广东某城市道路扬尘排放系数及排放量研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 广东某城市道路扬尘排放系数及排 放量研究 摘要：指出了中国城市地区的大 气颗粒物污染问题已经十分严重，而道 路扬尘是颗粒物污染的主要来源之一， 排放系数及排放量的研究是进行环境影 响分析、控制方案制定的基础。以广东 某城市为研究区域，对其典型道路扬尘 尘负荷进行了采样分析，共采集扬尘样 品 30 个，通过对样品的分析，获得该 地区各级道路的尘负荷水平，结果表明： 该地区不同等级道路的尘负荷值分别为： 快速路 1.12 g/m2、主干道 1.30 g/m2、 次干道 1.39 g/m2、支路 1.74 g/m2；通 过调研和收集该城市道路扬尘排放的相 关数据，结合已计算得出的道路尘负荷 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 数据，估算了该地区道路扬尘的排放系 数，结果显示：不同等级道路扬尘 TSP、 PM10 及 PM2.5 的平均排放系数 分别为 9.09 g/VKT、1.74 g/VKT 和 0.42 g/VKT；采用排放系数法计算得出 了该城市道路扬尘颗粒物排放量， TSP、 PM10 及 PM2.5 的排放量分别为 44614.27 t、8563.73 t、2071.87 t。 中国论文网 /7/view-12990120.htm 关键词：道路扬尘；排放系数； 排放量 中图分类号：X513 文献标识码：A 文章编号： 16749944（2017）16000104 1 引言 随着广东省各城市机动车保有量 不断增加，道路建设工程的不断加快， 道路扬尘问题不容忽视。道路扬尘是一 种复合的扬尘源类，其来源多且复杂， 主要的来源包括机动车尾气尘、道路积 尘再扬起、车辆带泥、装载过量撒落、 道路建设施工、道路周边裸土、未经及 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 时洒水的降尘等等。此外，道路扬尘还 会在风力等作用下重新进入到大气中， 再次形成大气颗粒物1。截至目前， 道路扬尘的控制已经成为环境空气颗粒 物污染防控重点及难点。 在道路扬尘污染的研究领域中， 美国学者已经开展了大量的研究工作， 如 TRAKER 法2 、Upwind- downwind 法3 等，此外美国环保 署（US EPA）推荐了标准的 AP-42 方 法1 ，专门用于空气污染物排放系 数计算。而目前国内对道路扬尘排放的 研究主要集中在大城市地区，如北京、 呼和浩特、济南、长三角及珠三角等 4-10，而针对其他道路扬尘污染 更加严重的欠发达的中小型城市研究还 比较缺乏。 由于道路扬尘对本地空气质量的 影响不容忽视，各地政府及环保部门都 已经开始着手对道路扬尘的污染治理工 作，但由于不同地区的地理位置、气候、 车流量及道路保洁程度等因素的不同， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 道路扬尘的排放系数可能具有较大的差 异性，因此，直接借鉴其他地区经验并 计算出的排放量可能会导致较大的误差， 进而导致难以制定出科学合理的控制措 施。为此，笔者通过对广东某中小型城 市不同等级道路进行扬尘样品采集，以 本地区采样、分析数据为基础，并利用 排放系数法估算该城市道路扬尘排放量， 为南方欠发达城市计算道路扬尘排放量 以及制定控制方案提供科学依据。 2 研究方法 2.1 研究对象 以快速路、主干道、次干道及支 路 4 种道路类型为研究对象，道路扬尘 颗粒物分为 TSP、PM10 和 PM2.53 种 类型。 2.2 道路扬尘排放系数估算方法 采用 AP-42 方法体系对道路扬尘 的排放系数进行估算，具体公式为： Eij=kjsL0.91（Wi）1.02（1- P/4N） （1） 式（1）中，Eij 为第 i 种道路第 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 j 种道路扬尘颗粒物的排放系数 （g/VKT，即每辆车行驶 1 km 扬起的 颗粒物排放量） ；kj 为第 j 种扬尘颗粒 物的粒度乘数（g/VKT） ；sL 为道路扬 尘尘负荷值（g/m2） ，即单位面积道路 扬尘颗粒物重量；Wi 为第 i 种道路的平 均车重（t） ；P 为一年内降水量大于 0.25 mm 的天数；N 为全年天数。 2.3 道路扬尘排放量估算方法 研究采用排放系数法估算该城市 道路扬尘的排放量，估算公式为： Qj=243651000ni=1EijLiVi （2） 式（2）中，Qj 为各等级道路第 j 种扬尘颗粒物的排放量（kg） ；n 为道 路的等级数量；Eij 为第 i 种道路上第 j 种扬尘颗粒物排放系数（g/VKT） ；Li 为研究区域内第 i 种等级道路的总长度 （km） ；Vi 为第 i 种等级道路的日平均 车流量（辆/h） 。 2.4 模型参数 2.4.1 粒度乘数 k -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 研究采用美国 EPA 运用大量的 现场实验和重复分析计算得出的数据， 计算道路扬尘中 TSP、PM10、PM2.5 时粒度乘数分别取 3.23、0.62、0.15。 2.4.2 道路尘负荷 sL 研究采集了该城市各等级道路典 型路段道路扬尘样品，并进行实验室分 析，通过公式计算得出各等级道路尘负 荷： sL=W-（W20-M20）-（W100- M100）- （W200-M200 ） S （3） 式（3）中，W 为扬尘样品质量 （g） ；M20、M100 和 M200 分别为 20 目、100 目和 200 目标准筛净重（g） ； W20、W100 和 W200 分别为过筛后 20 目、100 目和 200 目筛及筛上物重量之 和（g） ；S 为采样面积（m2） 。 2.4.3 平均车重 Wi 通过各等级道路全部车辆的平均 重量，公式为： Wi=ni=1WijKij（4） 式（4）中，Kij榈 i 种等级道 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 路上第 j 种车型的车辆比例；Wij 为第 i 种等级道路上第 j 种车型的重量（t） 。 由于车流量和各车型等相关数据 较难获取，考虑到该城市不同等级道路 车组成和流量与珠三角地区具有相似性， 故参考珠三角地区平均车重数据 10 ，如表 1 所示。 2.4.4 各等级道路长度 本研究通过查阅该城市统计年鉴 等资料，收集到各等级道路长度信息， 如表 2 所示。 2.4.5 不同等级道路的车流量 本研究通过对采样监测道路的车流量信 息观测，并结合对相关部门调研，获取 该城市各等级道路的车流量信息数据 （见表 3） 。 3 道路尘负荷研究 3.1 样品采集 本研究采用 AP-42 中相关采样方 法的规定1 ，使用吸尘器采集道路 路面的扬尘样品，根据采样路段的长度 来确定采样点的数量和位置，在每条监 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 测道路上布设 13 个采样点，各个采 样点之间间隔约 800 m。结合采样路段 的扬尘积尘量来确定采样面积，采样区 域为矩形，用胶带标记好后开始采样。 采用发电机提供电力，利用吸尘器吸取 一定面积的道路扬尘样品，吸尘面积视 道路路面积尘量而定，吸尘后将样品密 封并贴好标签，放入密封袋中。采样同 时，记录采样面积、车流情况、地理位 置以及风速、温度、湿度等相关气象数 据信息。研究中选取了 4 类不同等级典 型道路，对该城市道路进行了道路扬尘 样品采集，共采集数量为 30 个。 3.2 实验室处理 为估算道路尘负荷，将采集的道 路扬尘样品烘干后，进行称重；清洁并 分别称重 20 目、100 目、200 目标准筛， 将烘干后的样品放置于标准筛上并进行 过筛，称量并记录过筛后的各标准筛及 筛上物的重量。 4 结果与讨论 4.1 各等级道路尘负荷 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 基于扬尘样品的分析结果，通过 公式（3）估算得到该城市不同等级道 路尘负荷，如表 4 所示。 该城市不同等级道路的平均尘负 荷为 1.31 g/m2，大于珠三角地区道路 的平均尘负荷值 1.23 g/m2 10 ， 但小于北京地区的尘负荷值。主要是由 于珠三角地区扬尘治理措施较本研究城 市先进，道路清扫频次相对较高，而北 京地区的降尘量相对较大4，且该 城市处于沿海地区，空气湿度大，降雨 频率较高，使得其道路尘负荷值比北方 地区小。 从表 4 可知，该城市各等级道路 尘负荷值大小顺序为：支路次干道主 干道快速路，主要是因为快速路由于 车流量相对较大，容易将道路扬尘扬起， 使得其路面尘负荷相对较小，而支路车 流量相对较小，则尘负荷较大。 从表 5 可知，该城市不同等级道 路的道路尘负荷水平与珠三角及济南市 较为接近，远小于印度坎普尔的道路尘 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 负荷值，说明不同地区道路尘负荷水平 可能存在较大的差异，与研究区域所处 的地理环境、交通状况密切相关，不同 城市及地区的道路尘负荷值具有显著性 差异。 4.2 道路扬尘排放系数 基于本研究实验测量得到的道路 尘负荷，结合该地区车流量等相关信息， 运用公式（1）估算得到该城市不同等 级道路的扬尘排放系数，如表 6 所示。 从表 6 可知，主干道的扬尘排放 系数最小，其次是次干道，支路的扬尘 排放系数最大。结合数据分析可知， 车流量越大，道路扬尘尘负荷值越小， 排放系数也越小。该地区道路扬尘 TSP、 PM10 和 PM2.5 的平均排放系数 分别为 9.09 g/VKT、1.74 g/VKT 和 0.42 g/VKT。 对不同城市的道路扬尘 PM10 排 放系数对比分析，如表 7 所示。该城市 道路扬尘 PM10 排放系数比珠三角地区 高，较济南市和呼和浩特市稍低，远低 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 于印度坎普尔，说明不同地区的道路扬 尘排放系数差异较大，可能和各地区的 地理环境、道路路况、车流量及道路清 洁频次等因素均有密切关系。 4.3 道路扬尘排放量 结合该城市各等级道路的平均车 流量长度和道路长度等数据信息，以及 4.2 中计算得出的道路扬尘排放系数， 利用公式（2）得出样本城市各等级道 路的扬尘排放量，如表 8 所示。 从表 8 可知，研究的样本城市各 级道路扬尘源 PM10 和 PM2.5 的排放量 分别为 8563.73 t 和 2071.87 t，其中次 干道排放量最大，其次是快速路，排放 量最小的是支路，主要的原因可能是次 干道的道路总长度最长，所以扬尘总排 放量相对较高。 2017 年 8 月绿色科技第 16 期 5 结论 （1）广东某城市不同等级道路 的尘负荷值分别为：快速路 1.12 g/m2、主干道 1.30 g/m2、次干道 1.39 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 g/m2、支路 1.74 g/m2。 （2）该城市不同等级道路扬尘 TSP、 PM10、及