中国公共卫生  2012, Vol. 28 Issue (10): 1289-1291   PDF    
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邱勇, 张志红, 徐建军, 刘杰静, 赵莹. 太原市采暖期前后交通路口PM2.5污染状况分析[J]. 中国公共卫生, 2012, 28(10): 1289-1291.
QIU Yong, ZHANG Zhi-hong, XU Jian-jun, et al. Air pollution of PM2.5 at traffic crossroad before and in heating period in Taiyuan city[J]. Chinese Journal of Public Health, 2012, 28(10): 1289-1291.
太原市采暖期前后交通路口PM2.5污染状况分析
邱勇, 张志红 , 徐建军, 刘杰静, 赵莹    
山西医科大学公共卫生学院环境卫生学教研室, 山西太原030001
收稿日期: 2011-09-19.
基金项目: 国家自然科学基金(30700655);2009年度山西省高等学校优秀青年学术带头人支持项目;山西省青年科技研究基金(2008021053)
作者简介: 邱勇(1986- ),男,四川人,硕士在读,研究方向:环境卫生学。
通讯作者: 张志红,E-mail:zzh8759@yahoo.com.cn
摘要: 目的 了解山西省太原市采暖期前后交通路口细颗粒物(PM2.5)污染状况及其影响因素,为交通环境PM2.5污染防治提供依据。方法 以太原市康乐街路口为监测点,2010年10—11月连续采样,采用质量法测定PM2.5浓度,记录气温、气压、风速和车流量。结果 10月和11月交通路口PM2.5的平均日浓度分别为0.137、0.162 mg/m3,均高于2006年美国环境保护局(EPA)新颁布的PM2.5标准(0.035 mg/m3),其超标百分率分别为100%和96.7%;采暖前PM2.5浓度低于采暖后浓度(P＜0.01);早晨、中午和下午PM2.5浓度差异无统计学意义;细颗粒物的浓度与风速、温度和气压呈负相关,与车流量呈正相关。结论 太原市交通路口PM2.5污染严重,其浓度受到风速、温度、气压和车流量的影响,应对之加强治理。
关键词: 细颗粒物(PM2.5)     采暖期     交通路口    
Air pollution of PM2.5 at traffic crossroad before and in heating period in Taiyuan city
QIU Yong, ZHANG Zhi-hong , XU Jian-jun, et al    
Department of Environmental Health, School of Public Health, Shanxi Medical University, Taiyuan, Shanxi Province 030001, China
Abstract: Objective To assess air pollution levels and affecting factors of particulate matter less than 2.5 microns in aerodynamic diameter(PM2.5)at traffic crossroad during heating period and non-heating period in Taiyuan and to provide reference for the preventoin of PM2.5 pollution in traffic environment.Methods Kangle crossroad was selected as the monitoring site and continuous sampling was performed from October to November in 2010.The concentration of PM2.5 was determined by membrane weighting method.And the temperature,wind speed,atmospheric pressure and traffic vehicle flow were recorded at the site.Results In October and November,the daily average concentration of PM2.5 were 0.137 mg/m3 and 0.162mg/m3,respectively,which were both higher than air quality standard for PM2.5 of US Environmental Protection Agency(EPA)(issued in 2006).The unqualified rate of PM2.5 concentration in October and November were 100% and 96.7%,respectively.Concentration of PM2.5 in heating period was higher than that in non-heating period(P < 0.01).There was no difference in PM2.5 concentration in the morning,midday and afternoon.Negative correlations were observed between concentration of PM2.5 and wind speed,temperature,and atmospheric pressure,and a positive correlation between PM2.5 and traffic vehicles flow was observed.Conclusion PM2.5 pollution at traffic crossroad is very serious in Taiyuan.The concentration is affected by wind speed,temperature,atmospheric pressure,and traffic vehicle flow.PM2.5 pollution should be concerned.
Key words: PM2.5     heating period     traffic crossroad    

国内外大量空气细颗粒物(fine particulate matter,PM2.5)的流行病学研究表明,PM2.5浓度的增加与人群呼吸系统疾病、心血管疾病和免疫功能损伤等密切相关[1, 2, 3]。随着交通的发展、机动车数量的增加,交通道路环境中细颗粒物污染越来越严重。1997年美国环境保护局(Environmental Protection Agency,EPA)颁布的PM2.5标准为每日浓度不超过0.065mg/m3,在2006年将其调整为0.035mg/m3。中国PM2.5污染严重,然而目前尚无PM2.5相关标准[4]。本研究在山西省太原市中心交通路口采集PM2.5进行分析,以了解太原市道路环境中PM2.5污染状况并探讨其影响因素。为该区域人群PM2.5污染暴露情况以及有效防治PM2.5污染提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 主要仪器与试剂

TH-1000CII型智能大容量空气总悬浮颗粒物无碳刷采样器(武汉市天虹仪表有限责任公司),PM2.5切割器,TH-150系列型智能中流量(TSP)采样器,PM2.5-100型大气可吸入颗粒物切割器(武汉市天虹仪表有限责任公司),DRZ-4型马福炉烤箱(山西利多器材厂),25cm×20cm玻璃纤维滤膜,AL104型分析天平(梅特勒一托利多上海有限公司),风速仪。

1.2 PM2.5采集

采样前对滤膜进行编号,于马福炉中450℃烘烤1h,冷却后放在干燥器中,隔夜称重直至恒重。使用智能大容量空气总悬浮颗粒物无碳刷采样器配合PM2.5切割器,在太原市商业区康乐街十字路口(一级马路),进行采样,高度1.5m,流量为1.05m3/min,采样时间为2010年10月和11月,每天采样12h,分7:00~11:00am、11:00~15:00pm、15:00~19:00pm共3个时段。同时记录温度、风速、气压和平均10min车流量等。采样后将滤膜尘面向内折叠放入干燥器中,隔夜称重2次取均值。采用质量法分析细颗粒物质量浓度。

1.3 评价标准

按美国环境保护局(EPA)2006年调整颁布的PM2.5标准,每日浓度不超过0.035mg/m3。

1.4 统计分析

利用SPSS 13.0统计软件建立数据库,采用t检验、方差分析进行统计学分析,同时以细颗粒物浓度作为因变量,选用与其有关的因素作为自变量进行多元线性逐步回归分析。

2 结果 2.1 交通路口PM2.5的污染状况(表 1)
表 1 太原市道路环境中PM2.5污染水平

10月和11月绝大多数的PM2.5日均浓度值均超过标准限值,其最大超标倍数分别为12.7和14.5倍。2月之间PM2.5浓度差异有统计学意义(P＜0.01)。

2.2 早晨、中午、下午PM2.5污染比较分析(表 2)
表 2 交通路口早上、中午、下午PM2.5污染比较分析(mg/m3)

虽然早上、中午和下午的PM2.5平均浓度值之间的差异并不具有统计学意义,但是其呈现递减趋势。

2.3 PM2.5浓度与气象因素关系(表 3)
表 3 PM2.5浓度的影响因素逐步回归分析

PM2.5浓度变化具有一定特点,其与日均气温、风速和气压等的变化均有一定的对应关系。采用多元线性逐步回归分析的方法,风速、气压、温度和平均每10min车流量(＜350辆为0,每增加50辆等级加1)作为自变量,PM2.5浓度作为因变量,按照αλ=0.05,α出=0.10的水准进行多元线性逐步回归分析显示:PM2.5浓度C=4.617-0.048×V风速-0.042×P气压-0.006×T温度+0.018×F车流量。PM2.5浓度与风速、温度和气压呈负相关,与平均每10min车流量呈正相关。

3 讨论

太原市西、北、东三面环山,特殊的地理条件和能源利用状况造成了太原市空气污染较重。近年来随着太原市机动车数量的增加,大量汽车尾气排入大气中,加重了空气污染。本次研究结果显示,太原市交通路口PM2.5的污染较严重,明显高于美国EPA2006年的PM2.5质量标准,其最大超标倍数达到14.5倍。这一结果与其他学者对于太原市空气质量研究的结果相似[5, 6],但与其监测结果比较显示,太原市大气PM2.5污染水平有了明显的改善。于建华等[7]对北京市的PM10和PM2.5的质量浓度的日变化进行在线监测,发现2种粒子分别在上午和夜间出现2个污染高峰,谈荣华等[8]对上海市的PM2.5浓度进行研究也发现此规律。由于本研究未涉及到夜间颗粒物的采集,因此无法对夜间PM2.5浓度变化作出判定。本研究中虽然早晨、中午和下午PM2.5浓度差异无统计学意义,但其浓度变化呈递减趋势,早晨的PM2.5浓度最高,这与早晨是上班高峰,车流量较大,PM2.5排放量较大有关;本研究中采暖期PM2.5浓度高于非采暖期,文献[9, 10, 11]的研究结果相似。说明采暖期燃料燃烧对交通路口的PM2.5有一定影响。气象因素是影响大气污染物浓度的重要因子,本研究结果表明该监测点PM2.5浓度变化与气温、风速、气压变化呈负相关,与车流量呈正相关。晨间气温较低,空气热对流缓慢,稀释大气的边界层较低,PM2.5稀释程度和扩散范围较小,这些都可能使得PM2.5呈现出高浓度趋势[8]。风速决定了污染物稀释的程度和扩散范围,风速越大,污染物浓度越低;当地面受低压控制时大气呈中性或不稳定状态,有利于污染物的稀释和扩散。此外机动车尾气排放也对PM2.5的浓度产生影响,机动车数量越多,尾气排放量就越多,PM2.5浓度亦越大,贺琴等[12]发现机动车保有量是空气中总悬浮物的重要影响因素。综上所述,太原市交通路口PM2.5污染很严重,有关部门需加强防治以减轻污染。

参考文献
[1] Parker JD,Akinbami LJ,Woodruff TJ.Air pollution and childhood respiratory allergies in the United States[J].Environ Health Perspect,2009,117:140-147.
[2] Ostro B,Broadwin R,Green S,et al.Fine particulate air pollution and mortality in nine California counties:results from CALFINE[J].Environ Health Perspect,2006,114:29-33.
[3] Dominici F,Peng RD,Bell ML,et al.Fine particulate air pollution and hospital admission for cardiovascular and respiratory diseases[J].JAA,2006,295(10):1127-1134.
[4] 郝明途,林天佳,刘焱.我国PM2.5的污染状况和污染特征[J].环境科学与管理,2006,31(2):58-71.
[5] 张志红,赵五红,董洁,等.太原市主要交通路口汽车尾气污染状况[J].环境与健康杂志,2008,25(12):1050-1052.
[6] 徐东群,张文丽,王焱,等.大气颗粒物污染特征研究[J].中国预防医学杂志,2004,5(1):7-9.
[7] 于建华,虞统,魏强,等.北京地区PM10和PM2.5质量浓度变化特征[J].环境科学研究,2004,17(1):45-47.
[8] 谈荣华,张元茂,郑叶飞,等.上海市城区典型居民住宅区PM2.5的污染状况分析[J].环境与职业医学,2004,21(3):226-229.
[9] 董少霞,刘娅,程义斌,等.太原市大气多环芳烃水平及孕妇体内多环芳烃负荷关系研究[J].环境与健康杂志,2009,26 (5):380-382.
[10] 黄坤丽,王广智,王琨,等.哈尔滨市采暖与非采暖期大气颗粒物污染特性研究[J].环境工程学报,2011,5(1): 146-150.
[11] 孙宪民,孙贵范,田村宪治,等.沈阳市大气悬浮颗粒物及 PAHs、NPAHs分析[J].中国公共卫生,2003,19(7): 800-802.
[12] 贺琴,徐芬,樊莉蕊,等.武汉市机动车保有量及相关因素对空气质量的影响[J].环境与职业医学,2008,4(2): 152-155.