论重庆市交通干线空气质量自动监测站建设

翟崇治,刘 伟,余家燕,黄 伟,刘 萍

(重庆市环境监测中心,401147)

近年来随着经济的发展,汽车已大量进入家庭。研究表明道路两侧一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等污染物的浓度较路缘20-50米处高几倍至几十倍。主要交通干线两侧局地空气污染对路边人群的健康影响越来越突出。欧美等发达国家及我国香港等地非常重视机动车尾气对空气的污染,为研究污染状况,在敏感道路边建设了专门用于监测交通污染的空气质量监测系统,也称“路边站”,并依据监测结果做了大量相关研究。

1 重庆交通污染自动监测的现状

重庆市最初的空气质量自动监测系统建成于八十年代,2002年对“系统”进行了一次全面的改造并进行测点的扩充与联网。改造后重庆市空气质量自动监测系统共设有15个自动监测子站。对环境空气中的PM10、SO2、NOX、NO2、NO、CO、O3以及风速、风向、温度、压力参数进行24小时连续自动监测。

然而重庆市现有空气质量自动监测系统缺少在既交通繁忙有人群活动密集地区的设置监测点位,不能向有关部门提供有价值的交通污染监测数据及相关资料。为此迫切需要在交通繁忙及人群密集活动区建立测点,弥补重庆固定空气质量监测点位对交通污染监测的不足。

2 交通干线监测站的选点原则

能够及时有效地获取交通繁忙、人群活动密集地区空气质量情况,为环境管理、人体健康研究、交通管理提供科学的决策性依据,并进一步体现环境监测与人体健康的关系。具体选点原则如下:

根据《环境空气质量监测技术规范》规定:为监测道路交通污染源或其他重要污染源对环境空气质量影响而设置的污染监控点,应设在可能对人体健康造成影响的污染物高浓度区域[1]。针对道路交通的污染监控点,采样口距道路边缘距离不得超过20米[1]。因此路边监测站一般设于交通繁忙区域同时人群活动的道路边,采样高度2-2.5 m左右。以期更好反映汽车排放污染对所测区域的影响。

3 监测参数选择

3.1 国内外的参数选择

据调查香港路边站(铜锣湾路边子站)监测PM10、PM2.5、SO2、NOx、O3和CO。北欧一些城市的路边站采用DOAS仪器可监测SO2,NO2,NO, O3外还可监测苯、甲苯、二甲苯等有机物。欧洲许多城市采用Airpointer仪器监测SO2,NOx,O3和CO污染物及气象参数。地方不一样,参数选择不一样。

3.2 汽车排放污染物筛选

汽车排放的气态污染物废气中含有150～200种不同的化合物,其主要有害成分为:未燃烧或燃烧不完全的CH、NOx、CO、CO2、SO2、H2S以及微量的醛、酚、过氧化物、有机酸和含铅、磷汽油所形成的铅、磷污染等。重要的污染物具体情况如下:

CO是人易中毒且中毒情况多的一种气体,CO与血红蛋白的亲和能力比氧气大210倍。当人吸入CO后与血红蛋白结合形成COHb,形成碳氧血色素,阻碍了血色素输送氧气的能力,导致人严重缺氧,发生中毒。

NOX等气体,毒性很强,对人和动物的主要影响部位是呼吸系统,经常不断的刺激呼吸道黏膜和肺泡时,削弱和破坏了呼吸道的防御功能,降低了身体的免疫力,增加了机体对病菌、病毒的易感性、生长率下降,免疫反应改变及肝组织发生变化等。NO2不易溶于水,易侵入肺胞,破坏肺表面活性物质,使肺胞表面张力增大,吸引毛细血管内水分向间质和肺胞内移动,是肺胞浸没于水中,而产生肺水肿。

碳氢化合物(HC)主要由燃油气形成。碳氢化合物是汽油热气内毒性最大的有害物,若控制不好,其污染物将达到总污染物的15%～20%;各种牌号的汽油内芳香的碳氢化合物的含量一般为2%～16%。当人们吸入汽油蒸气后,会引起人的特殊的刺激(似如麻醉)。当中毒严重时,将会导致人丧失知觉,并引起痉挛。

臭氧是氮氧化合物、挥发性有机物及一氧化碳等进行光化学反应形成的一种次生污染物。臭氧能削弱人体对细菌和病毒的抵抗力。可造成肺部及呼吸系统管道等的伤害,造成肺功能减退、急慢性障碍性肺部疾病等。

汽车排放的颗粒态污染物主要为细颗粒物,主要来源于排气系统和运行过程中还产生机械性尘污染,越细的颗粒对人体影响越大,研究表明,细颗粒物浓度即使相对较低也能引起肺功能的改变,引起心血管和呼吸(哮喘)疾病增加。粒径2.5μm以下的较小颗粒对末稍细支气管有强烈影响,即使低浓度的颗粒也可造成明显反应,可形成慢性支气管炎,细支气管扩张,肺水腫或支气管纤维化等症状;粒径1μm以下的微粒特别容易到达肺泡组织,促使肺部的巨噬细胞明显增加,形成肺气腫并破坏肺泡。上述影响对于新生儿、儿童、老年人更具有危险性。细粒子中的高毒性成分,如无机的铅、镉、砷、铬、镍,有机的苯、二噁英、多环芳烃等除损害心肺系统外,还影响人体的皮肤、神经系统,它们的大多数还具有致癌性。

发动机排放气体中饱含多环芳烃等复杂有机化合物,其中苯并(a)芘是强致癌物质,对人体危害更大。多环芳烃(PAHs)是极易以颗粒物形态存在的一种有机物,它是环境中的化学致癌物,所以格外引起人们的关注,多环芳烃主要产生于有机物的不完全燃烧和热解过程中,目前发现的多环芳烃已有几十种。PAHs中的B(a)P的是造成肺癌死亡率增加的重要因素。空气中PA Hs主要来自城市交通,还有燃煤和焚烧,其中88%来自城市交通。

由此可见,对人危害最大的有CO、NOX、HC、O3、颗粒物、VOC、PA Hs等复杂有机化合物。而空气中PA Hs的监测及后续相关研究需要多学科研究团队,目前的技术水平还未发展到可以在线监测PAHs的全自动仪器。根据仪器科学发展的技术水平和建设目的,重庆路边站主要监测项目为:PM10、PM2.5、NO2、O3、CO、HC。

4 监测方法与仪器选择

各仪器设备监测方法采用国际标准方法,无国际标准方法的采用国际上权威机构认可的参比方法和等效方法并满足重庆城市功能及污染水平等的基本要求。PM2..5为β射线吸收法。NO2为化学发光法,CO为红外法,O3为紫外吸收法[2],HC、VOC为氢火焰离子/光离子检测法。

5 结语

重庆近年来在经济建设、城市管理及精神文明建设和环境保护方面都取得了引人瞩目的进步,许多方面走在全国前列。重庆的空气质量自动监测系统建设与运行均处国内先进行列。因此配备的路边站也应是超前的并具有国际先进水平。对于重庆市环境监测中心站而言,由于拥有先进的实验室和一支高素质的专业技术队伍,特别是积累了大量空气质量自动监测系统运行和管理经验,通过学习和摸索,一定能使路边监测站真正发挥出其应有的作用,为重庆的环保增光添色。

[1] 环境空气质量监测技术规范(试行).

[2] HJ/T193-2005,环境空气质量自动监测技术规范[S].