北京市露天停车场尘负荷特征及管控研究_陈彤.pdf

第 43 卷第 3 期2023 年 3 月Vol.43，No.3Mar.，2023环境科学学报Acta Scientiae Circumstantiae北京市露天停车场尘负荷特征及管控研究陈彤1，2，龙腾2，3，樊守彬2，3，*，王亚洲2，31.首都师范大学资源环境与旅游学院，北京 1000482.北京市生态环境保护科学研究院，北京 1000373.国家城市环境污染控制工程技术研究中心，北京 100037摘要：为研究北京市露天停车场扬尘排放特征，本研究应用道路尘负荷车载移动监测系统对北京市城区311个露天停车场进行监测.结果表明：北京市城区不同环线范围内露天停车场尘负荷均值排名为三四环（3.44 g m-2）六环外（3.11 g m-2）五六环（3.07 g m-2）四五环（2.62 g m-2）二环内（2.46 g m-2）二三环（2.37 g m-2），二三环各停车场尘负荷值比较相近，而五六环相差较大.从停车场铺装类型来看，砌块、沥青混凝土和水泥混凝土铺装占比分别为41.3%、37.0%和21.7%，水泥混凝土占比虽少但其尘负荷值高.露天停车场及周边道路尘 负荷值也与露天停车场的分布密度相关，分布密集的露天停车场及周边道路的尘负荷值明显较高.不同铺装方式的停车场尘负荷季节特点均表现为春季夏季，砌块铺装型停车场尘负荷值春、夏两季差别大.因此，相关部门应重视露天停车场的修补和清扫工作，升级水泥和砌块铺装.关键词：车载移动监测法；尘负荷；铺装状况；露天停车场；环路；北京文章编号：0253-2468（2023）03-0387-07 中图分类号：X513 文献标识码：AStudy on road fugitive dust characteristics and control of open-air parking lot in BeijingCHEN Tong1，2，LONG Teng2，3，FAN Shoubin2，3，*，WANG Yazhou2，31.College of Resource Environment and Tourism，Capital Normal University，Beijing 1000482.Beijing Municipal Research Institute of Eco-Environmental Protection，Beijing 1000373.National Engineering Research Center of Urban Environmental Pollution Control，Beijing 100037Abstract：In order to analyze the characteristics of road fugitive dust emissions from open-air parking lots in Beijing，we monitored 311 open-air parking lots in the urban area of Beijing based on vehicle-mounted monitoring system.The results show that the average road fugitive dust ranked as the third-forth ring road（3.44 g m-2）sixth ring road outside（3.11 g m-2）fifth-sixth ring road（3.07 g m-2）forth-fifth ring road（2.62 g m-2）second ring road inside（2.46 g m-2）second-third ring road（2.37 g m-2）.The road fugitive dust in the second-third ring road were relatively close，while those in the fifth-sixth rings were quite different.The proportions of block，asphalt concrete and cement concrete pavement were 41.3%，37.0%and 21.7%，respectively.Although the proportion of cement concrete was small，its road fugitive dust was high.The road fugitive dust of the densely distributed open-air parking lot and surrounding roads was significantly higher.The road fugitive dust in spring was greater than that in summer for parking lots with different paving methods.Therefore，government departments should pay attention to the repair and cleaning of open-air parking lots and upgrade the cement and block pavement.Keywords：vehicle-mounted monitoring；road fugitive dust；paved road；open-air parking lot；ring road；Beijing1引言（Introduction）随着我国大气污染防治工作不断推进，工业源、电厂和机动车等重点污染源的减排潜力缩减，道路扬尘已经成为大气污染防治领域的研究热点（Gunawardana et al.，2012；Kwak et al.，2013）.研究表明，道路扬尘是颗粒物的主要来源之一（胡敏等，2011）.据北京市2016年统计研究，道路扬尘占扬尘源排放总量的29%，2021年北京市PM2.5来源解析结果显示，扬尘源位居北京本地排放源的第3位，由此可见，道路扬尘在扬尘源DOI：10.13671/j.hjkxxb.2022.0278陈彤，龙腾，樊守彬，等.2023.北京市露天停车场尘负荷特征及管控研究 J.环境科学学报，43（3）：387-393CHEN Tong，LONG Teng，FAN Shoubin，et al.2023.Study on road fugitive dust characteristics and control of open-air parking lot in Beijing J.Acta Scientiae Circumstantiae，43（3）：387-393收稿日期：2022-06-14 修回日期：2022-08-10 录用日期：2022-08-11基金项目：北京市科技计划项目（No.Z191100009119011）；大气重污染成因与治理攻关项目（No.DQGG0201）作者简介：陈彤（1997），女，E-mail：；*责任作者，E-mail：环境科学学报43 卷中的占比还是很高（北京市生态环境监测中心，2021）.目前关于道路扬尘的研究多为城市快速道、主次干道和国道尘负荷的污染特征（李辉等，2011；樊守彬等，2011；潘研等，2020；刘俊芳等，2021），以及重金属（Maeaba et al.，2020；AL-Shidi et al.，2020；Vlasov et al.，2021；杨稀淇等，2022）及其健康风险研究（徐冬寅等，2011；Saeedi et al.，2012；Amuno et al.，2013）.例如，Kavouras等（2016）采用车载移动监测法对墨西哥的未铺装道路扬尘进行了监测，通过扬尘来源的位置得出扬尘排放因子具有时空特异性；Hussein等（2008）采用车载移动监测法对斯德哥尔摩地区不同路面和交通条件的选定道路进行了测量，发现颗粒质量浓度最低的位置均在栓钉轮胎后面；Zhu等（2009）利用车载移动监测测试系统完成了对湖泊周围道路扬尘排放的全年监测研究，发现冬季扬尘排放量较夏季增加了5倍，雪后路面利用牵引控制材料时约增加了10倍.然而，目前针对露天停车场道路尘负荷的系统监测和分析研究相对较少.现代城市由众多要素构成，包括住宅区、工业区和商业区等，停车场是这些要素中不可或缺的一部分.近年来，随着居民汽车保有量的稳定增加，城市中停车用地快速扩张，其可能造成的环境污染问题也逐渐受到关注（Obaidullah et al.，2012；关键等，2018）.露天停车场由停车位和进出通道组成，受到风力扰动和汽车行驶的影响，容易产生道路扬尘.车辆在进出停车场的过程中大多处于怠速状态且车辆集中，车辆携带泥土，地面尘土多次扬起，都会造成 停车场内污染物的增加（梁俊宁等，2016），出行人群在此过程中会承受较严重的颗粒物污染（徐丽敏等，2014）.目前国内对于停车场的研究多集中在地下停车场污染物的排放扩散等方面，而对于露天停车场中 扬尘特征的研究相对较少.因此，本研究于2021年8月2022年3月期间，利用车载移动监测法对北京市 市域范围内311个露天停车场（图1）进行道路尘负荷监测，探究露天停车场道路尘负荷的污染特征，以期为北京市露天停车场扬尘的精细化管控提供技术支撑.2材料与方法（Materials and methods）2.1车载移动监测法本研究采用由北京市生态环境保护科学研究院（樊守彬等，2014；2016）研发的车载移动监测系统法进行监测.车载移动监测法是指利用监测车行驶形成的作用力，将路面上的松散颗粒物质扬起，通过车载采样和监测装置对道路扬尘进行自动监测并采用相关影响参数计算道路尘负荷的系统.采样设备主要包括监测车1辆、DustTrak8520颗粒物检测仪（TSI）3台、GPS仪（Garmin，GPSMap60CS，美国Garmin公司）1台.图1城区露天停车场采样分布图Fig.1Sampling distribution map of open-air parking lots in the urban area3883 期陈彤等：北京市露天停车场尘负荷特征及管控研究DustTrak8530颗粒物检测仪分别安装在车轮右后胎和车顶，其基于气溶胶微粒体积与光散射强度成 比例的原理，再经过严格的标定程序获得颗粒物的质量浓度.使用前用流量计进行流量标定和调零.采样时，通过车轮胎扬起的道路颗粒物浓度与车顶的背景颗粒物浓度之差计算道路尘负荷（g m-2）（樊守彬等，2012），时间分辨率为1 s.GPS仪放置于车内接受信号，同时记录经纬度、时间、车速、方向等数据，其时间 分辨率也为1 s.监测前，需对颗粒物检测仪进行标定，并对GPS仪与颗粒物检测仪进行同步校准.监测时，监测车的 行驶速度应控制在合理范围内，一般为2060 km h-1，在拥堵的交通路段和急转弯等情况下测得的数据视为无效数据.对行驶路线和监测时段进行选择，以满足加减速标准.监测系统应避免加速或减速速度超过2.09 km s-1，因为更极端的速度会导致来自刹车和轮胎磨损的粒子使结果产生偏差，对加减速超过标准的监测 数据予以剔除.为了防止侧风改变粉尘烟羽与采样入口的对齐方式，移动监测应避免大风时段，在风速大于4 m s-1时测得的数据视为无效数据.对于缺失和判断为无效的数据均应注明原因，并保留原始记录.2.2道路尘负荷计算方法基于PM2.5浓度值的道路尘负荷换算公式见式（1）.SL=a Tb v-c（1）式中，SL为道路尘负荷（g m-2）；a为常数系数；T为采样点与对照点PM2.5浓度差值（mg m-3）；b为指数常数，不具备实验条件时可选用推荐值0.77