津市道路扬尘排放的时空分布特征. 结果表明:①时间尺度上,受早晚高峰的影响,城市道路在08:00—09:00与18:00—19:00扬尘排放强度较大,13:00—14:00是白天扬尘排放强度的低值时段. ②空间尺度上,夜间(03:00—04:00)道路扬尘排放强度的高值区域集中在高速路段,白天扬尘排放强度的低值时段(13:00—14:00)集中在城市道路中支路密集的地区,道路扬尘排放强度高峰时期(18:00—19:00)集中在各类型的城市道路. 全年道路扬尘排放高值区域集中在城市支路和郊区道路. ③天津市内六区全年道路扬尘PM_2.5、PM₁₀、TSP排放量分别为603、2 492和12 986 t,相较以往研究有所下降. 从区域看,道路扬尘排放总量呈偏远郊区>环城四区>市内六区的规律. 城市道路采取的洒水措施明显降低了道路扬尘排放总量. 研究显示,受交通扰动影响,道路扬尘排放呈现明显的时空分布差异.      

建筑工地大气降尘与总悬浮颗粒物相关性研究

通过统计大量实测数据,对北京市建筑工地施工扬尘大气污染指标DF与TSP的相关性进行了研究.结果表明,建筑施工扬尘所产生的DF与TSP有较好的线性关系,建筑工地边界处DF与TSP的关系可以用c_TSP＝11.6×c_DF表示.监测点与污染源的距离对相关系数影响较大,相关系数与距离成正比例;施工阶段对相关系数影响较小.     

施工扬尘空间扩散规律研究

通过检测建筑工地边界附近同一平面坐标1.5～4.1 m范围内不同高度处的降尘浓度变化,研究了建筑工地边界施工扬尘垂直扩散规律;通过监测建筑工地外同方向0～210 m范围内不同距离、相同高度(3 m)处的降尘浓度变化,研究了建筑工地施工扬尘水平扩散规律,通过数据回归分别得出了施工扬尘垂直、水平的扩散模型.结果表明,建筑工地边界同一平面坐标上方的施工降尘浓度与高度的2次方成反比关系,边界外部同一高度、同一方向的施工降尘浓度与监测点距工地中心距离的2次方成反比关系,施工活动和自然条件等因素主要影响垂直和水平扩散常数的大小.     

呼和浩特交通扬尘排放清单研究

颗粒物污染是影响中国城市空气质量的首要因素,交通扬尘是城市大气颗粒物污染的主要来源之一,排放清单及排放特征研究是进行环境影响分析、控制措施成本效益分析、控制方案制定以及进行环境管理的基础。本文对呼和浩特城区典型道路路面尘负荷进行采样分析,现场调研不同类型道路车流量和车辆构成,应用AP-42排放因子计算典型道路交通扬尘排放因子,建立了基于G IS的排放清单数据库。结果显示:胡同的PM10排放因子最大,其次分别为环城路、支路、次干道和主干道;环城路的PM10排放强度最大,其次为主干道、次干道、支路和胡同;基准年2006年呼和浩特城区交通扬尘PM10排放量为22 715 t;从空间分布看,环城路以内网格排放源强较高,中心城区排放强度最大。     

呼和浩特市工业料堆扬尘排放清单研究

颗粒物污染是影响中国城市空气质量的首要因素。工业料堆扬尘是城市大气颗粒物污染的主要来源之一。本文通过对呼和浩特市建成区内典型行业风蚀、作业及交通运输扬尘进行采样分析,应用美国AP-42提供的模型,以2006年作为基准年,建立了呼和浩特市工业料堆排放清单。研究结果表明:呼和浩特市建成区内工业料堆扬尘排放量为TSP:5 305 t/a,PM10:1 012 t/a,PM2.5:267 t/a。从空间分布看玉泉区工业料堆扬尘排放量最大,其次是赛罕区。行业分布上排放最大的行业是建材工业,其次是电力热力工业,最少的是化工工业。在各行业类别的工业料堆排放量中,交通运输扬尘排放量是最大的。     

城市扬尘污染主要成因与精准治尘思路

扬尘是城市环境空气颗粒物的重要贡献源.为进一步提升扬尘污染防治水平,梳理总结了城市扬尘排放与贡献特征,剖析了城市扬尘污染的主要成因,明确主要起尘情景和关键控制指标,并针对性提出主要防治措施建议,以进一步完善"精准治尘"的思路.各扬尘源类中,道路扬尘和施工扬尘是对城市环境空气颗粒物贡献的主要源类,其中通常以道路更为突出....     

施工现场扬尘排放特征分析

为了研究施工扬尘排放特征,在施工现场进行颗粒物质量浓度、数浓度、粒径分布和气象参数的现场监测,分析施工现场颗粒物排放特征。结果显示,施工现场颗粒物浓度高于背景值,测试期间PM10浓度变化较大,并且出现短时间的浓度高值,工地内扬尘既受气象条件的影响又与工地现场的操作活动有关。从粒径方面看,施工现场粒径较大的颗粒物数量比例大于背景环境中的比例。施工现场PM10浓度与风速、温度和湿度呈正相关,工地内车辆运输和施工活动均为重要扬尘源。     

铁路运输过程中煤粉尘遗洒对环境影响的初步评估与控制对策

煤炭的铁路运输是我国能源供给和调控的主要方式,但针对运输过程中煤粉尘遗洒对环境影响的相关研究较少。以大秦铁路为研究对象,对其在北京境内煤粉尘遗洒对大气、水、土的影响开展研究。结果表明:当有列车经过时,环境空气中可吸入颗粒物(PM₁₀)的浓度明显上升,并呈周期性波动,其中城区点位PM₁₀最高值为212μg/m3,隧道口点位PM₁₀最高值为3290μg/m3,运输过程中煤粉尘对周边空气质量的影响随着距离铁路的增加而急速衰减;煤粉尘的传输沉降导致监测附近点河水中的SS明显增加;此外,受煤粉尘污染,监测点附近表层土土壤样品呈弱酸性,且Cr、Cd、Pb等重金属含量均高于背景值。根据初步估算,大秦铁路在运输过程中煤粉尘排放总量为3441.46 t/a,在北京境内煤粉尘排放量为579.73 t/a。结合各种工艺的优缺点和适用性,建议采取分段龙门吊式喷淋技术,并针对喷淋抑尘剂法提出改进建议,加强铁路运输段煤粉尘治理,减少污染排放。