天津典型道路环境PM2.5中重金属的粒径分布及健康风险评价

2015年7月3—17日,采集天津3条典型道路路边道路交通环境中不同粒径段的PM_(2.5)样品,分析其中的12种金属元素,并开展健康风险评价。结果表明:(1)3种典型道路上PM_(2.5)均超过《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中二级日均限值(75μg/m~3)。主干道、次干道、快速路上PM_(2.5)中金属元素累计质量浓度分别为0.68、0.74、0.67μg/m3。(2)多数金属元素的粒径分布存在明显差异。Zn和Cu为轮胎和刹车片磨损标志物,峰值在较大粒径颗粒物上。Sb通常作为添加剂以Sb2S3的形式加入到刹车片中,峰值出现在0.2～1.0μm粒径段。(3)Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sn、Sb和Pb的富集因子10,受到人为源的作用。对于儿童和成人群体,全部道路路边环境的非致癌风险危险指数均大于1,具有非致癌风险。PM_(2.5)中Cr、Co、Ni、As、Cd的致癌风险基本上均超过美国环境保护署推荐的可接受风险阈值(10-6),具有明显的致癌效应。     

基于实际道路测试的大型客车排放特征研究

应用车载排放测试系统(PEMS)对天津市4辆大型客车(国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ柴油车和国Ⅴ液化天然气车)进行了实际道路尾气排放测试。结果表明,3辆柴油车CO、NOx、总碳氢化合物(THC)和颗粒物(PM)的平均排放因子分别为3.435、6.431、0.131、0.324g/km,天然气车CO、NOx、THC和PM的排放因子分别为1.240、17.451、6.535、0.003g/km。总体看来,3辆柴油车的污染物排放速率随着排放标准的提高而降低,与其相比,天然气车的CO和PM排放速率相对较低,而NOx和THC排放速率较高;4辆大型客车各污染物排放速率在加速工况下排放速率最高,怠速工况下排放速率最低。随着国Ⅳ柴油车行驶速度从0~20km/h提高到80~100km/h,尾气温度逐渐上升,选择性催化还原装置对NOx的削减率可从41.8%升高到64.5%。     

隧道环境PM2.5载带重金属污染特征与健康风险

在南京富贵山隧道开展机动车排放的颗粒物浓度及其载带重金属元素对人群健康的影响研究,对PM_2.5的浓度水平与变化特征、载带重金属元素组分进行分析,并通过美国环保局（US EPA）的健康风险评价模型对重金属的健康风险进行了评价.结果表明,工作日隧道进口和出口处的PM_2.5质量浓度为（78.67±24.58）μg/m³和（164.2±45.13）μg/m³,非工作日颗粒物浓度略低于工作日.采样期间隧道出口处PM_2.5载带的Zn、Cu和Mn元素的浓度质量较高,受机动车污染影响较大.富集因子结果显示,隧道进出口处,Cd、Sb、Sn、Zn、Cu、Mo、Pb和As等元素的EF>10,受人为污染源排放影响,Co、Mn、Cr、Ni、V和Tl等元素EF<10,在隧道中几乎没有富集.健康风险评价结果表明,对于儿童,测试期间隧道进出口处的非致癌风险危险指数（HI）均大于1,具有非致癌风险,对于成人,测试期间隧道进出口处的非致癌风险危险指数（HI）均小于1,非致癌风险在安全范围内.但颗粒物载带的Cr和As元素致癌风险均超过EPA推荐的可接受风险阈值（10^-6）,具有明显的致癌效应.     

隧道中机动车排放颗粒物及无机元素特征

于2015年9月对天津市张自忠隧道不同地点(隧道内和隧道外)进行PM2.5采集,分析其中17种无机元素,并应用PCA受体模型对元素来源进行解析.结果表明,隧道内外PM2.5的日均浓度分别为(94.79±62.78)μg·m-3和(83.92±61.60)μg·m-3,受机动车污染影响较大,且工作日高于非工作日,高峰时段隧道内PM2.5浓度与机动车流量呈现一定相关性.隧道内,Si、Fe、Al、Ca和Mg浓度偏高,质量分数占分析元素的98.48%,受机动车影响较小,而Fe及微量重金属(Zn、Cu、Pb等)与机动车污染相关.通过Wilcoxon Signed-Rank检验,Ba、Cu、Zn、Mo、Sn和Sb于隧道内外存在显著性差异.富集因子(EF)结果显示,在隧道内外,Co、Mn、Cr、Ca、Mg、Ba、Fe、Mo和V的EF5,主要来自地壳源,Cu、Zn、Pb、Sn、Sb和Cd的EF5,受人为源影响较大.因子分析结果显示,隧道内主要污染源为磨损排放和燃油燃烧的混合源、土壤扬尘源和柴油车燃烧,其中将机动车污染源继续进行因子分析,污染源主要包括轮胎磨损和尾气排放、刹车磨损和尾气排放及柴油车排放.     

天津市非道路移动源污染物排放清单开发

基于天津市非道路移动源污染管控需求,根据调研收集到的2015年非道路移动源活动水平数据,采用环保部《非道路移动污染源排放清单编制技术指南(试行)》推荐的核算方法,建立较为完整的天津市非道路移动源排放清单,分析污染物的时空分布.2015年,天津市非道路移动源排放CO 6.15×10~3t、HC 2.45×10~3t、NO_x2.90×10~4t、PM 1.45×10~3t、SO_21.37×10~4t.船舶污染物排放占比最高,为所有非道路移动源污染物排放总量的73.66%,主要分布于天津港区;其次是非道路移动机械,占21.66%,主要分布于市郊种植业和养殖业区县、城市建设和人群活动较为密集的城区;民航飞机和铁路机车占比较小,分别为3.55%和1.13%,主要分布于机场和铁路沿线.总体上,非道路移动源从3月开始排放量逐渐升高,而年底和年初(冬季)排放量相对较低.     

道路扬尘PM2.5中金属元素污染特征及健康风险评价

为了分析和比较城市和公园道路扬尘(RDPRD)中PM_(2.5)载带的部分金属元素的污染特征及其健康风险,本文利用再悬浮系统将道路扬尘中粒径小于2.5μm的颗粒物悬浮至滤膜上,分析了PM_(2.5)中载带的Na、Mg、Al、Fe、Cu、Mn、Ni、Sb、Zn、Cd和Pb等元素.结果显示,城市道路扬尘中Cu和Sb的平均含量为626 mg·kg~(-1)和23 mg·kg~(-1),明显高于公园道路扬尘(274 mg·kg~(-1)和11 mg·kg~(-1)),表明RD中Cu和Sb的含量可能受到非尾气(刹车磨损)排放的影响;地累计指数(I_(geo))分析显示,RD和PRD中Cd达到强到极强污染程度(4I_(geo)5),Cu、Sb、Zn和Pb为强或中到强污染程度(2I_(geo)4),Ni和Mn为未受污染到中度污染(I_(geo)1).RD和PRD中的Cu、Ni、Sb、Zn、Cd和Pb尚不存在非致癌风险,Ni和Cd的终生致癌风险小于10~(-6),无致癌风险.