北京市城市道路交通与大气污染关系探究

2015-11-27徐晨雨王晶陈跃龙

商业经济 2015年9期

徐晨雨　王晶　陈跃龙

[摘要] 北京市拥有越来越多的私家车，这对北京空气环境带来了巨大的压力。通过对北京市城市道路交通与大气污染的关系进行探究，分析北京市交通流量与交通污染的关系，并分地区收集了主干路的交通流量信息，以及SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10的浓度信息，随后对北京市各监测城区11月各空气污染物浓度进行整理并列出了表格，并且计算出了各地各污染物的污染指数和污染分担率，得出结论：发现所有监测点的SO2、CO、NO2、O3、PM10、PM2.5日均值均未超标；我们发现空气中PM10和PM2.5浓度变化明显受到交通源的影响。

[关键词] 北京：城市交通；交通流量；大气污染；关系；结论

[中图分类号] F620 [文献标识码] B

前言

随着经济的不断发展，越来越多的家庭拥有了私家车，尤其在我国首都北京，截止13年底机动车保有量甚至高达543.7万量，这给北京的空气环境带来了巨大的压力。2013年全年空气优良天数不足全年总天数的一半。机动车尾气排放是空气污染的一项重要因素，空气质量与人们的健康息息相关。北京是交通拥堵与空气污染的重灾区，有必要探讨北京城市道路交通和大气污染在时空分布下的相关关系

随着经济不断发展和人们生活水平的不断提高，机动车数量也在迅猛增长，截至2014年底，北京市机动车保有量537.1万辆，平均每3.9人拥有一辆机动车。为此，于2014年11月期间在北京市不同城区选择取样点，对各监测点SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10进行了监测，并分析了超标污染物CO与PM10的浓度与车流量的相关性，期望能通过研究分析，为有效控制空气污染、优化交通提供科学依据。

一、研究动因

随着城市发展，城市中车辆的数量不断增加，由于城市道路交通与大气污染之间有密不可分的关系，就北京市来看，自2013年起北京市经历多次严重雾霾天气。从现有研究来看，相关研究更多注重短期内大气污染物种类、浓度及时间序列与交通流量的关系，对大气污染的研究中很少有关于长时间内城市道路交通与大气污染时空分布的关系，对于北京市的PM2.5的研究更为稀少。关于城市道路交通与大气污染是现在的一个热点问题，对于无时无刻不在呼吸的人类来说，空气的地位不可撼动，很多学者专家都对空气污染问题给予较大关注。陈建华等人曾在2000年6月对北京市典型交通路口的大气颗粒物进行为期三天的监测，并研究污染特征及影响因素。结果表明机动车排放对交通路口的大气颗粒物影响和贡献很大，但是，由于城市经济的迅速发展，城市机动车数量急剧增加，机动车对于环境空气的影响备受人们关注。主要交通干道两侧区域的环境空气质量受多种因素影响，不仅与城市区域环境质量有关，与局部污染源分布有关，同时也与道路经过的车流量有关。因此，对北京市城市道路交通与大气污染是一个值得深入研究的问题方向，研究得出的结果，对于治理城市由于交通所引起的污染问题以及城市以后的交通发展具有重要意义。

二、研究方法

（一）监测点选择

为了掌握北京市交通流量与交通污染的关系。我们收集了主干路的交通流量信息，其数据来源于北京市交通发展研究中心提供的北京道路交通流量指数，检测地点分别为二环内、二环至三环、三环至四环、四环至五环。同时我们收集了北京市主要地区各空气污染物的浓度信息。数据来源于全国城市空气质量实时发布平台。我们的检测地点共有9个，分别为顺义、奥体中心、海淀区万柳、农展馆、东四、官园、古城、天坛、万寿西宫。在这些地点我们收集了SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10的浓度信息。下面为交通流量监测点位置分布图和空气污染检测点位置分布图。

（二）污染物选择

PM2.5：虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

PM10：PM10对人体的危害程度取决于颗粒物的理化性质及其来源。颗粒物成分是主要致病因子，颗粒物的浓度和暴露时间决定了颗粒物的吸入量和对机体的危害程度。

O3：在夏季，由于工业和汽车废气的影响，尤其在大城市周围和农林地区在地表臭氧会形成和聚集。地表臭氧对人体，尤其是对眼睛，呼吸道等有侵蚀和损害作用。地表臭氧也对农作物或森林有害。

CO：一氧化碳（CO）是一种对血液，与神经系统毒性很强的污染物.，空气中的一氧化碳（CO），通过呼吸系统，进入人体血液内，与血液中的血红蛋白。肌肉中的肌红蛋白。含二价铁的呼吸酶结合，形成可逆性的结合物。一氧化碳与血红蛋白的结合，不仅降低血球携带氧的能力，而且还抑制，延缓氧血红蛋白（HbO2）的解析与释放，导致机体组织因缺氧而坏死，严重者则可能危及人的生命。

NO2：氮氧化物主要损害呼吸道。吸入气体初期仅有轻微的眼及上呼吸道刺激症状，如咽部不适、干咳等。常经数小时至十几小时或更长时间潜伏期后发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征，出现胸闷、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫绀等。可并发气胸及纵隔气肿。肺水肿消退后两周左右可出现迟发性阻塞性细支气管炎。慢性作用：主要表现为神经衰弱综合征及慢性呼吸道炎症。

SO2：在大气中，二氧化硫会氧化而成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。大气中二氧化硫浓度在0.5ppm以上对人体已有潜在影响；在1～3ppm时多数人开始感到刺激；在400～500ppm时人会出现溃疡和肺水肿直至窒息死亡。二氧化硫与大气中的烟尘有协同作用。当大气中二氧化硫浓度为0.21ppm，烟尘浓度大于0.3mg/L，可使呼吸道疾病发病率增高，慢性病患者的病情迅速恶化。

（三）交通流量监测指标选择endprint

北京交通发展研究中心从2007年的北京奥运测试赛开始，部署了一套能够通过一个简单的数值为市政府和公众简单、准确地描述路网运输系统状态的监测系统。并为随后的公交改革效果评价、奥运交通运行保障、高峰交通限行措施研究和实施、缓解交通拥堵治理措施、各年度疏堵工程、“十二五”交通规划等一系列工作提供了大量数据保障。

系统采用“交通流量指数”作为衡量指标，交通流量指数是道路交通运行指数（也称道路交通拥堵指数）的简称，道路交通运行指数是综合反映道路网交通运行状况的指标。交通指数取值范围为0～10，分为五级。其中0～2，2～4，4～6，6～8，8～10分别对应“畅通”、“基本畅通”、“轻度拥堵”、“中度拥堵”、“严重拥堵”五个级别，数值越高表明交通拥堵状况越严重。

北京交通发展研究中心对于交通指数的解释如表1：

三、监测结果与分析

（一）各监测点空气污染情况

对北京市各监测城区11月监测数据处理结果见图1

（二）污染物浓度分析

从图2中各监测项目的污染指数来看，各污染物浓度平均值均未超标，分担率较为平均。SO2污染指数很低，介于0.01～0.05之间，CO污染指数在0.11～0.15，甚至能满足环境空气质量一级标准要求，NO2污染指数略高，能保证空气质量基本处于良好的评价标准，这说明在北京市二次污染的情况较轻，光化学烟雾生成量较少；PM10与PM2.5在所有监测点均属于临近超标程度，污染相对来说较为严重。在此，选取污染指数较高的两项监测项目即PM10、PM2.5，将其浓度与车流量进行简单相关分析。

（三）PM10、PM2.5浓度与交通流量相关性分析

1.选取污染指数较高的PM10，将其浓度与交通流量指数进行简单分析：

从图中可知，空气中PM10浓度变化明显受到交通源的影响。交通源产生PM10有两个因素，一个是直接排放，另一个是机动车行驶过程中加转起来的间接排放，图中可以看出，在北京市交通比较密集的区域，无论是直接排放还是间接排放，对PM10浓度的影响还是比较大的

2.选取污染指数较高的PM2.5，将其浓度与交通流量指数进行简单分析：

由图可知，空气中PM2.5浓度变化明显受到交通源的影响，图像反应了在北京市交通比较密集的区域，车流量对PM2.5浓度的影响还是比较大的，综合两张图，PM2.5和PM10相比，车流量对PM2.5的影响程度没有PM10强，但还是显示出了车流量情况与两种污染物的相关关系。

四、结论

1.所有监测点的SO2、CO、NO2、O3、PM10、PM2.5日均值均未超标，且O3的污染指数很低，介于0.05～0.16之间，能满足《环境空气质量标准》一级标准要求，说明北京市主城区基本不存在二次污染，光化学烟雾生成量甚微。

2.我们分析了PM2.5和PM10与交通流量的关系。结果显示：PM10浓度与交通量有较弱的线性相关性，随着交通量的增大，PM10浓度也呈现出升高趋势；而PM2.5浓度与车流量有较强相关性，主要是由于各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放尾气。

[参考文献]

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