浅谈机动车车速对道路交通扬尘排放的影响

李钞

摘要：在机动车行驶的时候由于其车轮的转动在道路交通上产生了扬尘，从而对城市颗粒物会产生较大的影响。采用GPS记录仪结合DustTrak8530型颗粒物检测仪，分析研究了机动车车速会对道路交通扬尘排放产生的影响。研究结果表明：机动车行驶的速度越快，由于其车轮的转动产生的PM2.5、PM10的浓度和PM2.5、PM10质量浓度比就会逐渐变大；将数据经过拟合，将机动车车速与PM2.5、PM10的浓度以及PM2.5、PM10质量浓度比之间的函数关系分别得出。本次研究中所得出的结果将为测试道路交通的扬尘排放量及排放因子，及为建立道路交通的扬尘排放清单铺垫好了实验的基础。

关键词：机动车车速；扬尘；道路交通；排放影响

最近几年以来，城市扬尘会对城市空气颗粒物产生的影响受到了广泛的关注，根据相关研究表明，对城市空气颗粒物产生污染的主要因素就是城市扬尘。在城市扬尘中的重要组成部分就是道路交通扬尘，同时也是空气颗粒物的重要尘源之一。为了治理以及改善城市颗粒物污染就必须要对道路扬尘进行控制以及定量的研究，这也是非常重要的一个环节。在本次的研究中将采用GPS记录仪以及颗粒物检测仪，对机动车车速会对道路交通扬尘排放产生的影响进行了研究。

1、材料与方法

1.1实验器材

在本次研究实验中，采用四台DustTrak8530型颗粒物检测仪、一台GPS Map60CS型全球定位系统记录仪以及某品牌的汽车一辆。

可以使用DustTrak8530型颗粒物检测仪对PM2.5、PM10进行不断更换采样，从而对不同粒径颗粒物的浓度进行实时的测定，并且要设置时间的间隔，数据记录时间间隔时间均为一秒，如此检测仪器自带的储存卡就可以将颗粒物的实时浓度进行记录。使用全球定位系统记录仪将机动车的行驶速度进行记录，其记录的间隔时间为一秒。在开始采样之前，将全球定位系统记录仪的时间和四台DustTrak8530型颗粒物检测仪的时间设置为一样的，有利于颗粒物的浓度和机动车的速度两者的数据相匹配。

1.2 实验设计

将四台DustTrak8530型颗粒物检测仪分别编号为仪器1、2、3、4号，将1、2号仪器通过连接管和测试采样口连接并放在机动车前轮左侧轮胎的后方，将测试采样口和轮胎的正中进行对准，离地面175毫米，离轮胎50毫米；将3、4号仪器通过连接管和背景采样口连接并放在机动车的车顶，并在实验开始校准四台颗粒物检测仪，保证他们在同时测量一样粒径的颗粒物时，其质量浓度数据间的大小差值在2μg/m3以内。1、2号仪器的检测指标是车轮卷起的PM2.5以及背景PM2.5，3号仪器的检测指标为背景PM2.5，4号仪器的检测指标为PM10[1]。

在进行试验的时候要选择行驶车辆较少的路段，避免其他车辆对颗粒物浓度背景值的干扰，采用颗粒物检测仪记录机动车不同行驶速度的颗粒物浓度数据的变化。将机动车的車速设为10～80km/h，之间的间隔为5km/h，一共为15个不同的行驶速度，每次行驶速度测试4次。

1.3 数据处理

在进行采样的期间，机动车在行驶的过程中由车轮转动引起的PM2.5浓度可以通过计算仪器1号和3号检测出来的浓之度差来得出，PM10的浓度可以通过计算仪器2号和4号检测出来的浓之度差来得出，将由机动车车轮的转动而产生的的颗粒物浓度和机动车的行驶速度以时间作为契合点来进行匹配，对颗粒物浓度随着机动车行驶速度的变化规律进行研究[2]。

2、结果

2.1机动车行驶速度和车轮转动引起的PM2.5浓度的关系

机动车在指定的路段上进行来回的行驶，将15个不同的行驶速度进行4次测试，一共获得了60组数据，将时间作为契合点计算出每秒的PM2.5浓度，并且将每组数据的PM2.5浓度的平均值计算出来，研究车速和PM2.5浓度之间的关系。从得出的结果表明，机动车行驶的速度越快，由车轮转动所引起的PM2.5浓度就会逐渐的变大。

将机动车实际测试得出的均速作为自变量，车轮转动引起的PM2.5的质量浓度作为因变量，将六十组数据进行拟合，式1：△DT2.5=0.0092×V2.5717 R2=0.95，其中△DT2.5指的是车轮转动引起的PM2.5质量浓度，单位μg/m3，机动车实际测试得出的均速为V，单位km/h，

2.2机动车行驶速度和车轮转动引起的PM10浓度的关系

机动车在指定的路段上进行来回的行驶，将15个不同的行驶速度进行4次测试，一共获得了60组数据，将时间作为契合点计算出每秒的PM10浓度，再将各组数据之间PM10浓度的平均值计算出来，研究PM10浓度和机动车行驶速度之间的关系。从研究结果表明，机动车行驶的速度越快，由车轮转动所引起的PM10浓度就会逐渐的变大。

将机动车实际测试得出的均速作为自变量，车轮转动引起的PM10的质量浓度作为因变量，将六十组数据进行拟合，式2：△DT10=0.1365×V2.0772 R2=0.93，其中△DT10指的是车轮转动引起的PM10质量浓度，单位μg/m3[3]。

2.3机动车行驶速度和道路交通扬尘中颗粒物构成的关系

将机动车的行驶速度以时间作为契合点，在机动车行驶的过程当中，将机动车车速和PM2.5、PM10的质量浓度比建立关系，从结果表明机动车行驶的速度越快，PM2.5、PM10的质量浓度比就会逐渐的变大。

将机动车实际测试得出的均速作为自变量，PM2.5、PM10的质量浓度比作为因变量，式1：Y=0.2425+0.0044V R2=0.84，其中PM2.5、PM10的质量浓度比为Y。

3、结论

综上所述，从本次研究中得出，机动车行驶的速度越快，由于其车轮的转动产生的PM2.5、PM10的浓度和PM2.5、PM10质量浓度比都会逐渐变大，因此在对各城市以及各种道路类型进行道路交通扬尘的排放量和排放因子进行研究时，要将机动车车速对道路交通扬尘的排放考虑进去。

参考文献：

[1]张诗建， 姬亚芹， 朱振宇，等. 机动车车速对道路交通扬尘排放特征的影响[J]. 环境污染与防治， 2016， 38（4）：82-84.

[2]樊守彬， 李雪峰， 张东旭，等. 道路交通扬尘排放因子测量系统研发及应用[J]. 环境科学学报， 2016， 36（10）：3569-3575.

[3]吴丽萍， 文科军. 机动车行驶过程道路扬尘影响因素试验研究[J]. 环境科学与管理， 2008， 33（12）：34-36.