上海市道路环境 PM1、PM2.5和 PM10污染水平*

沈俊秀 肖 珊 余 琦 马蔚纯 陈立民

(复旦大学环境科学与工程系，上海，200433)

道路环境是城市中颗粒物污染的典型微环境，同时又是人群受大气颗粒物污染暴露的典型微环境.日复一日的通勤出行使居民不可避免地要受到道路环境中颗粒物污染的影响.我国道路环境的颗粒物浓度水平与欧美等发达国家相比要高得多，尤其在交通干线附近的颗粒物水平更为惊人.因此道路环境的颗粒物污染对人群暴露的影响较大.

为了研究道路环境中细颗粒物污染现状，在上海市典型的交通繁忙区域进行了为期一周的实时监测，调查道路环境中细颗粒物污染特征以及道路交通对道路环境中颗粒物污染的影响.

1 监测方法

1.1 监测点位和监测时段

2010年11月1日—7日交通高峰和非高峰时段在上海市陆家嘴功能区开展道路环境颗粒物浓度监测.陆家嘴功能区是典型的金融贸易区，区内基本没有工业污染物排放，主要的空气污染源为道路交通源.本研究在2个交通量不同的路段开展了监测，所选道路为浦东大道L1(城市主干道，双向六车道)和栖霞路单行段L2(城市支路)，均为东西走向.

1.2 监测仪器及监测指标

采用2台DUSTTRAKTMⅡ8530粉尘仪实时测量颗粒物浓度.监测指标包括ρ(PM1)、ρ(PM2.5)和ρ(PM10).采样高度为距地面1.0 m.监测时长根据交通信号灯周期(平均约3 min)来设定.为了研究道路环境中颗粒物粒径特征，在L1点进行了不同粒径颗粒物浓度的平行监测.监测期间实时记录道路车流量.从上海气象局获得气象数据，从上海市环保局获取区域污染数据.由监测期间上海市API指数值可知，监测期间上海市空气质量由轻微-轻度污染(11月1—2日)、优(11月3日)转为良好(11月4—7日).

2 道路环境颗粒物浓度水平

2.1 ρ(PM10)

监测期间除11月2日非高峰时段之外，所测时段道路环境中ρ(PM10)均高于全市日均值，其总体变化趋势与全市ρ(PM10)日均值变化趋势一致，说明道路环境中颗粒物污染受气象条件和区域污染水平影响较大.L1点高峰时段可吸入颗粒物浓度(ρr(PM10)，下标r表示早高峰，下同)约为全市日均值的2.08—5.45倍;非高峰时段可吸入颗粒物浓度(ρn(PM10)，下标n表示非高峰时段，下同)约为全市日均值的0.72—3.14倍;L2点ρr(PM10)约为全市日均值的1.58—4.98 倍，ρn(PM10)约为全市日均值的0.63—2.88倍.

2.2 ρ(PM2.5)

L1和L2点的ρ(PM2.5)变化趋势与API变化趋势也较为一致.与世界卫生组织推荐的PM2.5日均浓度限值(0.025 mg·m－3)相比，L1和L2点的实时ρ(PM2.5)处于较高的水平.监测期间较为清洁的11月3日L1和L2点的ρ(PM2.5)约0.045—0.069 mg·m－3，略高于世界卫生组织推荐的日均值.在API为良的11月4—7日L1和L2点的ρ(PM2.5)也较11月 3 日有明显升高，L1 点 ρr(PM2.5)约为 0.154—0.414 mg·m－3，均值为 0.283 mg·m－3;L2 点 ρr(PM2.5)约为 0.117—0.386 mg·m－3，均值为 0.243 mg·m－3;两监测点 ρn(PM2.5)略低于 ρr(PM2.5)，L1 点4 日均值为0.228 mg·m－3，L2 点4 日均值为0.202 mg·m－3.在API为轻度-轻微污染的11月1—2日L1和L2两点的ρ(PM2.5)水平都大大高于其它几日，尤其是11 月1 日L1 和 L2 点 ρr(PM2.5)分别达到1.454 mg·m－3和1.210 mg·m－3.值得注意的是，11 月1—2 日L1 和L2 点ρn(PM2.5)大大低于 ρr(PM2.5)，仅为 0.289 mg·m－3和 0.274 mg·m－3，说明晨间污染严重.

2.3 ρ(PM1)

根据监测期间的空气污染程度可将监测时段分3组，清洁日(11月3日)、良好日(11月4—7日)及污染日(11月1—2日).清洁日 L1和 L2点的ρ(PM1)也较低，ρr(PM1)分别为 0.053 mg·m－3和 0.037 mg·m－3;良好日 L1 和 L2 点ρr(PM1)分别在 0.115—0.393 mg·m－3和 0.094—0.372 mg·m－3之间变化，均值分别为 0.251 mg·m－3和 0.225 mg·m－3，而在污染日 L1 和 L2 点 ρr(PM1)最高达到1.268mg·m－3和0.941 mg·m－3，远远高于其它监测日.

2.4 细颗粒物在可吸入颗粒物中的比例

监测期间无论城市主干道监测点L1还是城市支路监测点L2的细颗粒物浓度都呈现较高的水平.为准确反映道路环境中细颗粒物在可吸入颗粒物中的比重，在L1点进行了不同粒径颗粒物浓度的实时平行监测，结果如表1所示.

表1 细颗粒物在可吸入颗粒物中的比重

本研究中L1点的细颗粒物比重非常高，区别于典型的扬尘型颗粒物污染特征.监测期间道路环境中可吸入颗粒物污染以细颗粒物为主，而且随着空气污染程度的增加，道路环境中细颗粒物的比重有所增加.

3 道路环境中细颗粒物污染浓度的影响因素

由上述监测结果并结合环境和污染气象条件以及周边城市空气污染情况分析可知，道路环境细颗粒物污染浓度的影响因素主要有区域污染天气和道路交通排放.

3.1 区域污染天气的影响

区域污染天气的影响主要体现在11月1—2日的L1和L2点的PM1和PM2.5高污染水平.上海秋冬季节主导风向为北/西北风，冷空气造成降温的同时也可能带来上风向的污染气团，因此秋冬季节也是上海全年污染最为集中的季节.11月1—2日上海地区主导风向为北风.根据国家环保部发布的全国重点城市空气质量日报，11月1日和2日上海及周边一些城市也出现了轻微或轻度污染，首要污染物均为可吸入颗粒物;位于上海市上风向的南通市污染严重，其颗粒物污染水平远高于上海及其下风向城市;11月3日各地污染水平差异则大大减小.因此，11月1—2日研究区域内的颗粒物高浓度很可能与城市上风向的污染输送有关.

3.2 道路交通排放的影响

交通量对道路交通环境的影响非常显著.L1点的交通量远大于L2点，造成了L1和L2点显著的颗粒物浓度差异.以早高峰为例，两个污染日期间 L1点 ρr(PM1)分别比 L2点高出0.327 mg·m－3和0.104 mg·m－3，良好日 L1点 ρr(PM1)浓度则比 L2 点高出0.021—0.034 mg·m－3，而清洁日两点浓度差较小，L1 点 ρr(PM1)仅比 L2 点高出0.016 mg·m－3.需要特别说明的是，11月1日早高峰L1点细颗粒物的极高浓度不仅源于区域污染输送和本地交通繁忙的影响，塞车也是重要的影响因素.由于当日早高峰L1点所在路段一直塞车，导致大量汽车滞留，造成了11月1日两点ρr(PM1)浓度差比11月2日高出0.223 mg·m－3，更是大大高于其它监测日水平.

早晚高峰浓度往往高于非高峰浓度，但在特殊天气条件(例如11月2日)下污染气象条件变化造成的早中晚浓度差异可能大大超过交通量日变化的影响.11月2日早高峰浓度比非高峰浓度高出0.370 mg·m－3左右，而晚高峰浓度则低0.044 mg·m－3左右.其原因在于11月2日晨间雾霾污染从上午9、10点开始逐渐减弱并消散.

4 结论

(1)城市主干道和支路监测点的PM10浓度高于全市日均值，尤其是高峰时段.主干道监测点L1的ρr(PM10)约为全市日均值的2.08—5.45倍，支路监测点 L2的ρr(PM10)约为全市日均值的1.58—4.98倍.

(2)道路环境中细颗粒物污染水平较高.污染最严重的11月1日L1和L2点ρr(PM2.5)分别达到1.454 mg·m－3和1.210 mg·m－3，ρr(PM1)达到 1.268 mg·m－3和 0.941 mg·m－3.

(3)城市道路环境中细颗粒物污染严重.污染日 ρ(PM1)/ρ(PM2.5)达到 0.88，ρ(PM2.5)/ρ(PM10)达到 0.91.

(4)影响道路环境细颗粒物污染浓度的因素主要有区域污染输送和道路交通排放.