基于車(chē)載平臺(tái)的濟(jì)南市道路環(huán)境黑碳污染特征研究

伍麗青，王 沖，姜 華*，高 健*，任建寧，湯明珍，司書(shū)春

1. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境研究所，北京 100012

2. 山東大學(xué)物理學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100

3. 濟(jì)南市生態(tài)環(huán)境保護(hù)網(wǎng)格化監(jiān)管中心，山東 濟(jì)南 250100

黑碳(BC)是關(guān)鍵的大氣污染物之一，主要來(lái)源于化石燃料燃燒和生物質(zhì)燃燒[1-3]. BC具有較強(qiáng)的吸光能力[4]，在大氣中的直接輻射強(qiáng)迫為1.1 W/m2，對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)率僅次于CO2[5]，其表面積大、粒徑小、極易吸附其他有害物質(zhì)以及引發(fā)多種呼吸道疾病和心血管疾病，從而對(duì)人體健康產(chǎn)生危害[6-8]. BC對(duì)氣候變化、大氣環(huán)境、人體健康等方面都有負(fù)面影響，所以一直是被研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)[5,9].

目前，國(guó)內(nèi)外已有許多關(guān)于BC的研究. 2016年，Wang等[2]利用SP-AMS在中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所塔科樓上進(jìn)行了為期近一個(gè)月的BC顆粒物測(cè)定，并分析其化學(xué)組分；2017年，Caubel等[10]使用新型黑碳?xì)馊苣z監(jiān)測(cè)器(ABCD)在加利福尼亞15 km2范圍內(nèi)定點(diǎn)布設(shè)100個(gè)采樣點(diǎn)，進(jìn)行100 d的BC監(jiān)測(cè)以分析BC的時(shí)空變化；2018年，劉璽等[11]在河南省某農(nóng)村站點(diǎn)利用AE-33對(duì)春節(jié)前后BC進(jìn)行連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，獲得其質(zhì)量濃度并分析其來(lái)源；2018?2019年，Zhang等[12]利用OT21測(cè)定儀量化包括343次生物質(zhì)/煤炭燃燒事件現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)中BC的排放因子，以評(píng)估住宅區(qū)使用的燃料類(lèi)型對(duì)BC排放的影響；2020年，Xu等[13]在新冠肺炎疫情前、中、后三個(gè)時(shí)期利用AE-31在杭州市9個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行BC濃度的測(cè)定，以評(píng)估“封城”措施對(duì)BC排放濃度及排放源變化的影響. 但這些對(duì)BC的觀測(cè)研究主要基于固定點(diǎn)，雖可長(zhǎng)期穩(wěn)定研究同一站點(diǎn)的污染特征，但空間代表性不足，無(wú)法反映城市環(huán)境中污染物排放的復(fù)雜變化.

近些年，基于小型觀測(cè)設(shè)備(如傳感器技術(shù))開(kāi)展城市大氣污染成因研究成為新的趨勢(shì)[14]，低成本傳感器微型易攜，可以通過(guò)搭載在出租車(chē)、公交車(chē)、共享單車(chē)等交通工具上，實(shí)現(xiàn)污染物的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[15]，提供高時(shí)空分辨率的污染數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)作為傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的補(bǔ)充，在監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣質(zhì)量、監(jiān)控污染熱點(diǎn)、評(píng)估個(gè)人暴露水平等方面發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢(shì)[16]. 近年來(lái)，利用車(chē)載技術(shù)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污染物的方法在大氣環(huán)境領(lǐng)域有了更多應(yīng)用，如2015?2017年Messier等[17]將監(jiān)控設(shè)備安裝在谷歌街景車(chē)上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定奧克蘭道路的BC、NO濃度，并利用土地回歸模型繪制污染云圖；2018年，秦孝良等[18]利用出租車(chē)搭載SDS-019型傳感器對(duì)濟(jì)南市城市道路PM2.5、PM10濃度進(jìn)行為期3個(gè)月的移動(dòng)監(jiān)測(cè)，并基于核密度估算法量化PM2.5、PM10排放對(duì)道路環(huán)境污染的貢獻(xiàn)；2019年，任建寧等[19]基于車(chē)載傳感器技術(shù)對(duì)渭南市道路環(huán)境顆粒物開(kāi)展了動(dòng)態(tài)走航監(jiān)測(cè)，并分析了影響渭南市道路環(huán)境顆粒物污染時(shí)空分布的主要因素. 綜上，以上研究為利用車(chē)載平臺(tái)開(kāi)展傳感器測(cè)量提供了較好的嘗試.

相對(duì)于常規(guī)污染物的移動(dòng)觀測(cè)，目前針對(duì)道路環(huán)境BC的移動(dòng)在線觀測(cè)研究較少. 道路環(huán)境是顆粒物污染的熱點(diǎn)和高暴露風(fēng)險(xiǎn)區(qū)[20-21]，通過(guò)移動(dòng)觀測(cè)方法對(duì)道路污染物變化的微尺度特征進(jìn)行表征是十分必要的[22]. 因此，該研究以城市行駛車(chē)輛(出租車(chē))為觀測(cè)平臺(tái)，開(kāi)展?jié)鲜兄鞒菂^(qū)街區(qū)尺度道路環(huán)境BC在線觀測(cè)，以期為精準(zhǔn)治理道路環(huán)境顆粒物污染提供建議.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

該研究在山東省濟(jì)南市開(kāi)展. 濟(jì)南位于山東省中部，是華北平原空氣污染較嚴(yán)重的城市之一[23]. 濟(jì)南市地形南高北低，多盛行東北風(fēng)和西南風(fēng)，氣象擴(kuò)散條件差，易形成逆溫而導(dǎo)致污染[24-25].

1.2 試驗(yàn)儀器

BC觀測(cè)使用美國(guó)AETHLABS公司研發(fā)的MicroAeth?系列多波段微型MA350黑碳儀，其性能參數(shù)如表1所示，盒內(nèi)纏繞式濾帶用于收集顆粒物并實(shí)時(shí)分析. 儀器使用雙點(diǎn)位負(fù)載補(bǔ)償方法，同時(shí)在2個(gè)點(diǎn)以不同流速同時(shí)收集[26]，對(duì)在不同階段不同組分的顆粒物的光學(xué)特性進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和調(diào)整. 該儀器結(jié)構(gòu)緊湊、微型便攜，有5個(gè)通道分別提供不同波長(zhǎng)(880、625、528、470、375 nm)以分析不同含碳顆粒成分的光吸收信息.

表1 MA350黑碳儀性能參數(shù)Table 1 Performance parameters of MA350 micro-aethalometer

MA350黑碳儀工作原理是基于光吸收法的朗伯比爾定律：儀器以100 mL/min流量抽取樣品氣體，BC通過(guò)在濾帶上連續(xù)沉積形成直徑3 mm的圓形塵斑，即一個(gè)分析點(diǎn)，由5波段組成的LED光源照射分析點(diǎn)，通過(guò)檢測(cè)器測(cè)量分析點(diǎn)的光衰減值，進(jìn)而計(jì)算出BC濃度.

MA350黑碳儀使用濾帶上點(diǎn)位1處光衰減的估計(jì)變化率來(lái)確定BC的濃度(CBC，μg/m3)：

式中：S為沉積有氣溶膠顆粒的濾膜采樣面積，取0.070 685 cm2；F1為點(diǎn)位1處的采樣流量，mL/min；?為橫向氣流修正系數(shù)，取0；σλ為不同波長(zhǎng)下的質(zhì)量吸收截面，波長(zhǎng)為880、375 nm時(shí)分別取10.120、24.069 m2/g；Cref為多重散射系數(shù)，取1.30；κ為負(fù)載補(bǔ)償參數(shù)；?t為選取的時(shí)間間隔，min；ΔATN1為點(diǎn)位1處的光學(xué)衰減值的變化量.

880 nm波長(zhǎng)通道被視為是測(cè)量BC的標(biāo)準(zhǔn)通道，因?yàn)锽C是這個(gè)波長(zhǎng)下的主要吸光物質(zhì)，其他氣溶膠組分在這個(gè)波長(zhǎng)下的吸收可以忽略[27]. 在其他波段下，BC測(cè)量會(huì)受部分其他吸光性氣溶膠的干擾，如三氧化二鐵粉塵在光譜的紅色區(qū)域內(nèi)有吸收帶，增大了該波長(zhǎng)范圍下的測(cè)定響應(yīng)[28]，故該試驗(yàn)將880 nm波長(zhǎng)下測(cè)得的數(shù)據(jù)作為BC的濃度.

1.3 黑碳儀源解析模型

BC對(duì)不同波長(zhǎng)下的光吸收系數(shù)(babs)可以表達(dá)為

氣溶膠在不同波長(zhǎng)下對(duì)光的吸收系數(shù)與波長(zhǎng)(λ)和波長(zhǎng)吸收指數(shù)(α)之間的關(guān)系如下：

Day等[29]通過(guò)測(cè)定新鮮木柴燃燒產(chǎn)生的氣溶膠在370~950 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光吸收信息，并給出波長(zhǎng)吸收指數(shù)在0.9~2.2之間變化，波長(zhǎng)吸收指數(shù)的具體取值由生物質(zhì)類(lèi)型和燃燒條件決定. 來(lái)自化石燃料燃燒排放的BC在370~880 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的波長(zhǎng)吸收指數(shù)近似于1[30]；來(lái)自生物質(zhì)燃燒排放的BC在370~880 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的波長(zhǎng)吸收指數(shù)近似于2[31].Sandradewi等[32]提出的黑碳儀模型假設(shè)BC氣溶膠的光吸收主要來(lái)自化石燃料燃燒排放和生物質(zhì)燃燒排放的BC，則給定波長(zhǎng)λ下BC光吸收系數(shù)〔babs(λ)〕可表達(dá)為

式中，babs(λ)bb表示在波長(zhǎng)λ下生物質(zhì)燃燒排放的BC光吸收系數(shù)，babs(λ)ff表示在波長(zhǎng)λ下化石燃料燃燒排放的BC光吸收系數(shù).

該研究使用MA350黑碳儀在波長(zhǎng)375 nm處所測(cè)的吸光顆粒物的濃度(CUVBC)和波長(zhǎng)375 nm下的光吸收系數(shù)以及波長(zhǎng)880 nm處所測(cè)的吸光顆粒物的濃度(CIRBC)和波長(zhǎng)880 nm下的光吸收系數(shù)來(lái)估算化石燃料和生物質(zhì)燃料兩種源對(duì)BC濃度的貢獻(xiàn)率，計(jì)算公式：

式中：αff表示化石燃料燃燒的波長(zhǎng)吸收指數(shù)，取0.90；αbb表示生物質(zhì)燃燒的波長(zhǎng)吸收指數(shù)，取2.09[33]. 結(jié)合給定波長(zhǎng)下BC的質(zhì)量吸收截面(σλ)和CIRBC、CUVBC即可推算出自化石燃料燃燒和生物質(zhì)燃燒的BC濃度，分別標(biāo)記為BCff和BCbb.

1.4 試驗(yàn)時(shí)間

該試驗(yàn)將MA350黑碳儀放置在一輛出租車(chē)頂燈內(nèi)，通過(guò)出租車(chē)晝夜輪班行駛，基本可實(shí)現(xiàn)道路環(huán)境BC全天24 h的實(shí)時(shí)測(cè)量. 該試驗(yàn)開(kāi)展時(shí)間為2020年12月1?31日.

1.5 數(shù)據(jù)采集與處理

MA350黑碳儀測(cè)得的BC濃度和對(duì)應(yīng)地點(diǎn)的經(jīng)緯度、車(chē)速、衛(wèi)星定位狀態(tài)等數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元(DTU)上傳到云服務(wù)器，時(shí)間分辨率為3 s，設(shè)備從不間斷電源(UPS)取電，這樣避免了車(chē)輛頻繁啟停導(dǎo)致濾帶浪費(fèi). 試驗(yàn)期間共獲得606 522組數(shù)據(jù).

終端獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)異常值剔除，如儀器的噪聲影響會(huì)隨設(shè)備振動(dòng)加劇而增大[34-35]，所以車(chē)速對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響需要考慮[36]. 該試驗(yàn)將車(chē)速等于0[37]和超過(guò)150 km/h的數(shù)據(jù)剔除后按30 m×30 m網(wǎng)格聚合，并將整個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)每個(gè)網(wǎng)格車(chē)輛經(jīng)過(guò)次數(shù)小于3的數(shù)據(jù)過(guò)濾，最終得到的數(shù)據(jù)即作為后續(xù)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ). 使用的軟件包括Python 3.9、ArcGIS 10.2、Origin 8.5軟件.

2 結(jié)果與討論

2.1 道路環(huán)境BC測(cè)量結(jié)果

該研究測(cè)量所得道路環(huán)境BC小時(shí)濃度范圍為1.72~28.52 μg/m3(見(jiàn)表2). 與其他城市研究結(jié)果比對(duì)(見(jiàn)表3)發(fā)現(xiàn)，濟(jì)南市道路BC小時(shí)平均濃度大于其他城區(qū)定點(diǎn)觀測(cè)結(jié)果，首先相比于其他研究的定點(diǎn)觀測(cè)，走航觀測(cè)時(shí)空分辨率高，道路環(huán)境復(fù)雜，能有效捕捉高污染事件；其次，觀測(cè)時(shí)間為12月，居民燃煤取暖和生物質(zhì)燃燒均有貢獻(xiàn)，且氣象擴(kuò)散條件差；此外，濟(jì)南市道路交通導(dǎo)致的大氣污染較嚴(yán)重.

表2 濟(jì)南市2020年12月道路環(huán)境BC數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)Table 2 Overall statistics of road ambient black carbon data in December, 2020 in Jinan

表3 濟(jì)南市與我國(guó)其他城市BC濃度的對(duì)比Table 3 Concentrations of black carbon in Jinan and other cities of China

對(duì)12月BC小時(shí)濃度頻率分布(見(jiàn)圖1)進(jìn)行分析，區(qū)間間隔選取2 μg/m3，BC濃度集中分布在4~8 μg/m3之間. BC濃度整體呈右偏態(tài)分布，與其他城市BC濃度分布情況[42-43]相似.

圖1 濟(jì)南市城市道路BC濃度頻率分布情況Fig.1 Frequency distribution of road ambient BC concentrations on urban roads in Jinan

2.2 BC濃度時(shí)間分布規(guī)律與特征

2.2.1 BC濃度高值分布特征

觀測(cè)期間BC濃度時(shí)間序列如圖2所示，將BC濃度高值定義為BC濃度高于μ+3δ(μ為BC平均值，δ為BC標(biāo)準(zhǔn)差)，發(fā)現(xiàn)走航觀測(cè)期間BC濃度高值(大于19 μg/m3)有10個(gè)，占總數(shù)據(jù)的1.6%；介于第一分位數(shù)(4.4 μg/m3)與第三分位數(shù)(9.1 μg/m3)之間的BC濃度定義為中等濃度，該濃度范圍內(nèi)BC濃度數(shù)據(jù)有311個(gè)，占總數(shù)據(jù)的50.1%. 統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，BC濃度高值集中出現(xiàn)在12月24?30日的00:00?06:00，中等濃度集中出現(xiàn)在04:00?08:00和17:00?23:00. 高值的出現(xiàn)時(shí)間一方面與該時(shí)段交通管制不嚴(yán)(限行時(shí)段為07:00?09:00、17:00?19:00)，柴油車(chē)出沒(méi)頻繁有關(guān)(道路行駛的渣土車(chē)于2020年12月的車(chē)輛數(shù)平均值統(tǒng)計(jì)結(jié)果：21:00?翌日06:00共79 757輛；07:00?09:00共370輛；17:00?19:00共2 817輛)；另一方面，該時(shí)段大氣溫度低、相對(duì)濕度高、風(fēng)速低、氣壓低(見(jiàn)圖3). 12月下旬濟(jì)南市受均壓場(chǎng)控制，氣壓梯度小，邊界層高度極低，以弱南風(fēng)為主，靜穩(wěn)的氣象條件不利于污染物擴(kuò)散，進(jìn)一步加劇了大氣污染[44]. 此外，研究[45]表明，污染程度的加重會(huì)提高BC的吸光能力，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果上升. 筆者研究結(jié)果與Guo等[46]在北京市、成都市、鄭州市觀測(cè)到的BC濃度高值出現(xiàn)時(shí)間相符.

圖2 2020年12月濟(jì)南市道路環(huán)境BC濃度時(shí)間序列Fig.2 Time series of road ambient BC concentrations in December, 2020 in Jinan

圖3 濟(jì)南市12月24—30日溫度、相對(duì)濕度、氣壓、風(fēng)速及道路環(huán)境BC濃度的小時(shí)平均值Fig.3 Hourly mean values of road ambient BC with temperature, relative humidity, wind speed, pressure from December 24th to 30th in Jinan

2.2.2 BC濃度晝夜變化情況

由圖4可見(jiàn)，BC濃度日變化呈雙峰特征，第一個(gè)峰值出現(xiàn)在04:00?08:00，第二個(gè)峰值出現(xiàn)在18:00?22:00，谷值出現(xiàn)在12:00?15:00. BC濃度的日變化規(guī)律是城市氣象因素變化和污染物排放量日變化的共同結(jié)果[47]. 研究[1,48-49]發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)觀測(cè)的BC濃度峰值出現(xiàn)時(shí)間不同，因午后城市整體交通活動(dòng)強(qiáng)度減弱、太陽(yáng)輻射增強(qiáng)、大氣湍流運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，有利于擴(kuò)散，濃度谷值出現(xiàn)時(shí)間一般都在午后. 晝夜BC濃度峰值時(shí)段與NO2濃度峰值時(shí)段(07:00?08:00和18:00?20:00)的差異體現(xiàn)在BC濃度早高峰時(shí)間更早，這是因?yàn)椴裼蛙?chē)出行時(shí)間比汽油車(chē)早，以避開(kāi)道路限行時(shí)間. 柴油車(chē)排放的黑碳濃度比汽油車(chē)高1~2個(gè)數(shù)量級(jí)[50-52]，對(duì)BC濃度貢獻(xiàn)更大. 源自化石燃料燃燒的BC濃度(BCff)占比為82.55%，且有明顯的雙峰變化特征；來(lái)自生物質(zhì)燃燒的BC濃度(BCbb) 占比為17.45%，24 h變化平緩.

圖4 2020年12月濟(jì)南市道路環(huán)境BC濃度的晝夜變化Fig.4 Diurnal variations of road ambient BC concentrations in December, 2020 in Jinan

已有研究[53-54]利用PMF、PCA模型及WSOC定量估算的方法對(duì)濟(jì)南市冬季大氣顆粒物中碳質(zhì)組分進(jìn)行源解析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，濟(jì)南市冬季碳質(zhì)氣溶膠主要來(lái)源于機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放源和燃煤源，少部分源于生物質(zhì)燃燒，與筆者研究結(jié)論一致.

2.2.3 工作日和節(jié)假日BC濃度比較

為分析濟(jì)南市工作日與節(jié)假日的道路BC污染是否有差異，該研究比較了工作日和節(jié)假日的BC濃度(見(jiàn)圖5). 由圖5可見(jiàn)，雖然通過(guò)t檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，工作日與節(jié)假日BC濃度在95%置信區(qū)間下差異不顯著，但從中值及平均值上看化石源和生物源的BC濃度均在節(jié)假日略高于工作日，且濃度變幅較大，這可能與節(jié)假日人為源(包括交通源和生物質(zhì)燃燒源)偏隨機(jī)排放有關(guān).

圖5 2020年12月濟(jì)南市工作日和節(jié)假日的道路環(huán)境BC濃度對(duì)比Fig.5 Concentrations of road ambient BC on weekdays and holidays in December, 2020 in Jinan

2.3 BC空間分布規(guī)律

2.3.1 BC污染空間分布

濟(jì)南市道路環(huán)境BC污染主要分布在城區(qū)西北部，該區(qū)域道路附近有大量家居市場(chǎng)、物流園、工業(yè)園，且重型柴油車(chē)出沒(méi)頻繁，黑碳排放量高于以小型民用汽車(chē)行駛為主的市區(qū)中心.

2.3.2 各類(lèi)道路BC排放特征

按道路類(lèi)型將濟(jì)南市主城區(qū)道路劃分為主干道、次干道，主干道又稱(chēng)全市性干道，是城市主要客貨運(yùn)輸路線；次干道又稱(chēng)區(qū)干道，是聯(lián)系主要道路之間的輔助交通路線. 該研究觀測(cè)到BC平均濃度分布特征呈主干道(7.27 μg/m3)>次干道(6.56 μg/m3)的特征.主次干道的晝夜變化特征如圖6(a)所示，04:00?08:00主干道BC濃度明顯高于次干道，二者之間的差異主要由車(chē)輛數(shù)目和車(chē)型所致.

經(jīng)十路是貫穿濟(jì)南市東西的交通要道，車(chē)流量大，以小型民用汽車(chē)行駛為主；北園高架附近有許多倉(cāng)庫(kù)和家居市場(chǎng)，經(jīng)行的重型柴油車(chē)較多，因此該研究進(jìn)一步分析了經(jīng)十路(屬于城市主干道)和北園高架(屬于城市快速路)兩類(lèi)道路的BC濃度晝夜變化. 由圖6可見(jiàn)，經(jīng)十路和北園高架BC濃度變化規(guī)律基本一致，但北園高架BC濃度顯著高于經(jīng)十路，表明車(chē)型對(duì)BC濃度貢獻(xiàn)不同，相比于汽油車(chē)，BC更能指示道路柴油車(chē)污染.

圖6 2020年12月濟(jì)南市主次干道、經(jīng)十路和北園高架的BC濃度的晝夜變化Fig.6 Diurnal variation of black carbon on main and secondary roads, on Jingshi Road and Beiyuan Elevated in December,2020 in Jinan

2.3.3 路口與BC濃度變化的關(guān)系

已有研究[55-56]表明，城市信號(hào)燈交叉路口處，機(jī)動(dòng)車(chē)加速、減速、怠速會(huì)導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車(chē)排放復(fù)雜多變，所以交叉路口處的污染物排放量會(huì)明顯增多[21-22]. 將時(shí)間分辨率為3 s的BC觀測(cè)數(shù)據(jù)中高于500 μg/m3的9個(gè)極高值提取出來(lái)發(fā)現(xiàn)，極高值都出現(xiàn)在02：00、07：00、09：00、21:00和23:00，且出現(xiàn)的地點(diǎn)都在交叉路口附近，表明高濃度BC對(duì)應(yīng)交通密度大的交通路口，且交通微環(huán)境中BC能有效區(qū)分交通強(qiáng)度，尤其是對(duì)柴油車(chē)有較大的敏感性[23].

該研究分析了小清河北路與濟(jì)濼路交叉路口BC濃度隨距路口距離的變化，結(jié)果表明，隨著與交叉路口距離的增大，BC濃度先增大后逐漸減小(見(jiàn)圖7). 距離交叉路口最近時(shí)，BC濃度最低，這是因?yàn)槭致房诳諝饬魍ㄝ^快，有助于十字路口處污染物的稀釋擴(kuò)散；距離十字路口5~10 m范圍內(nèi)BC濃度最高，是因?yàn)閮蓷l道路的峽谷風(fēng)相遇易造成污染物堆積，且車(chē)輛密集，車(chē)輛在怠速啟動(dòng)時(shí)排放的污染物濃度更高[57-58].

圖7 距交叉路口距離與BC濃度的關(guān)系Fig.7 The relationship between BC concentrations and the distance from a crossing

3 結(jié)論

a) 2020年12月濟(jì)南市主城區(qū)道路BC小時(shí)平均濃度為7.29 μg/m3，晝夜變化的高峰值分別集中在04:00?08:00、18:00?22:00，與柴油車(chē)出行時(shí)間相符，因此BC可作為柴油車(chē)污染的指示物.

b) 根據(jù)黑碳儀模型計(jì)算得到的化石燃料源和生物源產(chǎn)生的BC占比分別為82.55%和17.45%，表明濟(jì)南市道路環(huán)境BC污染以化石燃料燃燒為主，其中以道路機(jī)動(dòng)車(chē)排放為主.

c) 觀測(cè)期間濟(jì)南市BC濃度呈主干道高于次干道的特征，表明道路環(huán)境BC排放與道路劃分類(lèi)型相關(guān)，并受道路車(chē)型及車(chē)輛數(shù)目影響較大.

d) 道路環(huán)境BC濃度隨著離路口距離的增加呈先增后減的趨勢(shì)，十字路口附近由于車(chē)流量較大、車(chē)輛啟停、街區(qū)形態(tài)等因素出現(xiàn)BC濃度突增，行人在通過(guò)十字路口時(shí)最好不要逗留.