关中城市群道路交通扬尘排放清单及特征分析

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近年来,以颗粒物污染为特征的灰霾天气在我国北方城市频繁发生,一些城市大气颗粒物源解析结果表明,扬尘源是城市颗粒物污染的主要来源之一。随着城市路网的扩展和机动车保有量的持续增加,由交通活动引起的道路扬尘成为扬尘源中的主要组成部分,是城市群大气颗粒物的重要来源,不仅降低城市空气质量,而且影响人们的日常生活,危害人们的身体健康。因此,开展道路交通扬尘排放特征研究并建立排放清单,可为城市扬尘污染管控及大气颗粒物污染治理提供参考及数据支持。本文采用真空吸尘法及快速检测法分别对关中城市群中西安市和渭南市的道路积尘负荷进行了现场检测,采用美国环保署推荐的AP-42模型,结合关中各城市不同类型道路上的车流量、车型分布、平均车重、道路长度及降水天数等本地化参数,以2018年为基准年估算关中城市群道路交通扬尘PM2.5、PM10和TSP年排放量,并分析了其排放特征、时间及空间分布特征、对路域环境颗粒物的影响以及在关中重污染期间启动不同级别应急措施的控尘效果等。根据研究结果,提出改善关中城市群道路控尘措施的建议。主要研究结论如下:(1)关中城市群各类型道路平均积尘负荷范围为0.05~2.13g/m2,其中对渭南市不同功能区周边道路积尘负荷分析可知,渣土车行驶道路的积尘负荷均值(1.77g/m2)高出城市道路整体积尘负荷平均值(1.12g/m2)的58.04%。关中各类型道路交通扬尘颗粒物中PM2.5、PM10和TSP的排放因子分别在0.03~0.44、0.13~1.83和0.66~9.53 g/(km·辆)之间;排放强度分别在0.37~24.86、1.55~102.76和8.07~535.33 kg/(km·d)之间。(2)关中城市群2018年道路交通扬尘中PM2.5、PM10和TSP的年排放总量分别为6.42、26.52和138.15万吨。其排放量城市分担率由高到底依次为:西安市(占57.90%)、渭南市(占14.87%)、咸阳市(占14.02%)、宝鸡市(占12.28%)及铜川市(占0.93%)。各路型排放分担率中,支路和次干道的扬尘排放占比相对较大(分别为21.85%和21.14%),县乡道、国道、省道、主干道和高速排放占比分别为19.19%、18.33%、9.4%、6.02%和3.32%,环路排放占比最小(0.75%)。不同车型分担率中,小客占比为57.55%、大客占24.61%、重货占8.09%、中货占4.78%、轻货占2.24%、低速汽车占1.61%、中客占1%,摩托车的排放分担率最小,仅占0.11%。(3)关中城市群路域环境PM2.5和PM10的总排放中,道路交通扬尘排放占比分别为93.87%和96.96%,机动车尾气排放占比分别为5.32%和1.46%,磨损排放占比分别为0.81%和1.58%,其中磨损排放80%以上来自于刹车片磨损。(4)以西安市为例对重污染期间启动的不同级别减排措施的控尘效果进行评估可知,启动Ⅲ级应急措施期间颗粒物削减率在22.75%~51.18%之间,Ⅱ级削减率在23.64%~81.54%之间,I级削减率在58.36%~90.08%之间,且颗粒物粒径越大,削减效率越高。Ⅱ、Ⅲ级减排措施对县乡道及高速的抑尘效果较好,I级应急减排措施对各路型的减排效率均很高,约是Ⅱ、Ⅲ级的2~3倍。
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