（环境科学专业论文）南昌市区路面沉积物污染分布及评价.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t u r b a nr o a ds u r f a c es e d i m e n ti sa ni m p o r t a n tc o n t r i b u t o rt oc i t ye n v i r o n m e n t p o l l u t i o n , a sw e l la st h ec a r r i e ro fa l lk i n d so fe n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o ns u b s t a n c e s i t h a st h ee f f e c t so fm e d i a , d i r e c t i o n , t r a n s m i s s i o n , i n i t i a t i o ni nu r b a ne n v i r o n m e n t a l d i s a s t e r s ，b u tt h ec u r r e n tu r b a ne n v i r o n m e n t o l o g ys t u d yo fu r b a ne n v i r o n m e n t a l s u r f a c es e d i m e n ta r el e s sc o n c e r n e d ，a n dt h es t u d yr e l a t e dt oi t ss o u r c e ，d i s t r i b u t i o n , e v a l u a t i o na n dp o l l u t i o no nh u m a nh e a l t hr i s k sf a i l st oc a u s es u f f i c i e n ta t t e n t i o n c o m p a r e d 、析t l lt h eu r b a ns o i l t h eu r b a ns u r f a c es e d i m e n ti sa ne n v i r o n m e n t a lm e d i a 、i t l lc o m p l e xm a t e r i a lc o m p o s i t i o na n ds o u r c e ，d u et ot h ei m p a c t so fh u m a na c t i v i t i e s ， s u c ha sa u t o m o b i l et r a n s p o r t a t i o n ，i n d u s t r i a lp r o d u c t i o na n du r b a nc o n s t r u c t i o na n d s oo n ，u r b a nr o a ds u r f a c es e d i m e n ta c c u m u l a t e sal a r g ea m o u n to fh e a v ym e t a l sa n d p o l y c y c l i ea r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，w h i c hi sa ni m p o r t a n ts o u r c eo fu r b a nd u s t p o l l u t i o n u n d e rt h ei n f l u e n c eo ft r a f f i ct r a n s p o r t a t i o n ，i n d u s t r i a lp r o d u c t i o na n du r b a n c o n s t r u c t i o n ，u r b a nr o a ds e d i m e n ta c c u m u l a t e sal a r g em a s so fh e a v ym e t a l sa n d p a h sa n dh a sb e c o m ea ni m p o r t a n ts o u r c eo fu r b a ne n v i r o n m e n t a ld u s tp o l l u t i o n c r ，c d ，p b ，z n ，h g ，n i ，c u ，f e ，m na n d p a h sc o n t a i n e di nr o a ds e d i m e n ta l o n g t h em a j o rt r a f f i cr o a d sa r ed e t e r m i n e da n da n a l y z e da n dc o m p a r e d 、i t l lr e l e v a n ta r e a s i ti sa ni n i t i a lt r i a lt os t u d yt h e “l i n e a rp o l l u t i o n i nr o a ds e d i m e n ta l o n gt h em a j o r t r a f f i ci nn a n c h a n g a n a l y s i so fc o r r e l a t i o na n dp r i n c i p a lc o m p o n e n t sa r eu s e dt o e x p l o r et h es o u r c e so fh e a v ym e t a l sa n dp a h si ns t u d i e da r e a s f r o mt h ep r i m a r y j u d g m e n t ，p ba n dz na r em a i n l yr e s u l t e df r o mt r a f f i c ；c u , c da n dn ia r em a i n l y g e n e r a t e df r o mm e c h a n i c a lw a s t a g e ；c ri sp o s s i b l yf o r m u l a t e df r o mt h ew e a t h e r i n go f s o i l ；h gh a sal o w e rc o n t e n ti nr o a ds e d i m e n ta l o n gt h em a j o rt r a f f l c p a h si sp o s s i b l y r e s u l t e df r o mb u n k e r s ，f u e l ，a n t i - f r i c t i o np a v e m e n tc o n c r e t e ，o f f g a so fa u t o m o b i l e ， p n e u m a t i c s b yu s i n gt h em e t h o do fg e o a c c u m u l a t i o ni n d e xa n dp o t e n t i a le c o l o g i c a l r i s ki n d e xt oa c c e s st h eh e a v ym e t a lp o l l u t i o ni nr o a ds e d i m e n to fn a n c h a n g ，t h e r e s u l t ss h o wt h a tc d 、p b 、z na n dc ua r ea l lm o d e r a t ep o l l u t i o n , c ri sa tp a r t i a l m o d e r a t ep o l l u t i o nl e v e l ，a n dn ii sa t s l i g h tp o l l u t i o nl e v e l w 1 l i l et h ep o t e n t i a l a b s t r a c t e c o l o g i c a lr i s ko fc di nr o a ds e d i m e n ta l o n gt h em a j o rt r a f f i ci s a th e a v ym e t a l p o l l u t i o nl e v e l ，t h ep o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ko fe a c hr o a dh a st h es a m er e g u l a r i t ya s t h ew h o l e a c c o r d i n gt ot h eb i o l o g i ct h r e s h o l dv a l u ea s s e s s ，m er e s u l t sd e m o n s t r a t e t h a tc o n c e n t r a t i o no fp a h si nr o a ds e d i m e n ta l o n gt h em a j o rt r a f f i ci nn a n c h a n gi s b e l o wt h ei n d e xe r ma n dm o s to ft h es a m p l e sa l eu n d e re r l h o w e v e r , t h e r ei sa k i n do fp a h sg o i n gb e y o n dt h ei n d e xe r lw h i c hm e a n sm a ds e d i m e n th a st h e p o t e n t i a li n f l u e n c eo no r g a n i s m s b e s i d e st h es t u d yo fr o a ds u r f a c es e d i m e n td i s t r i b u t i o n ，c o n t e n ta n de v a l u a t i o n m e t h o d s ，t h et h e s i sc o m b i n e s 嘶t i lt h e f r o n ti n f o r m a t i o na b r o a da n da th o m e ， d i s c u s s e sh o wt oa l l e v i a t er o a ds u r f a c es e d i m e n tc a u s e db yr o a dt r a n s p o r t a t i o n t h r o u g hv a r i o u se f f e c t i v em e a s u r e s ，a n dp r o v i d e sr e a s o n a b l ep r o p o s a l sf o rd e v e l o p i n g g r e e nt r a f f i ca n ds u p p l ye f f e c t i v es c i e n t i f i cb a s i ci n f o r m a t i o na n db a s i sf o ru r b a n p l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t k e yw o r d s ：r o a ds e d i m e n t t h e h e a v ym e t a l p a h sb i o l o i c a lc h a r a c t e r d i s r i b u t i o n o fp o l l u t i o n i i i 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特, j j n 以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得直昌太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名( 手写) ：禹莹签字日期：子年石月2 罗日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解直昌太堂有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权直昌太堂可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究 所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向 社会公众提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：高盔 签字日期：瑚年矽日 导师虢獒彳 签字日期：矽斛乡月矽日 第1 章引言 第1 章引言 1 1 概述 近十几年代以来，南昌集聚了巨大财力、物力、人力投入城市基础设施的 建设，相继建成了一大批基础设施工程项目，使得南昌城市面貌焕然一新，但 是随着近代工业蓬勃兴起、交通运输迅速发展、人口急剧增加、城市规模不断 扩大、南昌环境尘污染由产生而逐渐严重，由城市路面沉积物造成的尘污染不 但增加了城市环境中重金属及有机物的污染负荷，而且对人体健康也构成威胁。 城市路面沉积物主要来源于工业生产、建筑活动、交通运输等人类活动。 将城市路面沉积物作为一个重要潜在污染源的研究已逐渐引起了国内外学者广 泛关注。 因此本研究对南昌市区交通干线路面沉积物展开分析，通过以南昌市区交 通干道路面为对象，选取交通干道沿线十八个点采集路面沉积物作为样品，分 析样品的理化性质、重金属c r 、c d 、p b 、z n 、h g 、n i 、c u 、m n 和p a h s 含量 水平、分布特征、来源判析，并对重金属和多环芳烃分别进行污染评价，对研 究区域路面沉积物中重金属和多环芳烃的来源进行了探讨。 1 2 国内外相关研究。 1 2 1 城市路面沉积物的概念及污染特征 城市路面沉积物俗称城市灰尘，它是指粒径小于2 0 目分散于城市不同区域 ( 位置、功能区) 的地表固体颗粒物，其污染物来源如表1 1 所示。路面沉积物 污染是一种立体复合型污染如图1 1 所示，具有“点、线、面 综合污染，且持 久性、偶然性、潜在性的特点。在外力“风 、“人流车流、“卫生清洁、 “城市建筑 等影响下，形成以“风 为重要动力源的大面积、高强度、多位 置城市路面沉积物面型污染；形成以“人流车流”为一动力源，形成在城市交 通枢纽区和繁华商业区沿街道、沿交通线、沿人流分布发生城市路面沉积物线 型污染；形成由城市环境卫生清洁中的扬尘和城市建筑中的尘土造成的突发性 城市路面沉积物点污染【l 】。 第1 章引言 表1 1 路面沉积物中污染物来源 t a b l e1 1t h eo r g i no fp p i l u t i o nf r o mt h er o a ds e d i m e n t 来源燃料、 污染物 制动器 轮胎 车体混凝土路面 沥青路面杂物 润滑油 c d、， c r c u、， f e p b、， n i v ( 钒) z n、，、， 氯化物 、， 有机固体 无机固体 、， p a h s 、， ( 多环芳烃) 酚 l 大气颗粒物l。1 人体 l r 1 一 届雨, j j 水冲入- 河流 水生生物 图1 1 路面沉积物在城市环境中的空间媒介作用 f i g u r e l 1t h ei n t e r m e d i u mf u n c t i o no f r o a ds e d i m e n ti nt h ee n v i r o n m e n t 1 2 2 城市路面沉积物的研究背景 在现代社会的发展过程中，资源、人口、经济发展和环境之间的相互依存、 相互影响的关系日益明显。大工业的产生和发展，在促使社会的进步和提高人 2 第1 章引言 们生活水平的同时也排放出大量有害物质，造成环境污染，并且日趋严重。城 市发展的历史证明，城市一方面是人类作用于环境最深刻、最集中的区域；另 一方面，也是人类社会中环境污染最严重的区域。2 l 世纪，人口、资源、环境 关系的研究成为主题。随着世界人口的增长和城市化进程的加剧，与城市土地 利用、资源开发、废物处置、环境保护和灾害防治等有关的地质问题日益严重， 直接影响和制约着人类社会经济的可持续发展【2 】。城市是人类活动与自然环境相 互作用的典型区域，是人类活动最强烈的区域。我国城市化水平目前在3 4 左 右，今后2 0 年将以每年增加一个百分点的速度上升【3 】。快速发展的城市化过程 中，出现了诸多区域生态环境问题。 城市路面沉积物来源于许多污染物质，固态废物碎屑( 城市垃圾、动物粪 便、城市建筑施工场地堆放物) 、化学药品( 草坪施用的化肥农药) 、空气沉 降物和车辆排放物等【4 l 。因此城市路面沉积物是城市环境污染的一个重要贡献 者，也是各类环境污染物质的载体，在城市环境灾害发生中具有传媒、导向、 传递、引发等作用，但有关城市路面沉积物污染物的来源、分布、迁移转化、 污染效应及对人体健康风险等方面的研究未能引起足够重视。 1 2 3 城市路面沉积物相关研究 国内对于城市街道路面沉积物主要侧重于路面沉积物对大气颗粒物的贡献 率以及防尘措施的研究，对于粒径组成、毒性以及街道路面沉积物中重金属的 分布特征、赋存形态及其环境效应的研究也有了一定的进展。 在城市路面沉积物的迁移循环过程方面，韩永明【5 l 等人研究表明广布于城市 表面的沉积物在风、雨水及重力的作用下，与大气颗粒物相互转化，成为城市 系统的一大污染源。在人工和自然作用下，城市路面沉积物颗粒物又被搬运出 城市，构成了城市沉积物循环如图1 2 所示。城市路面沉积物物质总体相对保持 平衡。 王金达【6 】等( 2 0 0 3 ) 对沈阳市城市土壤和路面沉积物中铅的分布特征的研 究结果表明：沈阳市区路面沉积物中铅浓度的平均含量为2 2 0 6 0 m g k g ，范围为 1 9 8 5 - 2 8 0 9 9 0 m g k g ，高于土壤铅的平均含量1 9 9 7 2 m g k g 工业区路面沉积物 铅的含量远远高于商业区等其它功能区。杜佩轩 7 1 等( 2 0 0 2 ) 研究了西安市城市 路面沉积物的粒径组成，发现灰尘粒径基本都小于l m m ，很容易在外动力作用 下扬起、沉降、扬起、沉降往复交替循环，形成大气颗粒污染物，对人体和环 3 第1 章引言 境造成严重危害。 图1 2 城市路面沉积物迁移循环 f i g u r e1 2t h et r a n s p o r ta n dc i r c u l a t i o no fu r b a nd u s t 而在路面沉积物中有机物污染这方面，目前为止，国内祁士华等人研究表 明：澳门降尘与气溶胶中的优控多环芳烃分布存在差异，气溶胶显示贫2 个苯 环和3 个苯环p a h s 的特征，降尘显示富4 个苯环p a h s 的特征；茂名、吴水平 等人研究结果表明：天津采暖期和非采暖期的降尘样品p a h s 总含量差别不大， 大部分样点采暖期降尘中高环p a h s 贡献相对较大，非采暖期样品中p a h s 化合 物间相关性不如采暖期显著，污染来源分析还表明无论是采暖期还是非采暖期， 降尘中p a h s 主要都是来源于燃煤，地区差异性非常大；陈丽旋等人研究表明： 广州商业区、交通主干道和工业区等道路灰尘中p a i l s 含量较高；任宇研究讨论 了上海降尘中多环芳烃的时空分布和多环芳烃的来源解析。 与国内相比较，其他国家和地区在城市路面沉积物，特别是城市街道路面 沉积物领域的研究起步更早、研究更深、领域更宽。尤其对城市沉积物中重金 属的循环迁移过程、含量水平和空间分布特征、赋存形态及其生物有效性、来 源判析以及风险评价等方面均有一定的研究，同时城市沉积物研究的领域多涉 及到街道灰尘、家庭灰尘、轮胎灰尘、土壤灰尘以及高速公路沿线灰尘等诸多 方面。 城市街道路面沉积物中重金属的空间分布特征主要分为两类，一个是“线 4 第1 章引言 型的研究对象 主要是一条或几条交通要道或高速公路路面沉积物中重金属的 沿程分布；另一个是“面型的”或“区域型的，研究对象主要是一个特定的 区域，按照不同的功能类型划分为工业区、居住区和交通要道等进行对比研究 或仅就单一功能区进行研究，空间插值法( 如克里格插值法) 的广泛应用能更 好更直观的表现路面沉积物重金属的空间分布特征。两者是密切关联的， “线 性的 研究离不开与其所处的区域特征相结合，“面型的的研究要以“线性 的 特征来体现。a i c h a l a b i & h a w k e r ( 1 9 9 7 ) i s 】研究了澳大利亚布里斯班市区 三条主要交通干道上大气、降尘和路面沉积物中重金属p b 的含量，分析发现路 面沉积物对大气中颗粒态铅有吸附作用，从而导致大气颗粒态铅的减少。n a i m 9 1 等( 2 0 0 3 ) 研究了伊斯坦布尔e 5 高速公路从p k a p i 到a v c i l a r 之间长达1 8 k m 的路段上路面沉积物中重金属含量，发现路面沉积物中重金属含量均高于该地 区典型土壤中重金属的最大含量，明显存在着重金属污染。a i r a j h i t m j 等( 1 9 9 8 ) 研究了沙特阿拉伯r i y a d h 市不同功能区( 主要分为市区、郊区、乡村、老工业 区、新工业区和交通要道等六种类型) 路面沉积物中重金属c d 、c r 、c u 、l i 、 n i 、p b 和z n 的含量，发现老工业区灰尘中各重金属的含量较高，交通干道路面 沉积物中p b 含量明显较高，路面沉积物中重金属主要来源于汽车尾气排放】。 l i x i t 2 】等( 2 0 0 1 ) 研究了香港城市土壤和路面沉积物中重金属的污染状况，发 现路面沉积物中含有较高的z n ，尤其是在交通要道上，z n 的平均含量高达 1 4 5 0 m g k g 。c h a r l e s w o r t h 1 3 】等( 2 0 0 3 ) 采用空间插值法绘出b i r m i n g h a m 市和 c o v e n t r y 镇街道灰尘中重金属的空间分布图，发现位于环线以内以及 b i r m i n g h a m 市西北方向工业区中街道灰尘重金属含量明显高于其它地区，红绿 灯交通路口处街道灰尘中重金属含量较高【1 4 1 。还有研究结果表明( a n j u ， 2 0 0 3 ；d r o p p oe ta 1 ，1 9 9 8 ；l ix e ta 1 ，1 9 9 8 ) 【”】：路面沉积物中重金属c d 、c u 、 z n 和p b 的生物有效性的顺序分别为：c d z n 望p b c u 1 6 。 目前国外针对对路面沉积物中p a h s 研究主要集中在室内灰尘( s h d ) 的致 癌危害方面。在r o b e , sj w ，m i c h a e lg r ，g u y l y nr w 1 7 j 等人研究中指出暴露于 s h d 中有毒污染物多环芳烃( p a h s ) 也能从路面沉积物中测到，并且这些物质 可能引起更多的健康关注。p a h s 广泛存在于室内外环境中，这类化合物大多都 是致癌物或者可能致癌物。在r o b e r t sj w ，b u d dw t ，r u b ym g ，e ta 1 b s 的调查中 表明人们暴露于基本污染物下，固定的室内灰尘( s h d ) 可能是一个主要的室 内暴露源。在室内暴露于这样的污染物下，会造成多种健康效应，包括过敏和 5 第1 章引言 免疫系统效应，呼吸效应，心血管和神经系统效应，皮肤和黏膜的干燥效应和 癌症等。尤其应该关注儿童暴露于灰尘和与其相关污染物的可能情况尤，因为 他们会在地板上玩耍，或者爬行，把从脏地板或者地毯上拿到的东西放到嘴里 1 1 9 - 2 4 。因此针对路面沉积物中p a h s 危害性的研究应引起关注。 1 3 本研究目的意义及内容 1 3 1 研究目的与意义 作为城市环境学研究对象之一，城市路面沉积物污染和城市大气污染、水 污染、噪声污染、城市热岛、光化学烟雾等构成不同类型的城市环境灾害。城 市路面沉积物对生态系统的破坏是隐蔽的、潜在的、长期的，它对人体的危害 则是直接的，有时甚至是致命的【2 5 j 。 城市路面沉积物中的细颗粒成分复杂，其主要化学成分可分为可溶性成分 ( 大多数无机离) 、有机成分、微量元素、碳元素等四大类【2 6 】。在城市交通干 道路面沉积物中富集重金属如c r 、c d 、p b 、z n 、h g 、n i 、c u 、m n 及有机物如 p a h s ，这些重金属及有机物颗粒物来源于车辆排放的尾气，轮胎、机械的磨损。 这些颗粒物一部分会直接分散在大气当中，形成总悬浮颗粒物( t s p ) 从而使大 气环境恶化，并且直接威胁到人体健康。另一部分则由于自身的比重和大气的 条件的变化会沉降在交通干道附近的地表，主要包括直接沉降在地面、沉降在 沿线绿地土壤中以及土壤上生长的植物叶片表面，而部分绿地表层土壤及其表 面沉降颗粒物和植物叶片表面附着的沉降颗粒物则会在外力( 主要是风力) 的 作用下进入到路面，与直接沉降的颗粒物以及其他的垃圾颗粒物共同形成街道 灰尘，这些街道灰尘颗粒由于交通干道沿线高速、密集的机动车辆的碾磨作用， 逐渐细化，在车流产生的风力作用下会再一次形成扬尘，部分悬浮在大气当中， 从而形成二次污染【2 7 。3 0 1 。 大气颗粒物是表征大气环境的一个重要指标，对人体健康状况有着不可忽 视的影响，而路面沉积物是大气颗粒物贡献来源之一1 3 1 】，同时由于交通干道密 集的行人和沿线两边分布的居民小区，使得对交通干道路面沉积物重金属的研 究具有重要现实意义。 6 第1 章引言 1 3 2 研究工作内容 本研究主要是以南昌市区交通干道的路面沉积物为对象，通过分析试验区 域城市灰尘的物理性状和化学性质来着重揭示南昌市区路面沉积物中重金属和 p a h s 的污染状况。 本研究设计首先以南昌市区八一大道、广场南路、站前路、井冈山大道、 爱国路、阳明路、胜利路、阳明路、青山路南路等三十二条街道的十八个点为 采样区域，采样方式为南昌市区沿线道路分路段均匀布点，分别采集夏季灰尘 样品1 8 个；秋季、冬季、春季灰尘样品各1 2 个；总计样品5 4 个。 通过实验室来分析样品的p h 值、粒度、有机质以及重金属c r 、c d 、p b 、 z n 、h g 、n i 、c u 、m n 的含量和p a h s 的浓度。在此基础上，本项研究内容主 要包括以下五个方面：( 1 ) 分析了研究区域路面沉积物的基本物理化学性质， 包括街道灰尘的p h 、有机质和其粒径分布特征；( 2 ) 分析了研究区域路面沉积 物重金属的含量水平及其分布特征；( 3 ) 初步判别了研究区域路面沉积物重金 属的来源；( 4 ) 分析了研究区域路面沉积物p a h s 的含量水平及其分布特征； ( 5 ) 初步判别研究区域路面沉积物p a h s 的来源解析；( 6 ) 对研究区域路面沉 积物重金属和p a h s 的污染现状及其生态风险进行了初步评价。 1 3 3 研究拟解决的问题及创新点 城市交通路面沉积物对环境影响这方面研究并不深入，本论文以南昌市区 交通干道路面沉积物为研究对象，着重分析重金属，及多环芳烃污染负荷、分 布规律、物质来源及其污染效应等，探究路面沉积物对环境污染的基础数据， 有助于科学地进行城市规划与管理。 ( 1 ) 本论文对南昌市区交通干道沿线的路面沉积物重金属和多环芳烃污染 进行了探索性的研究，论文选题较为新颖。 ( 2 ) 本研究对采集的路面沉积物进行了包括理化性质、含量水平、空间分 布和污染现状及风险评价的分析，其中对南昌市区路面沉积物的污染现状及风 险评价是本文较有特色的环节，整体研究内容较为丰富、系统。 7 第2 章南昌市概况 第2 章南昌市概况 2 1 自然环境概况 南昌，江西省省会，全国3 5 个大城市之一。它有着2 2 0 0 多年的历史和深 厚的文化底蕴，是国务院命名的“历史文化名城 ，也是一座举世闻名的英雄城。 市区位于北纬2 8 。3 5 2 8 。5 5 ，东经1 1 5 。3 8 1 1 6 。0 3 之间。全市平原 面积2 6 5 1 7 9 平方公里，占全市总面积的3 5 8 ：水系面积2 1 4 6 0 4 平方公里， 占2 9 0 ；在全市总面积中，除水域面积外，占总面积7 0 的陆地，绝大部分已 被开发。其中：耕地面积4 0 2 万亩，占总面积的3 6 2 4 ；园地6 9 万亩，占o 6 2 ； 林地1 6 0 万亩，占1 4 4 l ；城乡居民及用工工矿用地6 6 7 万亩，占6 0 1 ；交 通用地4 5 万亩，占4 0 7 。五项合计，共占全市总面积的6 1 3 5 1 3 2 】。 南昌市地处北半球亚热带内，受东亚季风影响，形成了亚热带季风气候 3 3 】。 春末夏初天气温湿多雨，秋末冬初天气干爽而少雨雪。一年四季中，夏冬季长， 春秋季短，冬冷夏热，秋燥春寒。年平均气温1 7 5 度，年平均降雨量1 5 9 6 4 毫 米，历年平均无霜期2 7 7 9 天。一月平均气温4 9 度，七月份平均气温2 9 7 度， 年降雨量1 5 9 8 毫米，降雨天数1 4 4 天。气象条件是影响南昌市空气质量的重要 因素。在四季中，冬季空气污染物排放量大，由于气温低、气压高、逆温频率 高，阻碍了大气污染物的扩散，故冬季污染较为严重；由于夏季气温高、气压 低，易于空气污染物的扩散，且耗煤量( 或耗气量) 少，所以夏季空气污染较 轻【3 4 1 。 据环境检测数据，南昌空气污染正由煤烟型为主向煤烟机动车尾气混 合型污染转变【3 5 】。燃烧煤排放的烟尘，粗放施工过程产生的建筑尘，露天堆放 的各类钢渣、粉煤灰、垃圾的飞扬，机动车尾气排放的颗粒物，交通运输过程 中洒落于道路上渣土、煤灰、沙土以及地面裸露扬尘等都造成南昌市尘污染突 出。 8 第2 章南昌市概况 2 2 社会经济概况 2 2 1 能源结构 南昌市能源消费品种中以煤炭、电力消费为主体，“煤电型特征明显。2 0 0 6 年，南昌市用在工业的能源消耗品种有1 5 种，具体可划分为煤炭、型煤、焦炭、 焦炉煤气、成品油、热力和电力七大类。 从主要能源品种的消费情况看，少数几个重点行业消费了大部分能源。2 0 0 6 年，市主要能源消费量较为集中的行业有：电力、热力的生产和供应业，造纸 及纸制品业，化学原料及化学制品业，黑色金属冶炼及压延业，交通运输设备 制造业，五个行业共消费了原煤1 8 3 4 7 万吨，电力1 3 8 9 亿度，这两项能源品 种消费量均占全市规模以上工业原煤、电力消费总量的7 0 以上，是“煤电 消耗大户。 从能源品种的加工转换看，投入与产出格局单一。南昌市能源产品的加工 转换活动范围较窄，只有煤型煤、洗精煤炭( 焦炭、其他焦化产品) 、煤电三 种转换模式，品种较单一。能源品种的加工转换总计投入原煤1 3 6 万吨，占原 煤总消费量的6 6 3 ，其中用于发电的原煤1 2 4 万吨，炼焦洗精煤5 9 6 2 万吨， 还有1 2 万吨经过初步采洗后转换成型煤，分别产出火电1 6 7 亿度、焦炭4 6 万 吨、型煤1 1 2 万吨1 3 6 】。 随着城市规模扩大，社会经济快速发展，我国城市的工业布局、能源结构 和交通状况发生了巨大变化，城市大气污染类型已由第一代的煤烟型向第二代 的氧化型( 即汽车型) 转化，机动车尾气烟尘及行驶引起的扬尘，将是城市尘 污染的主要来源。 2 2 2 南昌市交通现状 昌南昌北两大城区道路各成体系，之间通过赣江大桥、八一大桥、南昌大 桥、生米大桥四座桥梁联系。昌北城大路稀，小路窄，道路网络不健全，功能 混杂。昌南城旧城中心区道路网络基本形成了以八一大道、井冈山大道、沿江 路、洪都大道为主干，向东西方向辐射的树枝状布局，没有形成系统。中心城 交通流向以南北向为主，东西向干道多断头，与南北向主干路形成多处丁字交 叉，难以组织起合理的交通运输。昌北城与城东组团、瑶湖组团、城南组团、 朝阳组团之间没有快速、便捷的干道网相联，各片区之间的交通流均要迂回经 9 第2 章南昌市概况 过旧城中心区的南北向主干道【3 7 】如图2 1 所示。 图2 1 南昌城市现状路网图 f i g u r e 2 1u r b a nr o a dn e t w o r ko f n a n c h a n g 注：资料来源2 0 0 7 年南昌城区规划地图 南昌市城区道路交通状况可以用“东西不通、南北不畅、越江不便 来概 括。由于城市机动车辆快速增加，高峰时八一大道等主要道路交通出现拥堵。 南昌市交通拥堵主要体现在昌南旧城区。截至2 0 0 7 年9 月，南昌市机动车保有 量为3 5 5 6 2 8 辆，其中私有机动车保有量为2 3 1 3 1 7 辆，占机动车总保有量的6 5 。 与去年同期相比，机动车保有量增长了1 9 7 6 ，其中汽车增长了3 9 5 。私有 机动车保有量增长率为8 ，其中私有载客汽车增长率为3 2 7 8 ，私有载货汽车 增长率为1 0 6 9 。此外，该市机动车总数正在迅猛增加，目前，每天车管所上 牌数达1 2 0 余辆。 在如图2 2 所示，1 5 个路口机动车总流量在4 0 0 0 辆d , 时以上。从图中可以 看出南昌市区机动车南北向交通主要集中在八一大道、抚河路、洪都大道上。 东西向交通主要集中在阳明路、北京西路、南京西路和洪城路上。八一大道作 为南昌市南北向的主要通道，与之相交各道路高峰时段道路拥挤、车辆排队， 高峰小时饱和度接近甚至超过1 0 。老城区民德路、孺子路、永叔路等道路由于 路况较差，交通量较高，高峰时段交通非常拥挤【3 8 】。由于交通量空间分布不均 1 0 第2 章南昌市概况 匀，昌南旧城中心区商贸和就业岗位集中，最集聚人气的中山路商业街和胜利 路步行街均位于该区。中心区路网已达到饱和甚至过饱和状态。作为城市南北 向交通性干道的八一大道两侧分布了大量商业金融设施，使它同时承担了生活 性干道的功能。根据对八一大道的车速及延误情况调查，八一大道延误时间1 9 7 秒，行程车速1 7 4 k m h ，行驶车速2 5 9 k m h 0 9 1 。远远低于全市平均值，车辆行 驶缓慢，阻塞严重，没有发挥主干路的功能作用。 图2 2 机动车总交通量在4 0 0 0 辆d , 时以上的交叉分布图 f i g u r e 2 2t h ed u s t r i b u t i o no f c r o s sw i t hv e h i c l et r a f f i cf l u xa b o v e4 0 0 0p c w h 注：引自南昌市城市交通排堵保畅调研报告( 2 0 0 6 - 2 0 1 5 ) ，2 0 0 6 。 与国内其它城市相比，南昌市区道路供应水平处于中下水平，道路资源偏 少 4 0 1 。机动车拥有量的不断增长反映到道路交通条件上就是交通流量的不断提 高。从城区近期交通流量调查情况来看，如八一大道是城区内交通量最高的路 段，道路断面的交通量可达到3 5 4 0 万辆日，多数交叉口处高峰小时饱和度 在1 0 以上，沿线交通已处于饱和状态。交叉口的高峰小时交通量达到饱和，说 明其运行状况已处阻塞状态。另外南昌市城区主干路两侧大多有对交通流量吸 引大的商业金融及办公建筑，造成主干路不仅要承担区际交通联系功能，而且 还需分担本应由次干路承载的交通，交通流量大，增加了主干路的交通负荷， 影响了主干路系统畅通。如果现状路网条件得不到改善，交通管理技术得不到 第2 章南昌市概况 加强，南昌城区拥堵的范围有进一步扩大的趋势【4 】1 。 2 2 3 南昌市人口分布情况 如图2 3 所示，由于统计数据的限制，人口密度计算只包括昌南东湖区、西 湖区、青云谱区和湾里区的街办。分析南昌城区人口密度分布图，可以得出以 下结论：南昌市区人口密度呈明显的圈层分布。内圈高密度居住地区，由洪都 大道、解放路、赣江和抚河为边界围成的老城区，该区人口密度超过4 万人平 方公里，其中东湖区公园街办、董家窑街办、八一桥街办、胜利路街办，西湖 区南站街办、三眼井街办、瓦子角街办、筷子巷街办等人口密度超过1 0 万人 平方公里，为全市人口密度最高地区。这一地区具有便利的交通，长久以来就 是南昌居住人口最集中的地区。中间次高密度居住地区，紧密分布在高密度区 外围，包括高新技术开发区、朝阳片区、青云谱区城南工业组团等，人口密度 在1 4 万人平方公里，居住人口主要为附近大型工业企业的从业人员。外圈低 密度居住地区，分布于青云谱区南部、湾里区等城市边缘地区，人口密度低于1 万人平方公里。2 0 0 5 年昌北城人口3 8 2 3 万人，建成区面积5 1 平方公里，计算 人口密度为7 4 9 6 人平方公里，昌北城处于外圈层低密度斟4 2 1 。 图2 3 南昌市吕南及湾里区分街道人口密度图 f i g u r e 2 3p o p u l a t i o nd e n s i t yw i t hs t r e e t so f n a n c h a n g 注：引自城市空间结构与道路交通互动影响研究图4 5 。 1 2 第2 章南昌市概况 南昌市的人口密度分布基本形成以昌南旧城区为核心，逐渐向外围递减态 势，居民人口密度呈现内高外低、且由内向外沿主要交通干线指状扩展的分布 特点。此外，现状旧城中心地区和外围地区人1 2 1 密度差别明显，人口密度最高 的街办人口密度达1 4 4 6 万人平方公里，最低人口密度o 2 1 万人平方公里。最 高密度与最低密度比例在1 0 ：1 以上。根据2 0 0 5 年昌南、昌北城人口规模和建成 区面积，得到昌南人口密度为1 4 2 万平方公里，昌北城人口密度为0 7 5 万人 平方公里。昌南城明显高于昌北城。一般来说划分城市高密度的标准是都市区 核心城市人口密度达到1 万人平方公里。南昌市昌南城人口密度超出这一数值， 已经达到了高密度水平。高密度的城市人口、居住与就业的不均衡分布带来的 是昌南大量且集中的交通出行。然而，昌南城高密度的城市人口并没有大运量 快速公交作支撑。居民出行依靠常规公交、自行车、小汽车、步行等多种交通 方式，造成交通高峰期交通秩序的混乱和大面积的交通拥堵1 4 3 。 昌南老城区高密度居住与高密度的各类就业岗位混杂的用地布局特点已不 能适应城市发展。随着社会经济发展，城市规模越来越大，居民收入也逐步提 高，导致机动化出行需求迅速发展。尽管公交承担了一部分机动化需求，但并 未能影响各种社会和个体机动车辆的发展。在老城区延续了高密度的居住、就 业和低规模交通设施的情况下，道路交通供需矛盾迅速激化，交通拥挤难以避 免，汽车尾气污染问题突出。 2 2 4 南昌市空气质量状况 在“十五”期间，南昌市的大气环境污染主要来自能源消耗、工艺生产废 气和机动车辆尾气等。2 0 0 7 年南昌市空气质量全年优良天数为3 4 8 天，较2 0 0 6 年增加1 0 天，全年优良率为9 5 3 4 ，较2 0 0 6 年提高2 7 4 ，创下南昌市有监 测记录以来的最好水平，已连续4 年在中部省会城市排名第1 位，在全国3 1 个 省会城市和直辖市中排名第7 位，在全国4 7 个重点城市排名第1 8 位。根据市 环保局监测数据显示，2 0 0 6 年在南昌市经济快速发展的情况下，工业化学需氧 量和二氧化硫不但消化了新增量而且削减了存量，其中，削减工业化学需氧量 0 5 l 万吨，削减二氧化硫0 1 8 万吨，基本实现了控制目标m j 。 2 3 采样点的选取与概况 在分析了大量的背景资料和相关研究成果的基础上，结合研究内容和意义 并充分考虑到研究可行性，本研究选择以南昌市区交通干道为主要对象，同时 1 3 第2 章南昌市概况 选取了八一大道、广场南路、站前路、井冈山大道、爱国路、阳明路、胜利路、 阳明路、青山路南路等三十二条街道沿线的灰尘作为采样对象采集样品，如图 2 4 所示。 1 l 八一桥2 4 江西日报社3 4 一儿童医院4 4 一青山路口5 l 南京路口 6 “一二附医院7 l 八一+ 场8 。一赣江宾馆9 4 一老福山1 0 l 坛子口 1 14 一火车站1 2 “一叠山路口1 3 l 结核医院1 4 l 文化宫 1 5 l 洗马池1 6 l 孺子路口1 7 l 电信大楼1 8 l 洪城大市场 图2 4 南昌市区路面沉积物采样街道分布图 f i g u r e 2 4t h ed i s t r i b u t i o nm a po f r o a ds e d i m e n ti nn a n c h a n g ( 粗线表示采样点所处的3 2 条街道，蓝色方块表示十八采样点) 这三十二条街道涉及到了市区的各个区域，既有市中心繁华区域，也有市 郊相对偏僻区域；所以本论文的研究不仅能够反映出南昌城市街道沿线灰尘重 金属和多环芳烃的“线型”污染状况，而且可以反映出市区不同类型土地利用 状况和交通、人口的密集程度对交通沿线的影响。 实验采样方式大致为街道沿线均匀布点采集，采样点为交通干道和各主要 道路的交叉口区域，采集样品为道路交叉口为中心两侧区域1 0 米范围内多点混 合成的样品作为该点的代表样品。以八一大道、广场南路、站前路、井冈山大 道、爱国路、阳明路、胜利路、青山路南路、站前路、二七南路、洪城路大市 场中路、中山路、苏圃路、孺子路、广场南路、马柱街、洪