【摘 要】
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城市交叉口是城市道路系统的重要组成部分,各方向交通流汇集、分离,交通运行状况复杂,是交通污染领域研究重点对象。交通超细颗粒物(UFP)和黑碳(BC)排放特征与城市道路交通污染、公众健康密切相关,探究其来源有助于从根本治理交通污染,但国内关于UFP在交叉口区域的研究较少。因此有必要对交叉口UFP的变化特征及来源贡献进行研究,为改善机动车排放造成的道路空气污染现状提供一定理论依据和参考。本文利用黑碳仪
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城市交叉口是城市道路系统的重要组成部分,各方向交通流汇集、分离,交通运行状况复杂,是交通污染领域研究重点对象。交通超细颗粒物(UFP)和黑碳(BC)排放特征与城市道路交通污染、公众健康密切相关,探究其来源有助于从根本治理交通污染,但国内关于UFP在交叉口区域的研究较少。因此有必要对交叉口UFP的变化特征及来源贡献进行研究,为改善机动车排放造成的道路空气污染现状提供一定理论依据和参考。本文利用黑碳仪和宽范围气溶胶粒径谱仪等观测仪器对西安城区处于不同排放源(交通源、交通源和建筑施工源并存)处的交叉口的BC和UFP进行观测,探究UFP和BC的时间分布特征,使用广义加性模型探究UFP浓度与交通、气象因素的关系,基于黑碳仪模型估算交通黑碳(BCff)的浓度,据此对道路UFP进行源解析,明确交通源的贡献比例。主要结论如下:UFP浓度分析结果表明:以机动车为主要排放源的采样点UFP、BC和BCff白天变化基本一致,峰值分别出现在7:30-8:30和17:30-18:30,爱根核粒子(25nm-100nm)浓度受机动车排放影响明显,在午后12:00-13:00发生二次粒子生成现象,浓度会升高。处于交通源和建筑施工源采样点的UFP一直处于高浓度水平,数浓度比处于交通源采样点的平均浓度(9561.93 N/cm~3)高出23.74%。工作日和周末不同的出行量对于交通源的排放强度有影响,周末UFP数浓度减少了12.78%,BC质量浓度减少了22.60%,BCff质量浓度减少了16.20%。基于广义加性模型(GAM)分析了交叉口UFP浓度变化的影响因素,结果显示:机动车为主要排放源的交叉口UFP浓度与UFP背景浓度关系最为密切,交叉口UFP浓度与交通量正相关,UFP浓度与温度(TP)正相关,与相对湿度(RH)负相关。UFP背景浓度、车流量、RH、TP和和风速风向这五个变量的解释率为69.7%。UFP源解析的结果表明:由机动车尾气排放产生的一次超细粒子(N1)和BCff的浓度变化趋势重合。发现无论是在以交通源为主的交叉口还是交通源和建筑施工源并存的交叉口,非交通源排放的二次超细粒子(N2)都占主导地位,平均贡献占比高于50%。N2与TP、RH、风速的相关性强于N1。
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