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《第35届中国气象学会年会 S12 大气成分与天气、气候变化与环境影响暨环境气象预报及影响评估》2018年
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兰州市道路扬尘排放清单的建立

张笑瑞  陈思宇  黄建平  
【摘要】:道路扬尘作为直接人为沙尘的重要组成部分,是城市大气颗粒物的主要来源[1]。道路扬尘主要源于沙尘沉降、建筑施工、煤炭燃烧、道路附近的裸露土壤等,在汽车经过时被夹卷排入大气中[2]。随着城市化的进展,快速增长的车辆数量导致了更多的交通扬尘,对人们的健康产生影响[3]。之前的研究进一步表明,2010年在印度德里道路扬尘排放量占总悬浮颗粒物的55%[4],中国北京2000年冬季PM_(10)排放的百分比为13%[5]。因此,定量评估道路扬尘排放量及其对总沙尘浓度的贡献是很有必要的。为了探讨道路扬尘在不同的城市区域的排放特征,本文根据不同的城市职能将兰州分为了发达市区,发展中市区,大学城和工业区。通过美国环保署的AP-42方法采样、实验室分析以及数据调研,发现兰州市道路扬尘粒径分布、泥沙承载量、车流量以及扬尘排放量在不同区域存在显著不同。受较大风能和人为扰动的影响,发达市区的粒径较大(中值粒径为78.86μm)且分布存在较大的差异。而受工厂排放人为气溶胶以及附近山区裸露土壤的细粒子的影响,沉积在工业区的道路扬尘与其他区域相比较小(中值粒径为33.11μm)。泥沙承载量与人为活动密切相关,发展中市区较多的建筑施工导致了较大的泥沙承载量(0.62 g m~(-2));同时工业区大量的飞灰排放以及来自山区的沙尘沉降,泥沙承载量在工业区为0.44 g m~(-2);而由于频繁的清洁活动,发达市区的泥沙承载量仅为0.28 g m~(-2);大学城人为活动最少,在主干道上泥沙承载量较小,但因支路缺少打扫导致在支路上泥沙承载量为0.61 g m~(-2)。在发达市区的主干道上车流量最多(34000辆/天),发展中市区主干道车流量排第二(30000辆/天),而由于人口少,大学城和工业区的车流量相对较少。车流量日变化显示出在5点达到最低并在7点迅速增加,由于不完善的城市道路建设,车流量在日间变化不大,这也对交通扬尘的排放量产生了影响。通过建立兰州市高分辨率(400m×400m)的道路扬尘排放清单发现,道路扬尘每天在兰州市排放出1010.34 kg的PM_(2.5)和2846.55kg的PM_(10),其中发达市区以及部分发展中市区的排放通量最高(PM_(2.5)为450~750μg m~(-2)d~(-1),PM_(10)为1350~2150μg m~(-2)d~(-1)),大学城排放量通量排较低(PM_(2.5)为250~400μg m~(-2)d~(-1),PM_(10)为900~1350μg m~(-2)d~(-1)),而由于工业区粒径小和车流量少,道路扬尘的排放通量最低(PM_(2.5)为200~400μg m~(-2)d~(-1),PM_(10)为600~1050μg m~(-2)d~(-1))。兰州市道路扬尘的PM_(2.5)和PM_(10)排放量在5点达到最低8.45 kg h~(-1)(PM_(2.5))和23.81 kg h~(-1)(PM_(10))并快速在9点排放量达到最高值51.99kg h~(-1)(PM_(2.5))和146.28kg h~(-1)(PM_(10))。道路扬尘颗粒物排放量高值出现在人类出行活动频繁的9点至22点,因此道路扬尘的长期影响威胁着人类健康。道路扬尘月变化表现出在冬季达到最高值在秋季最低,与降水量的变化一致。

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