冬季交通空氣污染特征分析及控制建議

張 皓

（重慶市大渡口區生態環境監測站 重慶 400084）

引言

交通污染已成為城市重要大氣污染源，機動車尾氣造成的大氣環境污染占整個城市大氣污染的60%以上，最高可達90%。[1]城市機動車尾氣排放是中國霧霾污染形成的重要因素。[2]機動車尾氣對大氣顆粒物有重要貢獻，其中的氮氧化物和揮發性有機物等亦是臭氧的重要前體物，能給人群健康帶來不利影響。[3～5]根據全市大氣污染來源解析顯示，主城區PM2.5 來源中，交通污染源貢獻率從2013 年的31%上升到2018 年的近40%。[6]機動車排放主要產生4 種污染物，分別是CO、HC、NOx、PM，是造成大氣污染的主要原因。[7][8]重慶市大渡口區新山村片區四面環道，西城大道、鋼花路、雙山路為主要進出通道，車流量大，早晚高峰擁堵導致局地污染加劇。把該片區作為主要對象，研究道路交通排放的主要污染物的污染特征和對環境的影響。

1 監測方案

1.1 點位布設

新山村片區道路眾多，根據現場調研及卡口設置信息，確定有代表性的道路交通監測點位，主要為西城大道，雙山路，鋼花路3 條道路，其中西城大道為快速干道，鋼花路和雙山路城市主干道。

1.2 監測時段

根據大氣污染的特征及開展機動車尾氣監測的情況，冬季空氣污染不易擴散，選擇冬季12 月份連續開展監測。

1.3 監測儀器

使用北京佳華智聯科技有限公司的（佳空氣Air Ball）自動監測儀器連續監測，安裝位置為道路交通監控桿桿體。顆粒物檢測方法是激光散射法，氣態污染物檢測方法是電化學/PID 傳感器測量法。

1.4 風速和風向分析

新山村片區主導風向為東東北和西西南。西城大道和鋼花路交通污染對該片區影響較大。

2 機動車流量特征分析

2.1 日流量分析

道路2020 年12 月日均車流量見圖1。日車流量西城大道：11910～13850 輛，鋼花路：8760～10250 輛，雙山路：3970～4980 輛。西城大道，鋼花路、雙山路日均流量分別為13360 輛，9490 輛，4500 輛。三條道路車流量變化不大，均呈現出周末車流量低，工作日車流量高的特點，西城大道、鋼花路、雙山路周六周日較周一至周五平均值下降分別為6.0%、4.6%和13.3%，主要是受工作日區內往外區通勤車輛較多影響。西城大道和鋼花路為車流量較大的路段，而雙山路的車流量相對較低。

圖1 新山村片區主要道路日均車流量

2.2 小時流量分析

道路小時車流量見圖2。小時車流量西城大道＞鋼花路＞雙山路，4 點～8 點，車流量隨著早高峰迅速增加，達到小時值最大值，西城大道車流量上升明顯。隨后9 點～12 點逐漸下降，在12 點～13 點降至低點。13點～18 點，車流量逐步上升，19 點出現峰值，20 點～次日4 點逐步下降，直至最低點。小時值呈現較為明顯的四峰狀態，即早中晚三個高峰，車流量大小為早＞晚＞中，加上21 點的小高峰，主要原因是受限行的管制，貨車白天禁止通行，21 點為貨車進城的高峰。

圖2 新山村片區道路小時車流量

2.3 車型分析

道路車型主要為小型客車、出租車、輕型貨車、重型貨車、公交車。車型分布比例不同，小型客車和出租車為主要車型，且小型客車＞出租車，西城大道以輕型貨車和重型貨車為主，雙山路公交車比例大于輕型貨車和重型貨車的比例，小型客車＞出租車。車型比例大小依次為，西城大道：小型客車＞出租車＞輕型貨車＞重型貨車＞公交車；鋼花路：小型客車＞出租車＞公交車＞輕型貨車＞重型貨車；雙山路：小型客車＞出租車＞輕型貨車＞公交車＞重型貨車。西城大道和雙山路小型客車和出租車的比例為80%和14%左右，但鋼花路小型客車比例為65%，出租車比例則高達26%左右。

3 道路交通環境NO2、CO 和PM2.5 濃度變化規律

3.1 NO2濃度變化規律

道路二氧化氮小時濃度變化見圖3。鋼花路NO2濃度變化大，呈現明顯波谷和波峰特征，谷值時間為6點，峰值時間分別為8 點及20 點，20 點峰值后下降幅度大。西城大道NO2谷值和峰值時間為6 點和20 點，和鋼花路一致，受夜間貨車進城影響，路段夜間通行貨車多，NO2濃度整體高于鋼花路，其他時間較為穩定。雙山路NO2濃度無明顯規律，全天呈現箱體震蕩，谷值出現23 點，峰值在早晚高峰。西城大道、鋼花路和雙山路NO2小時平均濃度為分別為51、49、50μg/m3，小時平均濃度相差不大，西城大道和鋼花路小時變化更為突出。

圖3 新山村片區道路NO2小時濃度變化

3.2 CO濃度變化規律

道路CO 小時濃度變化見圖4。西城大道和雙山路CO 濃度變化趨勢一致，呈現明顯的M 分布，早晚出現雙高峰，中午和凌晨6 點濃度最低，9 點和19 點濃度最高。鋼花路CO 濃度小時值波動范圍不大，未出現明顯的波峰波谷特征，全天保持平穩。西城大道、鋼花路和雙山路CO 小時平均濃度為分別為0.90、0.96和0.69mg/m3，西城大道、鋼花路濃度接近，雙山路濃度較低，雙山路和西城大道濃度變化較大，鋼花路濃度較雙山路高28.1%。

圖4 新山村片區道路CO小時濃度變化

3.3 PM2.5濃度變化規律

道路PM2.5 小時濃度變化見圖5。西城大道，雙山路，鋼花路的PM2.5 小時濃度呈現W 分布，在0 點出現峰值，然后持續下降谷值在8 點左右，在早高峰持續上升至12 點左右出現峰值，下午持續下降至18 點出現谷值，晚高峰18 點以后開始增加，在22:00 左右出現一個小的峰值，之后逐漸趨于平穩下降。雙山路、西城大道和鋼花路PM2.5 小時平均濃度為分別為63、60、54μg/m3，PM2.5 濃度總體上雙山路＞西城大道＞鋼花路，雙山路PM2.5 濃度比鋼花路高14.3%。

圖5 新山村片區道路PM2.5小時濃度變化

4 交通流量與污染物濃度的相關性分析

4.1 西城大道車流量及污染物濃度的關系

西城大道車流量及污染物濃度關系見圖6，車流量與CO 濃度正相關性。上下班高峰期車流量大，CO污染嚴重；中午至下午車流量減少，CO 濃度也較低。7點車流量大，CO 濃度在8 點達到峰值；18 點車流量大，CO 濃度在19 點達到峰值。CO 濃度與車流量變化稍微滯后，存在污染物累積趨勢。CO 升高和小型客車、重型貨車和微型貨車車流量增加存在正相關。PM2.5 濃度變化和機動車車流量變化無明顯相關性。在3 點～4 點車流量最低，但PM2.5 濃度位于高值；6點～7 點，車流量迅速上升，PM2.5 濃度卻變化不大；在18 點后車流量下降，PM2.5 濃度濃度較為穩定，不隨車流量變化而變化。在晚高峰期與車流量有一定的正相關性，夜間受重型貨車和輕型貨車數量迅速增加影響，PM2.5 濃度有一定的反彈。NO2濃度和機動車車流量變化和PM2.5 較為一致。

圖6 西城大道車流量及污染物濃度關系

4.2 鋼花路車流量與污染物濃度的關系

鋼花路車流量及污染物濃度關系見圖7。鋼花路CO 濃度變化和機動車車流量變化正相關，4 點車流量最低，CO 濃度6 點為低值，7 點和18 點車流量為峰值，CO 濃度9 點和20 點為峰值，CO 濃度與車流量變化稍微滯后，存在污染物累積趨勢。NO2濃度和CO 濃度變化有一致性，也存在污染物累積趨勢。NO2濃度受18 點車流量影響，濃度提升較快，峰值明顯。PM2.5 變化平緩，和車流量相關性低，在晚高峰期有一定相關性，晚高峰車流量逐漸增大，PM2.5 濃度也相應增大，晚高峰后車流量下降，PM2.5 濃度也逐漸下降。NO2和CO 與車流量正相關。交通污染對CO 和NO2濃度影響大，夜間交通污染對PM2.5 濃度有一定影響。

圖7 鋼花路車流量及污染物濃度關系

4.3 雙山路車流量與污染物濃度的關系

雙山路車流量及污染物濃度關系見圖8。CO 濃度和車流量變化保持一致，5 點車流量最低，6 點CO 濃度最低，8 點車流量為峰值，9 點CO 濃度為峰值，9 點到12 點，車流量明顯下降，但CO 濃度保持穩定，白天存在其他CO 污染源影響。18 點車流量為第二個峰值，CO 濃度19 點為峰值，和西城大道、鋼花路一樣，雙山路CO 濃度與車流量變化稍微滯后，存在污染物累積趨勢。雙山路NO2、PM2.5 濃度與車流量相關性不明顯。NO2全天保持平穩狀態，隨車流量變化不大，全天呈現箱體震蕩，在21 點貨車集中進城后，NO2濃度反而下降。交通污染對CO 影響大，對NO2影響不大，晚高峰期交通污染對PM2.5 影響大。

圖8 雙山路車流量及污染物濃度關系

5 結論

（1）西城大道，鋼花路、雙山路日均流量分別為13360 輛，9490 輛，4500 輛，主要車型均為小型客車和出租車。

（2）西城大道，鋼花路、雙山路PM2.5 小時濃度走勢相同，且均呈現W 分布，早晚出現峰值。車流量相對小的雙山路PM2.5 濃度值處于較高狀態，交通污染對PM2.5 貢獻值較小。

（3）西城大道：CO 濃度與車流量正相關性強，NO2和PM2.5 濃度變化平穩。鋼花路：CO 濃度和車流量的相關性不強，NO2和PM2.5 與車流量有一定的正相關性。雙山路：CO 濃度與車流量正相關強，PM2.5 濃度與車流量相關性不明顯，NO2濃度與車流量相關性不強。

（4）污染物與車流量相關性，西城大道：CO＞NO2＞PM2.5，鋼花路：NO2＞CO＞PM2.5，雙山路：CO＞NO2＞PM2.5。

結語

（1）西城大道、鋼花路NO2和PM2.5 受交通污染影響大，有必要加強在用車排污的監督管理，在空氣污染應對條件下可考慮實施路段高排放車輛禁行限行、冬季車輛繞行分流等工作，嚴格控制夜間高排放車輛的數量。[9]

（2）雙山路CO 存在其他污染源影響，需要進一步加強片區大氣污染源的排查和控制。

（3）三條道路輕型貨車和重型貨車均有一定占比，需要加強輕型貨車、重型貨車等高排放車輛路檢路查和聯合執法，嚴厲打擊冒黑煙車和不達標車輛上路行駛違法行為，督促不達標車輛維護治理，降低機動車污染排放。

（4）新山村片區交通污染均較為突出，需要進一步優化改片區紅綠燈設置，提高通行效率，加大違法停車查處力度，降低機動車擁堵。