論重慶市交通干線空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站建設(shè)

翟崇治,劉 偉,余家燕,黃 偉,劉 萍

(重慶市環(huán)境監(jiān)測中心,401147)

近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,汽車已大量進(jìn)入家庭。研究表明道路兩側(cè)一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸锏任廴疚锏臐舛容^路緣20-50米處高幾倍至幾十倍。主要交通干線兩側(cè)局地空氣污染對路邊人群的健康影響越來越突出。歐美等發(fā)達(dá)國家及我國香港等地非常重視機(jī)動車尾氣對空氣的污染,為研究污染狀況,在敏感道路邊建設(shè)了專門用于監(jiān)測交通污染的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng),也稱“路邊站”,并依據(jù)監(jiān)測結(jié)果做了大量相關(guān)研究。

1 重慶交通污染自動監(jiān)測的現(xiàn)狀

重慶市最初的空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)建成于八十年代,2002年對“系統(tǒng)”進(jìn)行了一次全面的改造并進(jìn)行測點(diǎn)的擴(kuò)充與聯(lián)網(wǎng)。改造后重慶市空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)共設(shè)有15個(gè)自動監(jiān)測子站。對環(huán)境空氣中的PM10、SO2、NOX、NO2、NO、CO、O3以及風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、壓力參數(shù)進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)自動監(jiān)測。

然而重慶市現(xiàn)有空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)缺少在既交通繁忙有人群活動密集地區(qū)的設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)位,不能向有關(guān)部門提供有價(jià)值的交通污染監(jiān)測數(shù)據(jù)及相關(guān)資料。為此迫切需要在交通繁忙及人群密集活動區(qū)建立測點(diǎn),彌補(bǔ)重慶固定空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位對交通污染監(jiān)測的不足。

2 交通干線監(jiān)測站的選點(diǎn)原則

能夠及時(shí)有效地獲取交通繁忙、人群活動密集地區(qū)空氣質(zhì)量情況,為環(huán)境管理、人體健康研究、交通管理提供科學(xué)的決策性依據(jù),并進(jìn)一步體現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測與人體健康的關(guān)系。具體選點(diǎn)原則如下:

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》規(guī)定:為監(jiān)測道路交通污染源或其他重要污染源對環(huán)境空氣質(zhì)量影響而設(shè)置的污染監(jiān)控點(diǎn),應(yīng)設(shè)在可能對人體健康造成影響的污染物高濃度區(qū)域[1]。針對道路交通的污染監(jiān)控點(diǎn),采樣口距道路邊緣距離不得超過20米[1]。因此路邊監(jiān)測站一般設(shè)于交通繁忙區(qū)域同時(shí)人群活動的道路邊,采樣高度2-2.5 m左右。以期更好反映汽車排放污染對所測區(qū)域的影響。

3 監(jiān)測參數(shù)選擇

3.1 國內(nèi)外的參數(shù)選擇

據(jù)調(diào)查香港路邊站(銅鑼灣路邊子站)監(jiān)測PM10、PM2.5、SO2、NOx、O3和CO。北歐一些城市的路邊站采用DOAS儀器可監(jiān)測SO2,NO2,NO, O3外還可監(jiān)測苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物。歐洲許多城市采用Airpointer儀器監(jiān)測SO2,NOx,O3和CO污染物及氣象參數(shù)。地方不一樣,參數(shù)選擇不一樣。

3.2 汽車排放污染物篩選

汽車排放的氣態(tài)污染物廢氣中含有150～200種不同的化合物,其主要有害成分為:未燃燒或燃燒不完全的CH、NOx、CO、CO2、SO2、H2S以及微量的醛、酚、過氧化物、有機(jī)酸和含鉛、磷汽油所形成的鉛、磷污染等。重要的污染物具體情況如下:

CO是人易中毒且中毒情況多的一種氣體,CO與血紅蛋白的親和能力比氧氣大210倍。當(dāng)人吸入CO后與血紅蛋白結(jié)合形成COHb,形成碳氧血色素,阻礙了血色素輸送氧氣的能力,導(dǎo)致人嚴(yán)重缺氧,發(fā)生中毒。

NOX等氣體,毒性很強(qiáng),對人和動物的主要影響部位是呼吸系統(tǒng),經(jīng)常不斷的刺激呼吸道黏膜和肺泡時(shí),削弱和破壞了呼吸道的防御功能,降低了身體的免疫力,增加了機(jī)體對病菌、病毒的易感性、生長率下降,免疫反應(yīng)改變及肝組織發(fā)生變化等。NO2不易溶于水,易侵入肺胞,破壞肺表面活性物質(zhì),使肺胞表面張力增大,吸引毛細(xì)血管內(nèi)水分向間質(zhì)和肺胞內(nèi)移動,是肺胞浸沒于水中,而產(chǎn)生肺水腫。

碳?xì)浠衔?HC)主要由燃油氣形成。碳?xì)浠衔锸瞧蜔釟鈨?nèi)毒性最大的有害物,若控制不好,其污染物將達(dá)到總污染物的15%～20%;各種牌號的汽油內(nèi)芳香的碳?xì)浠衔锏暮恳话銥?%～16%。當(dāng)人們吸入汽油蒸氣后,會引起人的特殊的刺激(似如麻醉)。當(dāng)中毒嚴(yán)重時(shí),將會導(dǎo)致人喪失知覺,并引起痙攣。

臭氧是氮氧化合物、揮發(fā)性有機(jī)物及一氧化碳等進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)形成的一種次生污染物。臭氧能削弱人體對細(xì)菌和病毒的抵抗力?？稍斐煞尾考昂粑到y(tǒng)管道等的傷害,造成肺功能減退、急慢性障礙性肺部疾病等。

汽車排放的顆粒態(tài)污染物主要為細(xì)顆粒物,主要來源于排氣系統(tǒng)和運(yùn)行過程中還產(chǎn)生機(jī)械性塵污染,越細(xì)的顆粒對人體影響越大,研究表明,細(xì)顆粒物濃度即使相對較低也能引起肺功能的改變,引起心血管和呼吸(哮喘)疾病增加。粒徑2.5μm以下的較小顆粒對末稍細(xì)支氣管有強(qiáng)烈影響,即使低濃度的顆粒也可造成明顯反應(yīng),可形成慢性支氣管炎,細(xì)支氣管擴(kuò)張,肺水腫或支氣管纖維化等癥狀;粒徑1μm以下的微粒特別容易到達(dá)肺泡組織,促使肺部的巨噬細(xì)胞明顯增加,形成肺氣腫并破壞肺泡。上述影響對于新生兒、兒童、老年人更具有危險(xiǎn)性。細(xì)粒子中的高毒性成分,如無機(jī)的鉛、鎘、砷、鉻、鎳,有機(jī)的苯、二噁英、多環(huán)芳烴等除損害心肺系統(tǒng)外,還影響人體的皮膚、神經(jīng)系統(tǒng),它們的大多數(shù)還具有致癌性。

發(fā)動機(jī)排放氣體中飽含多環(huán)芳烴等復(fù)雜有機(jī)化合物,其中苯并(a)芘是強(qiáng)致癌物質(zhì),對人體危害更大。多環(huán)芳烴(PAHs)是極易以顆粒物形態(tài)存在的一種有機(jī)物,它是環(huán)境中的化學(xué)致癌物,所以格外引起人們的關(guān)注,多環(huán)芳烴主要產(chǎn)生于有機(jī)物的不完全燃燒和熱解過程中,目前發(fā)現(xiàn)的多環(huán)芳烴已有幾十種。PAHs中的B(a)P的是造成肺癌死亡率增加的重要因素?？諝庵蠵A Hs主要來自城市交通,還有燃煤和焚燒,其中88%來自城市交通。

由此可見,對人危害最大的有CO、NOX、HC、O3、顆粒物、VOC、PA Hs等復(fù)雜有機(jī)化合物。而空氣中PA Hs的監(jiān)測及后續(xù)相關(guān)研究需要多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì),目前的技術(shù)水平還未發(fā)展到可以在線監(jiān)測PAHs的全自動儀器。根據(jù)儀器科學(xué)發(fā)展的技術(shù)水平和建設(shè)目的,重慶路邊站主要監(jiān)測項(xiàng)目為:PM10、PM2.5、NO2、O3、CO、HC。

4 監(jiān)測方法與儀器選擇

各儀器設(shè)備監(jiān)測方法采用國際標(biāo)準(zhǔn)方法,無國際標(biāo)準(zhǔn)方法的采用國際上權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可的參比方法和等效方法并滿足重慶城市功能及污染水平等的基本要求。PM2..5為β射線吸收法。NO2為化學(xué)發(fā)光法,CO為紅外法,O3為紫外吸收法[2],HC、VOC為氫火焰離子/光離子檢測法。

5 結(jié)語

重慶近年來在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市管理及精神文明建設(shè)和環(huán)境保護(hù)方面都取得了引人矚目的進(jìn)步,許多方面走在全國前列。重慶的空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)行均處國內(nèi)先進(jìn)行列。因此配備的路邊站也應(yīng)是超前的并具有國際先進(jìn)水平。對于重慶市環(huán)境監(jiān)測中心站而言,由于擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室和一支高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍,特別是積累了大量空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行和管理經(jīng)驗(yàn),通過學(xué)習(xí)和摸索,一定能使路邊監(jiān)測站真正發(fā)揮出其應(yīng)有的作用,為重慶的環(huán)保增光添色。

[1] 環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(試行).

[2] HJ/T193-2005,環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].