长沙市区道路两侧环境空气质量状况及与车流量的关系分析
摘要本研究在对长沙市主要交通干道两旁进行环境空气布点监测的基础上，初步摸清了其环境空气质量状况，得出了交通干道两旁空气污染严重，多个点位、多项污染指标都超过国家二级环境空气质量标准的结论,并分析了环境空气污染物浓度与车流量间的关系以及颗粒物中的Pb浓度与颗粒物浓度的关系。
关键词环境空气质量城市道路两侧区域监测 污染物 浓度
城市道路两侧人行道是人群活动频繁的区域，也是环境敏感区。其环境空气质量对人们的身体健康影响甚大。因此分析这一区域的环境空气质量状况，对制定我国产业政策，研究汽车尾气排放对人体健康的影响具有一定的参考作用。机动车道两侧区域的环境空气质量受多种因素的影响，不仅与城市区域环境质量有关，与局部污染源分布有关，同时也与道路通过的车流量有关。为了对长沙市进行道路改造，对其市区道路两侧环境空气质量进行了系统、全面地监测，本文就是利用这一监测结果进行的分析。
1监测概况
长沙市地处丘陵地带，交通道路网不完善，路面较窄。城区道路长度910km2，全市机动车辆数185602辆，平均拥有机动车辆为3.25辆/100人，人均拥有道路长度0.56m，人均拥有道路面积4.7m2，人均拥有货运量10.03t。监测时间和频次按有关规范执行[1]，每天监测6次，即2：00、7：00、10：00、14：00、16：00、19：00，TSP和Pb每次监测2个小时，SO2、NOx每次监测45min，CO、HC采集瞬时样。车流量计数时间与大气采样同步，每小时计数10min。监测严格按国家规范[2]及QA/QC[3]要求进行并采用国家规定的分析方法进行分析
[4]。
2污染特征分析
各点位污染物浓度监测结果见表1。
SO2的小时浓度值范围在0.042~0.686mg/Nm3，最大超标倍数0.37，有3个点出现超标。日均值浓度范围为0.062~0.320 mg/Nm3，有6个点出现超标，其中4个点超标率为100%。
NOx小时浓度值为0.013~0.580mg/Nm3，有7个点出现超标，最大超标倍数2.87。日均值范围为0.030~0.233mg/Nm3，日均值超标的点有6个，日均值
致谢：本文得到中国环境监测总站滕恩江研究员的指正，特此致谢。
最大超标倍数为1.33。
TSP浓度范围为0.122~1.847mg/Nm3，日均值浓度范围为0.230~0.857mg/Nm3，日均值出现超标的点有7个点，其中有6个点超标率为100%，最大超标倍数为1.86。
CO浓度范围为0.69~12.01mg/Nm3，均值超标的点2个，最大超标倍数0.20。日均值浓度范围为2.15~7.10mg/Nm3，日均值超标的点有6个，最大超标倍数为0.78。
表1道路两侧环境空气监测结果统计 单位：mg/Nm3（Pb：μg/Nm3）
HC浓度为0.01~0.32mg/Nm3，均值浓度范围为0.08~0.24mg/Nm3，参照美国上午6：00~9：00的标准作为日均值标准，超标的点有6个，最大超标倍数0.50。
Pb的浓度范围为0.029~7.657μg/Nm3，日均值浓度范围为0.137~3.605μg/Nm3。
从表1看出，五一中路和书院路由于车流量大，各项污染指标污染严重，而地处郊区的8#（位于长沙锌厂附近）和10#点（位于市化工厂附近），虽然车流量不大，但局部工业污染严重，7#点虽然附近没有大的污染源，车流量也不大，但它位于8#和10#点的正下风向，三个点都位于湘江边上，湘江的河谷风恰好形成了一个污染输送带，造成了7#点污染严重的结果。
3污染物日均浓度与日均车流量的关系
由于1#~6#点位于城区，车流量大，能较好地反映车流量与浓度之间的关系。7#~10#点位于郊区，有的位于工业区，受影响因素较多，不纳入统计。道路两侧环境空气污染物浓度与同一时间车流量之间的相关分析见表2。
从表2看出，SO2、NOx、TSP、HC、CO浓度与车流量相关性较好，建立的多项式回归方程是有意义的。还受到其他因素的影响，如燃煤中的铅和建材生产产生的颗粒物中的铅[5]。污染物浓度与车流量的关系呈多项式关系。
4 环境空气中Pb与TSP浓度关系分析
1#~6#点环境空气中铅与TSP浓度关系比见表3。
各点位环境空气中铅浓度与TSP浓度的关系分析见表4。
表2 环境空气污染物浓度x与车流量y的关系分析
表3 环境空气中铅浓度与TSP浓度比（‰）
表3表明，长沙市1月份道路两侧环境空气中Pb的浓度与TSP的浓度比在0.103‰～1.52‰，平均为0.684‰。从时间分布看，早晨7：00～10：00之间Pb浓度在TSP中所占的比重较大，下午7：00较小。根据北京市1992年源解析调查报告[6]，1月份Pb与TSP 的浓度比范围为0.056‰～1.58‰，均值为0.741‰，9月份Pb 与TSP 浓度比范围为0.237‰～4.74‰，均值为1.94‰。长沙市与北京市同期相比较，其Pb浓度与TSP浓度比略小，变化幅度校北京略小。Pb主要来源于燃煤和汽车尾气，因此，长沙市环境空气中Pb与TSP浓度比较北京市低是合理的。
从Pb浓度与TSP的相关分析看，两者呈多项式关系，总体相关性显著。4#点和6#点相关不显著，可能和这两个点周围有烟囱排放颗粒物而使颗粒物的来源和组成较其他点位复杂有关
表4环境空气中铅浓度x与TSP浓度y的相关分析
监测点位 相关方程 相关
系数r 显著性检验
r0.01(10)=0.708
r0.01(70)=0.302 相关水平
1# y=4.4752x2-0.7765x+0.2745 0.775 r>r 0.01(10) 显著
2# y=1.1403x2-0.1644x+0.207 0.792 r>r 0.01(10) 显著
3# y=-3.0624x2+1.4659x+0.0969 0.770 r>r 0.01(10) 显著
4# y=-1.4066x2+0.8819x+0.1611 0.389 rr 0.01(10) 显著
6# y=2.904x2-1.2202x+0.4627 0.349 rr 0.01(70) 显著
5结论
5.1本研究在对长沙市主要交通干道两旁进行环境空气布点监测的基础上，初步摸清了其环境空气质量状况，得出了交通干道两旁空气污染严重，多个点位、多项污染指标都超过国家二级环境空气质量标准。
5.2分析了环境空气污染物浓度与车流量间的关系，研究表明SO2、NOx、TSP、HC浓度与车流量相关性较好，污染物浓度与车流量的关系呈多项式关系。
5.3分析了颗粒物中的Pb浓度与颗粒物浓度的关系，得出了Pb浓度与TSP浓度呈多项式关系，总体相关性显著，表明长沙市环境空气中的Pb主要来源于地面扬尘。
参考文献：
[1]国家环保局.环境影响评价技术导则大气环境（HJ/T2.2-93）.
[2]国家环保局.环境监测技术规范空气和废气部分，1986.
[3]国家环保局.空气和废气监测分析方法，1990.
[4]国家环保局科技标准司.大气环境分析方法标准工作手册,1998.3.
[5]曹守仁等.煤烟污染与健康[M].北京：中国环境科学出版社.，1992.
[6]梁熙彦、丁国斌等.北京市大气颗粒物源分担率研究和控制对策建议，1995.12.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。