如何更好的使空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)與城市交通軌道相融合

華路捷 劉京 郭強 關(guān)艷紅

摘 要：交通運輸是世界范圍內(nèi)空氣污染的主要來源，但人們通常忽略了公共交通對空氣質(zhì)量的影響。隨著城市交通建設(shè)的加快，公共交通設(shè)施也趨于完善，其對城市環(huán)境的影響越來越大。在本文中，我們以一種主要類型的公共交通設(shè)施——城市軌道交通為例分析其對城市空氣質(zhì)量的影響，并淺析通過制定《城市軌道交通空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范》將城市軌道交通與空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合起來。

關(guān)鍵詞：空氣污染;軌道交通;空氣監(jiān)測;環(huán)境保護

中圖分類號：U239.5 文獻標識碼：A

0 引言

暴露于空氣污染中會對健康造成重大不利影響。世衛(wèi)組織最近的研究估計，城市空氣污染每年造成全世界640萬人的健康問題。然而，盡管人們普遍承認汽車污染對健康的不利影響，但對公共交通（如城市軌道交通）對空氣污染的影響知之甚少。城軌交通是歷史悠久的一種公共交通類別，我國城市軌道交通的發(fā)展起步較晚，最早的城軌交通雛形出現(xiàn)于舊時代的上海和重慶等地。事實說明，在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，城市居民的環(huán)保意識也逐步抬頭，人們對空氣質(zhì)量的重視度也不斷提高。

1 城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

進入21世紀以來，越來越多的城市建立起了自己的城市軌道交通系統(tǒng)，一些城市的城軌系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟，發(fā)揮著城市公共運輸?shù)闹饕毮?，是都市交通圈中的核心系統(tǒng)。城軌交通體系可以分為以下幾個種類：城區(qū)鐵路、地鐵以及城市輕軌。其中輕軌部分又可以細分為：電車、磁懸浮列車、導(dǎo)軌電車等。

除了交通和環(huán)境經(jīng)濟學家對本文的課題感興趣外，城市軌道交通設(shè)施是否對城市空氣質(zhì)量產(chǎn)生了顯著影響這一問題具有重大的現(xiàn)實意義。全球110多個城市每天有1.55億人乘坐城市軌道交通系統(tǒng)出行，公共補貼的軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施投資持續(xù)增長（國際公共交通協(xié)會，2019年）。僅2015年以來，世界各地有37個城市規(guī)劃建設(shè)了自己的城市軌道交通系統(tǒng)，其中包括印度德里、阿聯(lián)酋迪拜以及中國廈門。事實上，軌道交通倡導(dǎo)者和政策制定者經(jīng)常指出軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)境效益，以證明這些重大投資的合理性。例如，到2025年，通過將地鐵系統(tǒng)規(guī)模從554公里增加到703公里，北京“公共交通城市”的計劃將把空氣污染降低到2008年水平以下。

2 城市軌道交通系統(tǒng)對環(huán)境的影響

在環(huán)境和公共交通運輸文獻中，公共交通運輸被廣泛認為是空氣污染的重要來源之一。更具體地說，有一部分溫室氣體和空氣污染物的排放被認為來自城市軌道交通：2018年，軌道交通運輸占城市能源使用產(chǎn)生的二氧化碳（CO2）排放量的近十分之一，五分之一的公共交通相關(guān)污染物排放來自軌道交通。此外，在交通擁堵嚴重的地區(qū)，這些污染水平尤其高。傳統(tǒng)的軌道交通運輸產(chǎn)生一系列污染物排放，高濃度的污染物對城市居民構(gòu)成危害。最常見的污染物是不同粒級的顆粒物（pm10和pm2.5）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）和二氧化碳（CO2）。軌道車輛使用的內(nèi)燃機不一定會產(chǎn)生所有這些污染物，但這些發(fā)動機的一些排放物與空氣中的其他顆粒物結(jié)合后，會與更復(fù)雜的分子（如臭氧O3）發(fā)生反應(yīng)，并對人類健康產(chǎn)生負面影響。

以廈門市為例，在2005—2015年期間，廈門的空氣質(zhì)量在全國各城市中名列前茅。污染源清單顯示，城市軌道交通運營車輛的排放物是幾種有害污染物的重要來源。清單顯示，軌道車輛分別占CO和NOX排放量的13%和9%，而pm2.5和SO2排放量分別僅占0.6%和4%。為了應(yīng)對交通部門對空氣污染日益增長的擔憂，廈門環(huán)保局多年來實施了各種法規(guī)。這些標準包括對新制造的軌道交通車輛的CO和NOX尾氣排放進行限制的性能標準。根據(jù)這些標準，制造商通過引入更高效的燃油噴射、化油器系統(tǒng)或催化轉(zhuǎn)化器，提高了軌道交通車輛的環(huán)保性。同時，國家層面于2009年、2016年和2020年引入了重新制定的燃油（RFG）法規(guī)，以降低汽油和柴油中的硫含量。此外，燃油消費稅收入還用于資助與空氣質(zhì)量相關(guān)的各種項目，包括軌道車輛檢查和維護，改裝微粒過濾器等的補貼。

一些研究調(diào)查了軌道交通系統(tǒng)排放的污染物對空氣質(zhì)量的影響，并報告了對健康的潛在影響。pm10和pm2.5與呼吸能力下降、哮喘病情加重以及嚴重的心肺損害有關(guān)。氮氧化物（NOX），尤其是二氧化氮（NO2），會影響呼吸系統(tǒng)，加重現(xiàn)有的肺炎或支氣管炎病例，而高濃度的NOX會嚴重損害肺組織。二氧化硫（SO2）可加重呼吸或心血管疾病的現(xiàn)有癥狀。一氧化碳（CO）是最常見的中毒類型之一。它可以阻止氧氣向細胞的運輸，導(dǎo)致頭暈、頭痛和惡心，高濃度下甚至會導(dǎo)致昏迷和死亡。

3 解決方案

3.1 《城市軌道交通空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范》的編制意義

全球范圍內(nèi)的許多國家都十分注重城市軌道交通運營對于環(huán)境和空氣質(zhì)量的作用。世界公共交通協(xié)會為此成立了專門的科學和技術(shù)理論委員會，其中所要研究的核心就是如何構(gòu)造道路環(huán)境影響的評價模型。為了有效地評價我國城市軌道交通污染物排放和擴散對車輛空氣質(zhì)量的危害，一些發(fā)達國家針對軌道交通行業(yè)中車輛尾氣污染物排放及擴散情況進行了大量實驗和研究，并在實踐中構(gòu)建了一系列車輛污染物排放及擴散模型。目前，我國許多大中型城市已經(jīng)建立起相應(yīng)的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。不幸的是，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)與空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的融合度還不足，很多城市的空氣監(jiān)測系統(tǒng)中沒有考慮軌道交通的影響，因此未將軌道交通納入檢測范圍。除此外，即使有些地方將軌道交通納入空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，也往往因為監(jiān)測項目不合理、不匹配的原因，不能客觀地反映軌道交通對空氣質(zhì)量造成的影響。國內(nèi)一些城市如北京、重慶、廈門對各自的軌道交通系統(tǒng)的運行進行了空氣質(zhì)量監(jiān)測，確定了其運營時產(chǎn)生的主要排放物的類別、采樣流程、時間和頻率、影響權(quán)重等，受限于相關(guān)部門尚未提出城市軌道交通環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測的技術(shù)標準及相關(guān)文件，各城市只能根據(jù)自身特點（如氣候特征等）建立專屬的監(jiān)測體系，監(jiān)測數(shù)據(jù)只對該城市范圍內(nèi)有效，而對其他城市沒有指導(dǎo)意義。此外，一些地方環(huán)保部門出于本地區(qū)的實際需要，擬定了一些較簡易的技術(shù)流程，但形成不了通用的規(guī)范章程。因此，有必要制定城市軌道交通環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)的規(guī)范章程，讓更多城市在開展城市軌道交通空氣質(zhì)量監(jiān)測的時候有章可循，使空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)與城市軌道交通相結(jié)合。

3.2 《城市軌道交通空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范》的主要內(nèi)容

《城市軌道交通空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范》類似于國內(nèi)其他監(jiān)測技術(shù)章程，主要由規(guī)范管理范圍、專業(yè)用語、監(jiān)測流程、采樣、取樣及保存、按權(quán)重分析樣品等組成。這之中，采樣和取樣與其他空氣質(zhì)量檢測技術(shù)章程有較大區(qū)別，需要忠實反映城市軌道附近的空氣質(zhì)量。

3.3 典型交通道路環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測布點

采樣點的布設(shè)一直是城市軌道交通空氣質(zhì)量監(jiān)測中最為關(guān)注的問題，采樣點的成功與否與采樣的有效性、數(shù)據(jù)和結(jié)果密切相關(guān)，在整個監(jiān)測過程中都至關(guān)重要。根據(jù)城市軌道交通環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測的適用范圍可知，軌道交通環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測的目的是了解典型運行軌道的空氣質(zhì)量狀況及其對周圍環(huán)境的影響。因此，監(jiān)測點布設(shè)應(yīng)遵循以下原則：

（1）選擇采樣點前必須對現(xiàn)場及軌道周邊環(huán)境進行調(diào)查。（2）設(shè)置可反映所監(jiān)測軌道交通范圍內(nèi)空氣質(zhì)量、水污染水平及污染物分布且便于采樣的采樣點。除交叉軌道外，采樣點應(yīng)設(shè)置在車速均勻的路段。（3）背景采樣點的設(shè)置應(yīng)遠離運行軌道且周邊無其他污染源。（4）各采樣點的設(shè)置條件應(yīng)盡可能一致，且周圍環(huán)境狀況也應(yīng)相對穩(wěn)定。（5）各采樣點必須嚴格實施質(zhì)量保障措施。

3.4 監(jiān)測項目

《城市軌道交通空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范》中，國家環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的強制性項目主要包括SO2、NO2、pm10、CO和O3，選擇性測量包括TSP、Pb、F和有毒有害有機物。與一般的空氣質(zhì)量監(jiān)測不同，城市軌道交通空氣質(zhì)量監(jiān)測的主要污染源來自軌道車輛啟動時產(chǎn)生的氣體和行駛過程中產(chǎn)生的粉塵。軌道車輛排放的主要污染物包括氮氧化物、一氧化碳、碳氫化合物、鉛和顆粒物。因此，在典型城市交通道路的空氣質(zhì)量監(jiān)測項目中，應(yīng)充分考慮軌道車輛尾氣的排放特性。

4 結(jié)論

中國的城市化率正在不斷增加，經(jīng)濟發(fā)展和我國人民生活水平也正在不斷提高，軌道交通車輛的數(shù)量將會繼續(xù)增長，其尾氣對交通安全影響也會日益突出。如何提高城市生態(tài)環(huán)境和空氣質(zhì)量，構(gòu)建宜居型城市，已經(jīng)成為未來我國在城市建設(shè)中所面臨的重大命題。但是，我國對于城市軌道交通車輛和環(huán)境監(jiān)測還是缺乏相應(yīng)規(guī)范化的文件，因此對于相關(guān)的監(jiān)測工作并沒有任何章節(jié)可循，這對于軌道交通車輛、城市軌道交通以及對于城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測工作都沒有什么幫助?！冻鞘熊壍澜煌諝赓|(zhì)量監(jiān)測規(guī)范》的編制有望于填補這一空白，為各級環(huán)保部門和其他單位對中國典型的城市軌道交通運營環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測活動提供了規(guī)范依據(jù)和指導(dǎo)。

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