风速对人为扬尘源PM10排放浓度和强度的影响

人为扬尘源排放模型很少考虑风速对排放的影响,为了解人为扬尘源排放浓度及排放强度与风速的关系,以施工扬尘和道路扬尘为典型人为扬尘源,通过现场实测研究了风速对扬尘源附近大气环境中扬尘排放浓度、排放强度的影响.结果表明,扬尘源附近大气环境中因扬尘造成的PM₁₀（可吸入颗粒物）排放浓度随风速的增加先降后升,本研究中最低浓度值所对应的2.2 m高度处的风速v(c_min)为1.0～2.0　m/s;扬尘排放强度随风速的增加逐渐升高,风速v(c_min)时,排放强度随风速增加增幅较小,风速超过v(c_min)后,排放强度迅速增大.将人为扬尘分为机械力扬尘和风蚀扬尘,进行了机制探讨,理论结果与现场观测结果是吻合的.     

天津市春季样方法道路扬尘碳组分特征及来源分析

为研究天津市春季道路扬尘PM_(2.5)和PM_(10)中碳组分特征及来源,于2015年4月用样方法采集天津市道路扬尘样品,利用再悬浮采样器将样品悬浮到滤膜上,经热光碳分析仪测定有机碳(OC)和元素碳(EC),利用非参数检验、OC/EC比值分析、相关分析及聚类分析对其污染特征和来源进行探讨.结果表明,PM_(2.5)中ω(TC)为4. 89%(次干道)～18. 83%(快速路),ω(OC)为3. 57%(次干道)～15. 39%(快速路),ω(EC)为1. 32%(次干道)～3. 44%(快速路); PM_(10)中ω(TC)为8. 14%(次干道)～19. 71%(快速路),ω(OC)为5. 91%(次干道)～16. 28%(快速路),ω(EC)为1. 96%(主干道)～3. 43%(快速路);快速路中各碳组分质量分数均较高,次干道中各碳组分质量分数均较低,可能是由于快速路中车流量较大,机动车尾气排放量较大,而次干道车流量较小;各类型道路中ω(OC)明显大于ω(EC),ω(EC)在不同道路类型中差异不大;两相关样本非参数检验表明,各碳组分质量分数在PM_(2.5)和PM_(10)间均无显著性差异;相关性分析表明道路扬尘中OC、EC来源大致相同.通过OC/EC比值分析及聚类分析可知,天津市春季道路扬尘中碳组分主要来源于燃煤、机动车尾气以及生物质燃烧.     

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.     

天津市春季道路降尘PM2.5和PM10中的元素特征

为探究天津市春季道路降尘中元素污染特征及来源,于2015年春季采集了天津市道路降尘样品,通过再悬浮得到PM_(2.5)和PM_(10)滤膜样品,继而测定了滤膜样品中16种元素的含量,通过非参数检验、分歧系数法、富集因子法等研究了道路降尘中元素的污染特征、来源和成分谱的相似性.结果表明,天津市春季道路降尘PM_(2.5)和PM_(10)质量分数平均值在1%~20%之间的元素从大到小依次为:SiAlCaFeMgKNa;PM_(10)和PM_(2.5)中元素成分谱分歧系数为0.06,表明两者元素成分谱很相似;PM_(10)和PM_(2.5)中,元素Cd和Cr强烈富集,Zn、Cu、Pb和As显著富集;道路降尘PM_(2.5)和PM_(10)中元素主要来源于土壤风沙尘、建筑尘、交通尘(汽车尾气的排放、轮胎磨损和刹车片磨损)和煤烟尘.     

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)。     

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.     

基于样方法的天津市春季道路扬尘PM2.5中水溶性离子特征及来源解析

为研究天津市道路扬尘PM_(2.5)中水溶性无机离子组分特征及其来源,于2015年4月采集天津市道路扬尘样品,利用再悬浮采样器将采集的样品悬浮到滤膜上,用离子色谱仪分析其水溶性无机离子组分,利用相关分析和比值分析及主成分法对其污染特征和来源进行探讨.结果表明,天津市8种水溶性无机离子占道路扬尘PM_(2.5)的6.13%±2.32%;不同道路类型道路扬尘PM_(2.5)中水溶性无机离子总量差异较大.相关性分析表明Na~+、K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)这4种离子同源性较高.NO_3~-/SO_4~(2-)比值显示固定源对天津市春季道路扬尘PM_(2.5)的影响更为显著.通过主成分分析法可知,天津市春季道路扬尘PM_(2.5)主要来源于燃煤源、移动源、生物质燃烧源和建筑施工扬尘.     

道路扬尘中PM2.5粒度乘数的测定方法及特征

粒度乘数是表征道路扬尘中颗粒物粒径分布特征和计算道路扬尘排放量的重要参数.为实现粒度乘数本地化,采用AP-42法和TRAKER法于2019年3月对保定市城区不同类型的道路进行采样和走航监测,利用校正公式计算得到道路扬尘PM_2.5粒度乘数（K_2.5）,对比了两种方法测定的K_2.5结果,分析了保定市道路扬尘粒度乘数特征.结果表明：①基于AP-42法和TRAKER法获取的保定市道路积尘的K_2.5平均值分别为0.21 g·VKT^-1和0.23 g·VKT^-1.两种方法获得的道路积尘K_2.5具有较高的线性相关性,相关系数约为0.6.分别利用两种方法获得的K_2.5计算道路扬尘PM_2.5排放因子值差异较小.说明利用基于激光传感器的TRAKER法能够满足测量并计算道路扬尘K_2.5的要求.②保定市不同类型道路积尘K_2.5特征按其值大小排序表现为：快速路 < 次干道 < 支路 < 主干道,存在显著差异;③保定市各道路扬尘K_2.5平均值高于0.15 g·VKT^-1,说明若直接借鉴美国环保署的推荐值（K_2.5=0.15 g·VKT^-1）进行排放清单计算,将会低估保定市的道路扬尘排放量,进而增加排放清单的不确定性.保定市K_2.5相对较高,说明保定市道路积尘中微颗粒物含量较多,道路扬尘对城市PM_2.5的贡献可能较大.     

2011年春季辽宁一次沙尘天气过程及其对不同粒径颗粒物和空气质量的影响

利用2011年5月11—12日辽宁沙尘天气过程的相关资料,分析了沙尘天气对不同粒径颗粒物及空气质量的影响及此次沙尘过程的天气成因.结果表明:沙尘天气发生前后可吸入颗粒物PM₁₀、PM_2.5和PM₁的浓度变化很大,沈阳、鞍山、本溪和丹东4城市PM₁₀、PM_2.5的小时浓度最大值都增大了1.5~20倍;粗粒子PM_(2.5~10)的数量浓度分别增加了30~41倍,质量浓度分别增加了27~30倍;细粒子PM_(1~2.5)的质量浓度分别增加了30~35倍,数量浓度分别增加了15~30倍;微粒子的数量浓度和质量浓度各城市表现不同,沈阳微粒子的数量浓度和质量浓度最大值增大了3倍和5倍,而鞍山PM₁的数量浓度和质量浓度分别减少了50%和10%.受蒙古气旋的影响内蒙古地区产生大风降温天气,大风将内蒙古地区的沙尘带到高空并随西风带向东移动进入辽宁,由于辽宁地区风速比较小,造成了辽宁大部分地区的浮尘天气,并对辽宁各地空气质量造成了严重影响,除丹东外辽宁其他13个城市空气质量都达到了轻微污染到重度污染的级别,铁岭、阜新、沈阳和抚顺的污染指数分别超过了300,达到了重度污染的级别.     

辽宁典型城市道路扬尘PM2.5中水溶性无机离子组分特征及来源解析

为了解辽宁省典型城市道路扬尘PM_(2.5)中水溶性无机离子组分特征及其来源,分别于2014年和2016年采集了鞍山市和盘锦市道路扬尘样品,利用再悬浮采样器将其悬浮到滤膜上,用离子色谱仪分析了其中的水溶性无机离子组分,分别用相关分析法和比值法分析了其污染特征,用主成分法初步解析了其主要污染源.结果表明,盘锦市和鞍山市8种水溶性无机离子分别占道路扬尘PM_(2.5)的5.83%±3.34%和5.84%±1.15%.盘锦市NH_4~+与SO_4~(2-)和NO_3~-的结合方式主要为(NH_4)2SO_4和NH_4NO_3,鞍山市NH_4~+与SO_4~(2-)和NO_3~-的主要结合方式为NH_4HSO_4和NH_4NO_3.盘锦市和鞍山市道路扬尘PM_(2.5)中NO_3~-/SO_4~(2-)的均值分别为0.52±0.55和0.46±0.13,表明固定源(燃煤)对其道路扬尘PM_(2.5)的影响较显著.盘锦市道路扬尘PM_(2.5)主要来源于生物质燃烧源、海盐粒子、建筑水泥尘和机动车尾气;鞍山市道路扬尘PM_(2.5)主要来源于燃煤源、生物质燃烧源、海盐粒子和钢铁冶炼尘.     

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%.     

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.     

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.     

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。     

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。     

城市道路二次扬尘中PM_(10)浓度量化模型实验研究

机动车行驶条件、路况与道路二次扬尘中PM10浓度有密切的关系。通过对它们设计正交试验和多元回归统计分析,得到PM10浓度计量模型:ρ=0.0314W0.8248v0.537q0.7021M0.357,该方程具有99%的置信度,且拟合的较好。经回归系数显著性检验,自变量对因变量的影响均极为显著,其显著性大小依次为:道路路面粉尘负荷、机动车车型、车速和车流量。最后采用实测值与模型计算值间的均方差对模型进行验证,结果表明该模型具有较高的可信度。     

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).     

北京市交通扬尘PM2.5排放清单及空间分布特征

为建立一种自下而上的交通扬尘PM_2.5排放清单方法,对北京市不同区域、不同类型道路的路面积尘负荷进行了采样和实验室分析,对各类路网的道路车流量和车辆类型进行了调查和统计,建立了北京市道路交通扬尘PM_2.5排放清单,并对其空间分布进行了分析. 结果表明:北京市城区快速路、主干道、次干道、支路和胡同的交通扬尘PM_2.5排放因子分别为(0.05±0.03)(0.09±0.05)(0.11±0.05)(0.16±0.14)和(0.27±0.20)g/(km·辆),相应各类型道路的交通扬尘PM_2.5排放强度分别为(7.21±4.66)(5.27±3.03)(3.34±1.49)(2.84±2.49)和(0.54±0.40)kg/(km·d);郊区高速路、国道、省道、县道、乡道和城市道路的交通扬尘PM_2.5排放因子分别为(0.10±0.03)(0.50±0.33)(0.39±0.37)(0.41±0.41)和(0.65±0.31)(0.19±0.08)g/(km·辆),各类型道路交通扬尘的PM_2.5排放强度分别为(3.82±1.31)(10.00±6.58)(3.93±3.74)(1.64±1.63)(0.65±0.31)和(0.74±0.32)kg/(km·d). 北京市道路交通扬尘PM_2.5的年排放量为13 565 t,从空间分布上看,郊区交通扬尘PM_2.5年排放量、单位道路长度排放量以及排放因子均高于市区,而城区单位行政区面积的交通扬尘PM_2.5排放量高于远郊区县. 从交通扬尘PM_2.5排放的空间分布特征看,在继续加强城区交通扬尘控制的同时,应采取措施控制远郊区县公路的扬尘排放. 自下而上的交通扬尘PM_2.5排放清单提高了排放的时空分辨率,能够识别路网中高排放的区域和路段,为交通扬尘总量管理和减排目标考核提供了一种技术手段.