崇明岛地区PM10和PM2.5浓度分析研究

2010年1月上海市政府颁布了《崇明生态岛建设纲要(2010-2020)》,本文从2013年9月1日至2014年8月31日运用颗粒物采集仪器于森林公园、绿华、现代农业园区、城桥四个空气自动监测点位监测PM10和PM2.5,分析PM10和PM2.5的浓度与风向的关系得出PM10和PM2.5污染与江对面的吴淞工业区、宝钢、石洞口电厂、罗店工业区乃至江苏太仓沿江工业区的污染物排放密切相关,在相当大的程度上主要是来自于他们的贡献.     

新型环保道路抑尘剂在城市道路的应用

以北京部分城市道路扬尘为对象,研究了新型环保道路抑尘剂喷洒前后道路扬尘中PM10和PM2.5浓度的变化。结果显示,喷洒新型环保道路抑尘剂能够有效降低扬尘中PM10的浓度,对PM10的降尘效果为25%,对PM2.5也有一定的降尘效果,同时对大气中的氮氧化物有一定的吸附作用,说明该新型环保道路抑尘剂可有效抑尘,减少污染。     

成都市铺装道路扬尘排放清单及空间分布特征研究

对成都市城区和郊区不同等级铺装道路共采集了96个道路扬尘样品,通过调研得到了不同等级道路车流量、平均车重和道路长度等有关活动水平数据,采用AP-42法估算该地区不同等级道路扬尘排放因子和排放量,并利用Arc GIS软件得到了道路扬尘PM10和PM2.5排放量的空间分布图。结果表明:成都市城区道路和郊区公路积尘负荷平均值分别为0.50,0.94 g/m2;郊区等外级公路的PM10和PM2.5的排放因子最大,分别为2.59,0.63 g/VKT,城区支路的PM10和PM2.5的排放因子最大,分别为1.15,0.28 g/VKT;基准年2012年道路扬尘PM10和PM2.5的排放总量分别为48 745.46,11 793.26 t。从空间分布看,中心城区每一网格道路扬尘PM10和PM2.5排放量最大,分别达到300,70 t以上。     

道路降尘与扬尘PM_(10)排放的关系研究

道路扬尘是城市大气颗粒物主要来源之一,文章主要分析呼和浩特城区道路降尘排放、扬尘PM10排放强度并研究二者之间的关系。对呼和浩特30条典型道路进行了降尘监测,并在降尘监测期间对道路尘负荷进行了采样分析,同时记录车流量和车辆构成数据,应用AP-42排放因子模型计算PM10排放强度,分析道路降尘与PM10排放强度之间的关系。结果发现,道路降尘值为外环路>主干路>次干路>支路>胡同,分别为76.3、36.1、31.7、25.8和19.0 t(/km.230d),背景值为9.4 t(/km.230d);外环路、主干道、次干道、支路和胡同的PM10排放强度平均值分别为178、169、130、100和11 kg(/km.d);降尘值DF与道路扬尘PM10排放强度呈现较好的正相关关系,道路扬尘PM10排放强度可以用降尘表示为Q=2.6×(DFr-DFb)。     

北京市典型道路扬尘化学组分特征及年际变化

选择北京市具有代表性道路,于2004年9月和2013年5月进行采样,利用再悬浮设备制备道路扬尘PM₁₀与PM_2.5样品,并进行化学组分分析,建立了2004年和2013年北京市道路扬尘PM₁₀与PM_2.5源成分谱,以分析和探讨北京市道路扬尘化学组分特征及其组分年际变化.结果表明,北京市道路扬尘PM₁₀与PM_2.5源成分谱中的化学组分特征均为Ca、Si、有机碳（organic carbon,OC）、Al、Fe、K、Mg、SO₄^2-和元素碳（element carbon,EC）,其在道路扬尘中的含量之和分别为：2004年PM₁₀为46.7303%、PM_2.5为56.9198%和2013年PM_2.5为38.7478%;占全部被测组分的比例分别为95.9%、94.3%和94.7%.2004年道路扬尘中,环路Si、Al的含量显著低于其他道路类型,受到的土壤风沙尘影响最小;建筑水泥尘特征元素Ca主干道含量最高,高速五环进京口含量最低;EC在高速五环进京口的含量显著高于其他道路类型.而2013年PM_2.5中被测组分总含量及Si、Al、Ca的含量次干道均显著低于其他道路类型.2013年与2004年相比,北京市道路扬尘PM_2.5中除SO₄^2-含量略上升了2.0%外,其余组分含量下降显著,Ca、Si、OC、Al、Fe、K、EC和NO₃^-下降幅度分别为45.1%、31.5%、17.5%、20.3%、55.6%、33.3%、30.0%和50.3%.结果表明,［NO₃^-］/［SO₄^2-］比值不能准确反映固定源和移动源相对贡献大小的变化.［OC］/［EC］比值,2004年PM₁₀为9.77±3.88,PM_2.5为9.36±3.25,2013年PM_2.5为14.41±10.41,北京市道路扬尘存在二次有机碳（secondary organic carbon,SOC）,且SOC是道路扬尘PM₁₀与PM_2.5的重要组成部分.不同城市道路扬尘及同一城市不同粒径的道路扬尘成分谱相似度不高,应建立相应的成分谱并适时更新.     

基于SEM-EDS的大气降尘特征及来源解析——以荒漠草原区井工开采煤炭基地为例

利用场发射扫描电子显微镜-配能谱分析系统（SEM-EDS）于2019年3~5月对荒漠草原区煤炭基地及其周边5个功能区（煤炭工业区、煤炭运输道路、电力工业区、商住区和沙区）共计23个大气降尘样品的粒径特征、微观形貌、单颗粒能谱图进行检测分析.结果表明,各功能区大气降尘中颗粒物总体形貌基本相似,均包括近球状、类椭球状、颗粒状、块状和柱状/片状颗粒物以及烟尘集合体.此外,煤炭运输道路、电力工业区和商住区还存在球状颗粒物.各功能区大气降尘以>10μm颗粒物为主,其中,电力工业区、商住区、沙区和煤炭工业区大气降尘平均粒径均>100μm,且总量超过65%,煤炭运输道路大气降尘平均粒径为67.59μm,粒径>50μm的颗粒物量占53%.大气降尘主要由细粉砂、粗粉砂和细砂组成.大气降尘中颗粒物的类型包括存在于各功能区中的硅酸盐矿物（石英、钾长石和斜长石）、碳酸盐矿物（方解石和白云石）、硫酸盐矿物（石膏）和高岭石,存在于煤炭运输道路、煤炭工业区和电力工业区中的富铁颗粒,存在于煤炭工业区中的铁镁颗粒,存在于煤炭运输道路、煤炭工业区、电力工业区和商住区中的烟尘集合体和燃煤飞灰.大气降尘来源主要为本地源,包括各功能区中均存在的地表扬尘、工业扬尘、建筑扬尘和大气中二次化学反应产物,煤炭运输道路、煤炭工业区和电力工业区中存在的机动车零件磨损产物,以及煤炭运输道路、煤炭工业区、电力工业区和商住区中存在的机动车尾气排放和燃煤产物.     

广东佛山交通扬尘排放特征研究

交通扬尘中部分细颗粒可经呼吸道危害人体健康。通过对佛山市10条典型道路尘负荷采样分析,采用AP-42模型计算不同类型道路的交通扬尘排放因子,结合道路信息计算交通扬尘排放量,并用ArcMap软件生成排放空间分布图。结果表明,佛山市区道路尘负荷为支路最大,为4.30 g/m2。高速路PM2.5的排放因子最大,为0.58 g/VKT。国道PM2.5的排放强度最大,为20.0 kg/(km·d)。市区交通扬尘PM30年排放量为36 582 t。采用COPERT模型计算机动车直接排放的PM2.5和PM10,得出佛山市机动车排放的PM2.5与交通扬尘PM2.5的比值为16%,机动车直接排放的PM10与交通扬尘PM10的比值为8%。佛山市区东部由于道路密集致其交通扬尘排放量较高。经对比知,中国南北方城市呈现交通扬尘排放因子范围相似性,且中国城市交通扬尘排放水平与美国相近。     

北京市道路扬尘重金属污染特征及潜在生态风险

以北京市代表性道路扬尘2004年的PM_(10)与PM_(2. 5)和2013年的PM_(2. 5)中21种无机元素含量为基础,分析和探讨北京市道路扬尘重金属污染特征及其潜在生态风险.结果表明,北京市道路扬尘中6种主要元素为Si、Ca、Al、Fe、Mg和K,其含量之和占所有被测元素含量的比例分别为:2004年PM_(10)为96. 51%、2004年PM_(2. 5)为96. 42%和2013年PM_(2. 5)为96. 53%.2004年北京市道路扬尘中元素富集水平、重金属污染程度和潜在生态风险总体表现为:PM_(2. 5) PM_(10);燃煤烟尘特征元素Se在2004年的PM_(2. 5)中、Cd在2004年的PM_(10)与PM_(2. 5)中均为极强富集,富集因子分别为1024. 03、68. 15和871. 55; Co、Zn、Ca和Cu属显著富集,其富集因子在2004年PM_(10)中分别为12. 93、12. 33、8. 30和8. 07,在PM_(2. 5)中分别为17. 41、21. 80、12. 83和19. 73;但Na和Si在道路扬尘中均无富集.重金属的污染载荷指数(PLI)在2004年PM_(10)中为3. 95,PM_(2. 5)为7. 71. 2013年北京市道路扬尘PM_(2. 5)中重金属污染水平和潜在生态风险较2004年均显著降低,在2013年PM_(2. 5)中,Cd和Se的富集因子分别下降为98. 47和0. 95; Cu、Ca和Zn富集因子分别下降为11. 90、8. 84和8. 20; PLI下降为2. 56.研究表明,北京市道路扬尘多种重金属总的潜在生态风险极强,重金属Cd为极显著污染因子和主要的潜在生态风险来源,其潜在生态风险指数(RI)对重金属总的RI贡献超过85%. 2004年北京市道路扬尘主干道重金属污染程度明显高于其它道路类型,PM_(10)表现为:主干道高速进京口次干道环路,PM_(2. 5)表现为:主干道环路高速进京口次干道;而2013年PM_(2. 5)表现为:高速进京口主干道环路次干道,且次干道重金属污染水平显著低于其它道路类型. 2013年北京市道路扬尘PM_(2. 5)中,重金属Ti、Zn、V、Cr、Cu、Pb和Ni相关性显著,主要来源于与交通有关的排放.     

不同保洁工艺对道路尘负荷与扬尘控制效率差异的影响研究

为评估城市道路扬尘治理效果及精准治理道路扬尘,于2020年10月—2021年2月对河南省郑州市城区典型道路的积尘负荷和道路扬尘浓度进行测定,计算了不同类型保洁工艺的扬尘控制效率,分析了典型的湿式保洁工艺实施后的道路扬尘浓度变化. 结果表明:①各种保洁工艺的平均扬尘控制效率受保洁时间、环境温度和相对湿度等因素影响. 实施保洁工艺后1 h内扬尘控制效率平均值为23%～47%,在1～2 h内扬尘控制效率为20%～40%,在2～2.5 h内扬尘控制效率为5%～27%,3 h后路面积尘基本恢复原有水平. 扬尘控制效率与环境温度、相对湿度均呈弱相关. 日气温较高时,会加速路面水分蒸发,进而导致湿式作业的扬尘控制效率较低. ②不同类型保洁工艺控制效率存在差异. 在1 h内混合作业的扬尘控制效率(37%～51%)最高,湿式作业的扬尘控制效率(11%～48%)次之,干式作业的扬尘控制效率(5%～19%)最低,原因在于各类保洁工艺的除尘和抑尘能力不同. ③湿式作业干燥后可有效控制路面积尘和道路扬尘约1 h. 洒水量会影响控尘效果,冬季降低洒水量(防止道路结冰)作业的控制道路扬尘效果较差. 研究显示,道路积尘负荷及扬尘控制效率受保洁工艺、保洁作业时间、环境温度、相对湿度和季节变化等多因素影响,在控制和治理城市道路扬尘时应综合考虑这些因素.      

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%.     

APEC会议期间北京市交通扬尘控制效果研究

为了评估APEC会议期间严格的交通扬尘控制措施的效果,选取北京地区不同类型道路,在会议之前和会议期间分别采集40个道路积尘负荷样品,并调研了道路车流量及车型比例等机动车活动水平变化.采用AP-42方法计算不同类型道路PM10排放因子和排放强度,基于Arc GIS平台应用自下而上的方法建立了排放清单,分析交通扬尘PM10排放的空间分布特征,评估APEC会议期间北京市道路交通扬尘控制效果.结果表明:APEC会议期间北京市日均车流量减少12%,快速路、主干道、次干道、支路、郊区道路的积尘负荷分别下降31%、58%、73%、54%和46%,PM10排放因子分别下降63%、67%、86%、63%和40%,排放强度分别下降73%、71%、87%、78%和49%.在空间分布上,城区道路交通扬尘PM10排放量减少77%,郊区道路减少49%.     

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。     

再悬浮装置在大气PM2.5源谱分析中的应用

为解决PM2.5源解析中无组织排放源的采样问题,在前人基础上发展了一套简便高效的再悬浮采集装置,并对进样量、再悬浮时间等关键运行参数进行了优化,总结了无组织排放源采样分析流程.重复测试表明,双切割头的PM2.5捕集量偏差<8%,粒径分布比率变化不超过5%,显示出再悬浮装置良好的采样平行性和稳定性.将该装置应用于陶瓷工业尘、公路扬尘和二次降尘等3类无组织排放尘及生物质燃烧的源排放再悬浮采样分析,获得了各颗粒源的粒径分布谱和PM2.5无机成分谱,以此对各排放源特征进行有效区分.PM2.5平行样中各化学成分浓度偏差<15%.与其他装置相比,本研究介绍的再悬浮装置简便经济,具有较高的采样效率,在无组织尘排放源谱分析中具有较高的实用价值.     

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.      

基于车载移动监测的北京市丰台区道路扬尘源排放特征

基于车载移动监测系统,对丰台区各类型道路、不同季节典型道路的积尘负荷特征进行分析.探讨不同环线区域内的道路车流量、积尘负荷、扬尘排放量的变化规律及原因,并运用ArcGIS软件得到道路扬尘积尘负荷和排放量的空间分布图.结果表明,各类型道路的积尘负荷均值和道路扬尘排放因子的大小顺序都为支路 > 次干道 > 主干道 > 快速路.车流量对道路扬尘积尘负荷和排放强度的影响呈反向关系.PM_2.5、PM₁₀和TSP的年排放量分别为1824、7539、39274 t·a^-1.从PM_2.5的年排放空间分布上来说,三环内网格排放量较大,其次是三环至四环,六环外的单位面积道路扬尘排放量最小.不同环线区域内的单位面积车流量和排放量大小顺序为三环内 > 三环至四环 > 四环至五环 > 五环至六环 > 六环外.而三环内、三环至四环、四环至五环、五环至六环、六环外的年均积尘负荷分别为0.67、0.73、0.76、0.80、0.79 g·m^-2.     

北京铺装道路交通扬尘排放规律研究

根据对北京82条城区道路和56条郊区铺装道路路面尘负荷的监测,依据AP-42交通扬尘排放因子模型,针对道路类型、车流量、道路位置等研究了北京交通扬尘的排放规律,分析了2种确定路面尘负荷的方法.结果表明,北京城区快速路、主干道、次干道和支路路面尘负荷分别为：0.17、0.34、1.48和2.60 g/m²,北京郊区国道、省道、县道、乡级路和县城内城市道路路面尘负荷分别为：0.18、0.56、1.58、3.10和1.58 g/m²;根据路面尘负荷与车流量及道路类型的相关性分析,在城区利用尘负荷与车流量的关系式对尘负荷进行赋值相关性较好,在郊区利用不同类型道路尘负荷平均值对道路尘负荷进行赋值相关性较好;路面尘负荷及排放因子随着车流量的增大而降低,而交通扬尘PM₁₀排放强度随车流量的增大而增强;城区主干道交通扬尘排放PM₁₀强度最大为130.2 kg/(km·d),郊区国道交通扬尘PM₁₀排放强度最大为43.8 kg/(km·d).     

济南市道路扬尘排放因子估算及其影响因素研究

以济南城市道路为研究对象,采用美国环保署AP-42模型和方法,通过道路分类、优化布点、样品采集、实地观测和计算分析,获得道路粉尘负荷及四种类型道路扬尘的排放因子,探讨了排放因子的主要影响因素。结果表明,路面粉尘负荷随车流量增大而逐渐降低,城市城区路面粉尘负荷多小于城市外围路面,且外围道路路面粉尘负荷随时间和空间变化大;支路和次干道排放因子相对较小,快速路排放因子较高,主干道排放因子最高,其TSP、PM10、PM2.5排放因子分别高达25.239 3 g/VKT、4.731 1 g/VKT、0.597 2 g/VKT;排放因子随平均车重增加呈现逐渐增大趋势;同种类型道路排放因子均随道路粉尘负荷的增加而增加;次干道和快速路排放因子随车流量增大而减小。所获结论可为城市道路扬尘排放估算提供参考。     

道路扬尘评估方法的建立和比较

建立了降尘法和AP-42法2种道路扬尘评估方法,它们分别以减去背景降尘的道路自身降尘（ΔDFr）和道路扬尘排放强度（EIr）作为评估指标. 通过对这2种方法评估结果的比较与分析发现:①ΔDFr和EIr有很好的正相关关系,相关系数（R2）为0.708;②ΔDFr能同时反映车辆激发扬尘和路面风蚀扬尘,而EIr只反映车辆激发扬尘;③积尘负荷大小不代表评估道路扬尘污染程度,但适用于定量评价道路清扫保洁质量. 降尘法相比AP-42法,其实施安全、简单易行、误差小,但不能满足快速评估要求,而且评估成本略高. 2种评估方法均表明《奥运保障措施》控制道路扬尘的效果明显,2008年北京奥运会期间与2007年同期相比,快速路、主干路、次干路和支路ΔDFr分别下降了65%,55%,65%和84%.      

Road dust emission inventory for the metropolitan area of Shanghai City

An inventory of dust emission from paved roads of the metropolitan area of Shanghai City is accomplished on the basis of field experiments and an inventory of traffic and road conditions. The result shows the annual amount of road dust emission contributed to the ambient TSP pollution of Shanghai City is approximately 12,300 tonnes (in 354 km²).