影響機動車尾氣污染物擴散環(huán)境因素概述

劉 迪

（吉林財經大學，吉林 長春130117）

影響機動車尾氣污染物擴散環(huán)境因素概述

劉 迪

（吉林財經大學，吉林 長春130117）

論述了環(huán)境因素對機動車尾氣污染物擴散的影響，分析了環(huán)境因素在污染物擴散過程中起到的作用。

污染物；擴散；機動車尾氣；環(huán)境因素；影響

中國經濟正處在高速發(fā)展時期，經濟發(fā)展帶來的環(huán)境問題已經成為社會關注的焦點問題。據不完全統(tǒng)計，截止2013年底，我國機動車數(shù)量突破2.5億輛，機動車保有量超過百萬的城市達到 31個。機動車數(shù)量的迅速增長，不僅僅給人們生活帶來便捷，同時，產生了環(huán)境問題，噪聲污染、尾氣污染已是社會普遍關注的焦點。2013年，全國城市大范圍出現(xiàn)霧霾天氣，對城市居民的生活、健康帶來負面影響，醫(yī)院收治的呼吸道疾病患者數(shù)量明顯增多。通過相關環(huán)境部門的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)機動車尾氣污染物是產生霧霾天氣的主要原因之一。

為了更好地預防、治理機動車尾氣污染，首先應對污染物擴散的環(huán)境因素進行分析，進而降低污染物在環(huán)境中的濃度，減少對人體健康的影響。同時研究機動車尾氣污染物擴散的環(huán)境因素，也是環(huán)境預測、評估的重要工具。

1 影響城市道路機動車污染物擴散的環(huán)境因素

1.1 風

風速。風在污染物擴散當中發(fā)揮著兩個作用，一個是稀釋，一個是傳輸。風速在這兩方面都產生了一定的作用。風速較小的時候，環(huán)境當中空氣更新較慢，對于污染物擴散不利，這時污染物的濃度較高。當風速變大的時候，對于污染物擴散是有利的，這時的污染物濃度較低?？諝庵形廴疚餄舛雀?、低以及擴散與稀釋受水平運動的大氣影響，假設不考慮其他的影響因素，空氣中的污染物濃度與風速成反比，當風速降到一半，下風向空氣中污染物濃度則會上升一倍［1］。同時，國內外學者對受風速影響下的污染物濃度變化情況進行了研究。1985年，在美國的芝加哥的一個街道峽谷當中，Depaul［2］進行了一次試驗，實驗的結果發(fā)現(xiàn)當風速保持在2～5m／s，風向的夾角與街道成90°時，只存在一個渦流在環(huán)境當中；當風速降為1.5～2.0m／s時，渦流現(xiàn)象幾乎不會在環(huán)境當中出現(xiàn)。施益強、王堅等［3］對廈門的 NOx、PM10進行預測，空氣中的污染物濃度基本上與風速成反比，當環(huán)境中的風速高于 7m／s時，PM10濃度反而與風速成正比。

風向。風在污染物擴散當中起著傳輸作用，而風向決定著風的傳輸方向。城市規(guī)劃污染較大的工業(yè)、企業(yè)應考慮風向因素，上風向的污染物濃度明顯要低于下風向的污染物濃度。謝海英、陳康民［4］采用 RNG k－ε湍流模型，并運用 Fluent軟件，對某條街道中機動車污染物進行預測值模擬，當這條街道的寬高比為 5時，當風向與街道成 90°角時污染物濃度最大；與街道成 45°角時，污染物濃度出現(xiàn)第二大值，其余風向角下濃度較小。同時，陳萌、韓相春［5］進行類似的二維數(shù)值模擬，同樣采用 RNG k－ε湍流模型，也得到相似的結論。

1.2 溫度

氣溫。機動車污染物擴散受溫度影響較為明顯，氣溫與大氣穩(wěn)定度關系較為密切。夏季時，環(huán)境溫度較高，大氣穩(wěn)定度較差，對污染物的擴撒有利。冬季時，環(huán)境溫度較低，大氣穩(wěn)定度較好，對污染物擴散不利。日氣溫變化與季節(jié)變化相似，白天溫度較高，大氣湍流現(xiàn)象較明顯，污染物濃度較低；反之，夜間溫度較低，產生下沉作用，湍流現(xiàn)象較弱。Nakamura［6］等對街道環(huán)境中的變化進行了較為系統(tǒng)、詳細的測量，由于一天當中日照的變化，空氣中的熱量分布不均勻，機動車尾氣污染物在街道內的擴散能力及其穩(wěn)定度有著明顯的差異，當溫度較高，日照較強時，區(qū)域內的污染物濃度有下降的趨勢，這說明溫度對污染物擴散有一定的影響。

逆溫。一般情況下，在大氣的對流層當中，氣溫會隨著高度的增加而降低，但是由于其他的氣象條件的影響，有時氣溫會隨著高度的升高而上升，這種現(xiàn)象被稱為逆溫。邊界層逆溫對污染物的影響較為明顯。邊界層逆溫有兩種，一種是脫地逆溫，一種是貼地逆溫，前者是從低空開始的逆溫，后者是在地面開始的逆溫。貼地逆溫對于污染物的擴散的影響要強于脫地逆溫。逆溫現(xiàn)象一般多發(fā)生在冬季，工業(yè)城市的地表以上有大量熱源存在，產生一層不穩(wěn)定的層結，在這個層結上的逆溫層使得城市污染物的擴散空間有限，污染物擴散受到阻礙，近地面濃度較高。有時候城市天氣較好的清晨或者夜晚，產生濃霧，能見度較差，基本上也是由于這種原因產生的。

1.3 大氣穩(wěn)定度

大氣穩(wěn)定度是指在鉛直方向上空氣的穩(wěn)定程度，即大氣中所在的層次是否穩(wěn)定，是否容易產生對流。污染物濃度與大氣穩(wěn)定度成正比關系，穩(wěn)定度級別較低時有利于污染物的擴散，因為低的穩(wěn)定度有利于污染物和空氣混合稀釋；反之大氣穩(wěn)定度較高不利于污染物擴散。對流和湍流的產生也受大氣穩(wěn)定度的影響，當大氣穩(wěn)定度較差時，對流和湍流較為明顯，污染物的稀釋能力較強，形成污染的可能性較小。一般每天的清晨和夜晚大氣穩(wěn)定度較好，一天當中大氣的穩(wěn)定度變化較為明顯。袁啟光、張同智［7］參考2000—2003年哈爾濱市氣象數(shù)據、大氣穩(wěn)定度、污染物擴散情況、空氣質量監(jiān)測數(shù)據，進行了大氣污染物等級、大氣穩(wěn)定度的劃分。

對于穩(wěn)定度的劃定，國內外多采用帕斯奎爾擴散曲線法［8］，見表1。

表1 穩(wěn)定度級別劃分表

2 結語

對于機動車污染物尾氣擴散的研究始于 20世紀30年代，在70年代成為熱點研究問題，影響污染物擴散的環(huán)境因素也越來越成為人們關心的領域。國外對于機動車尾氣污染物的研究工作較為成熟，國內的研究學者起步較晚。機動車尾氣污染物受多種因素影響，如源強、地理條件、氣象條件，這也給分析污染物的濃度分布造成了一定的難度。

準確地分析影響機動車尾氣污染物擴散的環(huán)境因素，有利于減弱環(huán)境污染造成的危害，能對大氣污染防治工作提供幫助。

［1］何強.環(huán)境學導論 ［M］.北京：清華大學出版社，1994.

［2］Depaul F T，Sheih.CM.A tracer study of dispersion in an urban street canyon［M］.Atmos Environ，1985：19

［3］施益強，王堅.基于 GIS的廈門市區(qū)機動車尾氣擴散模擬［J］.集美大學學報 （自然科學版），2010，15（6）：68 －70.

［4］謝海英，陳康民.風向對街道峽谷內污染物擴散的影響 ［J］.環(huán)境科學研究，2011，24（5）：497－504.

［5］陳萌，韓相春.城市街道峽谷機動車排放氮氧化物擴散模擬［J］.交通運輸工程與信息學報，2008，6（1）：38－50.

［6］Nakamura Y，Roke T R.Wind，temperature and stability conditions in an east－west oriented urban canyon［M］.Atmos Environ，1988.

［7］郝吉明，馬廣大.大氣污染控制工程 ［M］.北京：高等教育出版社，1989.

［8］JTJ005－96，公路建設項目環(huán)境影響評價規(guī)范 ［S］.

Summary of Environmental Factors Influencing the Dispersion of Exhaust Gases of Vehicles

LIU Di
（Jilin University of Finance and Economics，Changchun Jilin 130117 China）

The environmental factors that could influence the dispersion of exhaust gases of vehicles were analyzed. The roles of each environmental factor were played in the dispersion process were presented as well.

pollutant；dispersion；exhaust gas of vehicle；environmental factor；impact

X701

A

1673－9655（2014）05－0065－02

2014－03－21

劉迪 （1986－），男，碩士研究生，助教，吉林財經大學，主要從事環(huán)境規(guī)劃與管理研究。