公路交通運輸環(huán)境在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析

賀勝義

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

《公路交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》[1]中提出了交通環(huán)境保護(hù)的發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)，依托現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，建設(shè)交通運輸環(huán)境數(shù)據(jù)中心。初步形成布局科學(xué)、層次合理的交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，基本掌握全國沿海、內(nèi)河主要港口及國家高速公路重點路段的環(huán)保情況。按照“先行先試，逐步推廣”的原則，山西省率先開展了公路交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)試點工程建設(shè)，其中在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是試點工程的重要組成部分。

1 建設(shè)目的

1.1 先行先試，積累經(jīng)驗[2]

山西省交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)試點工程是以山西省交通環(huán)保監(jiān)測中心為核心、以交通環(huán)境監(jiān)測分站和在線環(huán)境監(jiān)測站點為骨架、以環(huán)境監(jiān)測信息處理平臺為支撐的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。通過試點工程的建設(shè)和試運行，為交通運輸部編制“全國交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)總體規(guī)劃”[3]以及建設(shè)“全國交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系”提供借鑒。

1.2 完善環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容和環(huán)保統(tǒng)計分析

環(huán)境監(jiān)測和環(huán)保數(shù)據(jù)統(tǒng)計是實現(xiàn)交通環(huán)?？茖W(xué)決策的重要依據(jù)。山西省交通運輸環(huán)境監(jiān)測信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)將進(jìn)一步完善環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容，提高環(huán)保統(tǒng)計分析能力。環(huán)境空氣和交通噪聲在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，實現(xiàn)了由手動監(jiān)測向自動監(jiān)測的過渡，不僅可以增加交通運輸環(huán)境監(jiān)測的范圍，更重要的是可以全面掌握交通運輸行業(yè)對環(huán)境影響的范圍和程度。

2 在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局

山西省公路交通運輸環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)總體規(guī)劃正在編制。“十二五”期間，在山西省高速公路的典型路段建設(shè)有4套環(huán)境空氣在線監(jiān)測系統(tǒng)和8套噪聲自動在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時在線監(jiān)測數(shù)據(jù)通過信息處理平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。8處在線監(jiān)測站點，其中有4處為場站式噪聲在線監(jiān)測點（與空氣監(jiān)測點合建），4處路側(cè)式噪聲在線監(jiān)測站點。全省在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)點位分布見圖1。

圖1 全省在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)點位分布圖

3 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用

在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)主要針對高速公路運營期沿線服務(wù)設(shè)施產(chǎn)生的生活污水和鍋爐煙氣、交通噪聲和汽車尾氣等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在線監(jiān)測技術(shù)的使用，實現(xiàn)了從手動監(jiān)測向自動在線監(jiān)測的重大突破。

公路建設(shè)項目線路長，沿線環(huán)境敏感點多，環(huán)境影響具有累積性和突發(fā)性的特點，過去只能通過手動監(jiān)測來掌握短期的污染物排放濃度和環(huán)境質(zhì)量變化趨勢，無法獲得具有代表性的監(jiān)測數(shù)據(jù)，無法對環(huán)境影響進(jìn)行全面科學(xué)的評價，這也是造成公路運營期環(huán)境監(jiān)測長期無法正常開展的技術(shù)瓶頸。通過在線實時監(jiān)測技術(shù)可有效彌補(bǔ)手動監(jiān)測的缺點。

高速公路沿線服務(wù)設(shè)施產(chǎn)生的生活污水、鍋爐煙氣的排放具有污染小、穩(wěn)定性、階段性的特點；交通噪聲和汽車尾氣污染具有連續(xù)性、瞬時性的特點，選擇性地在典型路段建設(shè)了4個大氣在線監(jiān)測站點和8個噪聲在線監(jiān)測站點，對交通噪聲、汽車尾氣和鍋爐煙氣進(jìn)行實時監(jiān)測分析，初步掌握了交通噪聲對沿線聲環(huán)境敏感點以及汽車尾氣、鍋爐煙氣對區(qū)域環(huán)境空氣的影響，為開展高速公路運營期環(huán)境監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)。

3.1 場站式噪聲在線監(jiān)測分析

交通噪聲具有持續(xù)性、瞬時性的特點，受到外界的干擾因素較多，傳統(tǒng)的手動監(jiān)測方法由于監(jiān)測時間較短（20 min），無法全面準(zhǔn)確地反映交通噪聲狀況。通過實時在線連續(xù)監(jiān)測技術(shù)，可掌握環(huán)境發(fā)展趨勢。以武鄉(xiāng)和陽泉服務(wù)區(qū)場站式噪聲在線監(jiān)測站點為例，可重點掌握交通噪聲對區(qū)域環(huán)境的影響范圍和程度，其噪聲數(shù)據(jù)監(jiān)測結(jié)果見表1、表2，趨勢分析見圖2、圖3。

表1 武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)表 dB

圖2 武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)2015年3月16日晝夜間噪聲值趨勢分析圖

由圖2和表1表明：武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)晝間（6∶00～22∶00）Leq噪聲值在52.6～55.8 dB，平均噪聲值為54.4 dB，滿足聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，表明武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)晝間聲環(huán)境質(zhì)量較好。武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)夜間（22：00～6：00）Leq噪聲值在50.0～53.8 dB，平均噪聲值為51.6 dB，滿足聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，表明武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)夜間聲環(huán)境質(zhì)量較好。經(jīng)現(xiàn)場咨詢和調(diào)查，武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)?？寇囕v多為小型車和客車，重載運輸車輛相對較少，與監(jiān)測結(jié)果基本相符。

表2 陽泉服務(wù)區(qū)噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)表 dB

圖3 陽泉服務(wù)區(qū)2015年3月16日晝夜間噪聲值趨勢分析圖

由圖3和表2表明：陽泉服務(wù)區(qū)晝間（6∶00～22∶00）Leq噪聲值在65.4～68.5 dB，平均噪聲值為66.5 dB，雖然滿足聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，但與標(biāo)準(zhǔn)值較接近，表明陽泉服務(wù)區(qū)晝間聲環(huán)境質(zhì)量一般。陽泉服務(wù)區(qū)夜間（22∶00～6∶00）Leq噪聲值在 65.4～68.5 dB，平均噪聲值為66.0 dB，比標(biāo)準(zhǔn)值高11.0 dB，不滿足聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，表明陽泉服務(wù)區(qū)夜間聲環(huán)境質(zhì)量較差。經(jīng)現(xiàn)場咨詢和調(diào)查，陽泉服務(wù)區(qū)比武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)車流量大，且多為出省重載運煤車輛，造成夜間噪聲值超標(biāo)，建議陽泉服務(wù)區(qū)合理規(guī)劃重載貨車停車區(qū)域，對?？寇囕v進(jìn)行有效疏導(dǎo)，禁止鳴笛，最大限度地減少了噪聲影響。

3.2 路側(cè)式噪聲在線監(jiān)測分析

路側(cè)式噪聲在線監(jiān)測站點主要是在高速公路下邊坡上建設(shè)噪聲在線監(jiān)測系統(tǒng)，全面掌握交通噪聲對距離公路較近的村莊、學(xué)校等環(huán)境敏感目標(biāo)的影響范圍和程度，其噪聲影響與車流量有直接的關(guān)系，所以增加了車流量監(jiān)測。以大同環(huán)城西北段（K12+710）和太原高速西環(huán)段（K738+600）為例，噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果見表3，趨勢分析見圖4、圖5。

表3 路側(cè)噪聲在線監(jiān)測站點噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)表

圖4 大同高速西北環(huán)噪聲在線數(shù)據(jù)和車流量趨勢分析圖

由圖4和表3表明：大同環(huán)城高速西北段（K12+710）晝間（6∶00～22∶00）平均噪聲值為60.5 dB，滿足聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，夜間（22∶00～6∶00）平均噪聲值為54.9 dB，滿足聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，同時噪聲值與車流量的相關(guān)性也較好，表明在目前車流量狀態(tài)下，公路的運營對沿線聲環(huán)境敏感點影響較小。

圖5 太原高速西環(huán)在線噪聲數(shù)據(jù)和車流量趨勢分析圖

由圖5表明：太原環(huán)城高速西環(huán)段（K738+600）晝間（6∶00～22∶00）平均噪聲值為71 dB，不滿足聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，最高值為73.0 dB，比標(biāo)準(zhǔn)值高3.0 dB；夜間（22∶00～6∶00）平均噪聲值為70.3 dB，不滿足聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，最高值為71.3 dB，比標(biāo)準(zhǔn)值高16.3 dB；同時噪聲值與車流量的相關(guān)性也較好，表明在目前車流量狀態(tài)下，公路的運營對沿線聲環(huán)境敏感點影響較大，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，高速公路運營單位在太原精神病康復(fù)醫(yī)院增加設(shè)置了200 m長的聲屏障，最大限度地減輕交通噪聲對其的影響。聲屏障設(shè)置見圖6。

圖6 太原環(huán)城高速西環(huán)段設(shè)置聲屏障

3.3 環(huán)境空氣在線監(jiān)測分析

汽車尾氣污染是高速公路運營期主要的環(huán)境影響之一，由于汽車尾氣直接監(jiān)測比較困難，我們選擇車輛停留較集中的收費站、服務(wù)區(qū)開展環(huán)境空氣在線監(jiān)測，通過連續(xù)采集和分析與汽車尾氣有關(guān)的污染物（NO2、NOX）濃度，掌握汽車尾氣對服務(wù)區(qū)、收費站特定區(qū)域的影響程度和污染狀況，以龍門收費站和武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)為例，其環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果見表4、表5，數(shù)據(jù)趨勢分析見圖7～圖10。

表4 龍門收費站空氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表 mg/m3

圖7 龍門收費站（2015年2月份）空氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)趨勢分析圖

圖8 龍門收費站（2015年5月份）空氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)趨勢分析圖

由圖7、圖8和表4表明：龍門收費站作為山西主要的出省通道之一，站內(nèi)沒有設(shè)置采暖鍋爐，周圍沒有大氣污染源，但重載運輸車輛較多，且在收費站廣場進(jìn)行停車交費，NOX的來源主要是汽車尾氣排放，2月份（采暖期）和5月份（非采暖期）監(jiān)測數(shù)據(jù)約30%～40%的日均值超過大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，表明車輛進(jìn)站對收費站廣場環(huán)境空氣有一定的影響，加快建設(shè)貨車不停車收費系統(tǒng)（ETC）是解決汽車尾氣污染的有效途徑。

表5 武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)空氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表

圖9 武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)（2015年2月份）空氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)趨勢分析圖

圖10 武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)（2015年5月份）空氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)趨勢分析圖

由圖9、圖10表明：武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)場地較開闊，周圍沒有大氣污染源，站內(nèi)停留的重載運輸車輛較少，2月份（采暖期）和5月份（非采暖期）NO2和NOX監(jiān)測數(shù)據(jù)均滿足大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，表明車輛停留對武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)環(huán)境空氣的影響較小。武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)設(shè)置采暖燃煤鍋爐，2月份（采暖期）SO2監(jiān)測數(shù)據(jù)約30%超標(biāo)，5月份（非采暖期）SO2監(jiān)測數(shù)據(jù)均達(dá)標(biāo)。表明燃煤鍋爐污染物排放對武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)環(huán)境空氣有一定影響。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，武鄉(xiāng)服務(wù)區(qū)管理單位對燃煤鍋爐增加配套了脫硫除塵設(shè)備，確保鍋爐污染物達(dá)標(biāo)排放，下一步結(jié)合山西省政府“煤改電”環(huán)境工程，采用清潔能源供熱取暖。

4 結(jié)論

公路交通環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析是交通環(huán)保統(tǒng)計的基礎(chǔ)，正確應(yīng)用監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可有效推動交通環(huán)保統(tǒng)計工作健康發(fā)展。

科學(xué)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，可為交通環(huán)保決策咨詢提供技術(shù)支撐。研究開發(fā)交通環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析應(yīng)用系統(tǒng)，能準(zhǔn)確掌握交通運輸行業(yè)環(huán)境質(zhì)量和污染源排放狀況及變化趨勢，有利于加快推動交通運輸行業(yè)環(huán)境保護(hù)體制機(jī)制的創(chuàng)新，提升行業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)管水平。