上海市道路交通大氣污染及人群暴露研究.pdf

1、道路交通空氣污染對(duì)我國城市地區(qū)的空氣質(zhì)量和人群健康有重要影響。本文采用實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)與模型計(jì)算相結(jié)合的方法,研究了上海市道路交通源空氣顆粒物(PM)和多環(huán)芳烴(PAHs)的空氣污染及人群暴露特征。建立了基于GIS平臺(tái),以機(jī)動(dòng)車污染物排放模型COPERT、空氣污染物擴(kuò)散模型CALPUFF以及空氣污染物呼吸暴露模型APEX為核心的道路交通污染暴露研究模型框架,實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市尺度的污染物排放、擴(kuò)散及人群暴露的高時(shí)空分辨率模擬。本研究首次在國內(nèi)應(yīng)用了空

2、氣污染物呼吸暴露概率模型,通過實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析確定了影響模型計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵參數(shù),并對(duì)模型進(jìn)行了數(shù)據(jù)優(yōu)化。
　　 為研究道路交通的PM及PAHs排放特征,于2006年夏季在城區(qū)打浦路隧道內(nèi)對(duì)PM及顆粒相中的PAHs進(jìn)行了采樣監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,PAHs的診斷比例因子Ant/(An+Phe)、Flt/(Flt+Pyr)、BaA/(BaA+Chr)、IedP/(IcdP+BghiP)分別為0.14、0.40、0.41和0.32

3、,代表了典型的機(jī)動(dòng)車混合車流污染排放特征。PM的粒徑分布表明道路揚(yáng)塵對(duì)PM的質(zhì)量濃度有顯著貢獻(xiàn),而PAHs的粒徑分布受到機(jī)動(dòng)車排放和揮發(fā)-凝聚過程的共同影響。
　　 采用COPERT模型和排放因子法估算了2004年上海市道路交通源PM2.5、7種致癌性PAHs和氮氧化物(Nox)排放量。包括尾氣排放和道路揚(yáng)塵在內(nèi),交通污染的PM2.5、PAHs和Nox年排放量分別為3.24×107kg、4.09×105kg和6.35×107kg

4、,道路揚(yáng)塵污染對(duì)PM2.5和PAHs排放的貢獻(xiàn)大于機(jī)動(dòng)車尾氣直接排放。與交通源和固定燃燒源的總和相比,三種污染物的道路交通排放量在城區(qū)的貢獻(xiàn)率分別為61％、80％和34％。對(duì)交通源和固定源污染的濃度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果表明,交通源排放的PM2.5、PAHs和Nox在中心城區(qū)的年均濃度分別為23μg/m3、3ng/m3和34μg/m3,是影響城區(qū)PM2.5污染的最主要因素。
　　 對(duì)住宅換氣次數(shù)和室內(nèi)外PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,室內(nèi)

5、PM2.5濃度與室外污染水平顯著相關(guān)。通過數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)PM2.5的室內(nèi)沉降速率對(duì)室外PM2.5向室內(nèi)的滲透率影響顯著,是影響污染物呼吸暴露模型計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵參數(shù)。利用土地利用類型分布數(shù)據(jù),對(duì)模型計(jì)算所需的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了優(yōu)化,提高了其空間分辨率。數(shù)據(jù)優(yōu)化后,模型對(duì)外圍城區(qū)和郊區(qū)高暴露人群的模擬結(jié)果準(zhǔn)確性有顯著提高。
　　 利用CALPUFF模型模擬得到的污染物濃度場(chǎng),采用文獻(xiàn)報(bào)道及實(shí)驗(yàn)測(cè)定的暴露模型參數(shù),用APEX模型

6、研究了2004年上海市人群對(duì)交通源和固定源PM2.5和PAHs(以毒性當(dāng)量BaPeq表示)的暴露水平和特征。模擬結(jié)果顯示,全市所有人群對(duì)交通源PM2.5和BaPeq的年均暴露濃度中位數(shù)分別為5.4μg/m3和0.12ng/m3,與固定源相比,交通源在城區(qū)對(duì)PM2.5和BaPeq的貢獻(xiàn)率分別超過70％和20％。室內(nèi)環(huán)境中的平均暴露濃度低于室外環(huán)境,但由于人群在室內(nèi)環(huán)境中的時(shí)間分配比率超過85％,不同年齡段人群在室內(nèi)環(huán)境中的暴露量均占總暴露

7、量的70％以上。對(duì)致癌風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算表明,浦西城區(qū)部分區(qū)域道路交通源PAHs對(duì)致癌風(fēng)險(xiǎn)的最大貢獻(xiàn)率接近40％。
　　 上海是我國人口密集、交通發(fā)達(dá)的典型城市,本文研究結(jié)果可為上海市大氣污染控制與人群健康保護(hù)工作提供數(shù)據(jù)支撐,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究基于實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè),確定了影響呼吸暴露模型計(jì)算結(jié)果的關(guān)鍵參數(shù),并通過數(shù)據(jù)優(yōu)化改善了模型的計(jì)算結(jié)果可靠性,建立了城市道路交通污染暴露研究模型框架,實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市人群暴露水平的高時(shí)空分辨率模擬,可為