中国城市道路扬尘污染研究

摘要 中国城市空气颗粒物污染严重，城市铺装道路扬尘已成为城市环境空气颗粒物的重要来源之一。从城市道路尘的来源、监测评估、化学组分构成、道路尘对空气颗粒物贡献的评估及治理措施等方面进行了分析探讨，展望了今后城市道路尘控制的研究方向。
关键词 城市道路 道路积尘 扬尘 排放因子
Study on urban road dust pollution in China Chen Xiaohua，Xue Yonghua，Wu Jianhui，Zhu Tan，Feng Yinchang，Bai Zhipeng. (College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, State Environmental Protection Key Lab of Particulate Matter Pollution Control, Tianjin 300071)
Abstract: Particulate matter (PM) pollution has been a serious problem in urban areas in China, to which road dust is one of the major contributors. This article attempted to discuss urban road dust from the aspects of its sources, monitoring procedures, chemical composition, and evaluation methods of PM contribution to ambient air from road dust, and control measures. Finally research suggestions on controlling urban road dust in the future, had been put forward.
Keywords: Urban road Road dust Fugitive dust Emission factor
从20世纪初提出道路扬尘的问题[1] 到现在，道路扬尘污染对环境空气质量和人体健康的影响已日益受到研究人员的重视，也引起了环境管理部门的关注，将逐渐成为城市扬尘污染控制的重点之一。
道路扬尘，是指道路、街道上的积尘在一定的动力条件(风力、机动车碾压或人群活动)的作用下，一次或多次扬起并混合，进入到环境空气中形成一定粒径分布的颗粒物。许多研究结果表明，道路扬尘是城市空气颗粒物的主要来源之一[2]。1990年初，上海市城区(354 km2)道路扬尘排放TSP的量约12.3万t[3]。北京市城区及近郊区(1040 km2)1999年颗粒物排放清单中，交通扬尘(包括道路扬尘和机动车尾气尘)排放的TSP为8.06万t，PM10为2.74万t，PM2.5为1.00万t，分别占相应粒径范围的空气颗粒物总排量的33.5％、25.7％和18.7％。
近年全国环境质量公报指出，我国340多个城市中有近2/3的空气颗粒物浓度超过国家二级标准，成为城市空气首要污染物。在消烟除尘、机动车尾气控制收效甚微的情况下，控制道路扬尘等开放源将成为城市空气颗粒物污染治理的重点之一。为此，开展针对道路尘基本物化特性、监测方法、控制标准、贡献评估技术、治理技术等方面的研究，对于改善城市环境空气质量具有重要的现实意义。
1 道路扬尘的主要来源
城市道路分为铺装道路和未铺装道路，一般前者占绝大部分。铺装道路尘的来源十分复杂，主要有：（1）邻近地区因风蚀、水蚀作用带来的泥沙与尘土；（2）机动车携带泥块、沙尘、物料等抖落遗撒等；（3）机动车行驶造成自身磨损与消耗（如轮胎、刹车垫的磨损，尾气净化装置的老化与消耗等）及尾气排放；（4）路面老化破损后被碾压形成的颗粒物；（5）冰雪天气施洒沙粒及盐水形成的颗粒物；（6）生物碎屑，如枯枝落叶，草坪、树木修剪时遗留的碎屑，经过干燥、碾压形成颗粒物；（7）废物丢弃、泼洒，如烟蒂、纸屑等垃圾；（8）大气降尘。未铺装道路尘则主要是道路自身破损形成的。
2 道路尘污染研究现状
2.1 道路尘监测
道路尘监测是道路尘研究的基础，包括道路尘监测参数选择及其监测方法的设计等。通常，衡量道路起尘能力的指标是道路尘排放因子。排放因子是一特征值，它反映排污活动与污染物排放量之间的关系，一般表示为单位质量、单位体积、单位距离、单位时间内排放的污染物的质量。许多研究认为，道路尘排放跟道路积尘负荷及道路上行使车辆的平均重量有密切关系。因此，监测这些参数，可得到道路扬尘的排放因子。
2.1.1 道路积尘量的测定
道路积尘量指单位面积路面上某一粒径范围内的颗粒物的重量，几何粒径75 µm以下的积尘量称为积尘负荷。我国目前尚无道路积尘量测定的标准方法，测定工作常根据美国EPA的AP-42手册中的方法进行。铺装道路尘一般用真空吸尘器吸取，未铺装道路尘则用扫帚或刷子扫取。道路积尘量根据道路类型的不同而产生差异。城市道路按照功能，可划分为快速路、主干道、次干道和支路。道路积尘量典型值应当反映这种道路的特征。2003—2004年期间，笔者测定了石家庄、济南、青岛和邯郸等城市的铺装道路的积尘量（见表1）。从表1可看出，同一等级道路的积尘量差异较大，不同等级道路的积尘量平均值也有显著的区别，非机动车道的积尘量普遍高于同一等级的机动车道，快速路与支路的积尘量大体上高于主干道和次干道。

表1 四城市不同等级道路的积尘量监测值 g/m2 

另外，也有研究人员对城市进行分区，测定各分区内部的道路积尘量。例如，北京市道路积尘负荷在环线上约为5.0 g/m2，二环以内为6.6 g/m2，二三环之间为8.7 g/m2，三四环之间为11.4 g/m2，支路为22.0 g/m2，受市政施工影响的路段高达180 g/m2[4]。张承中等[4]报道了西安市城区道路积尘量，为150~300 g/m2。道路积尘量随季节发生变化，许多地区冬春季节积尘量较大，而夏秋季节则较少。