北京市公共交通工具微环境空气质量综合评价.pdf

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环境与健康杂志2008年6月第25卷第6期JEnvironHealth,June2008,Vol.25,No.6文章编号:

1001-5914（2008）06-0514-03北京市公共交通工具微环境空气质量综合评价李湉湉1,2,颜敏2,刘金风2,张广山2,3,罗铭2,4,霍铭群2,谢鹏2,刘兆荣2,白郁华2摘要:

目的了解北京市公共交通工具微环境空气质量。

方法于2004年7月2006年8月选取北京市城铁（15个车次）、地铁（8个车次）、出租车（36个车次）、公共汽车（46个车次）中具有代表性的车辆进行了车厢空气中一氧化碳、二氧化碳、颗粒物、苯系物浓度的监测并采用空气质量指数法对交通工具微环境内的空气质量进行评价。

结果公共交通工具车厢内二氧化碳的污染较为严重,超标率达到37%以上,其中在出租车中的污染最为严重,超标率达到92%。

除城铁外,其他交通内PM10污染也相当严重,超标率达到30%以上。

其中在公共汽车中污染异常严重,超标率达到84%。

一氧化碳在道路交通系统（公共汽车和出租车）中污染较严重,超标率在10%以上。

城铁内空气质量最好,评为级,CO2是其首要污染物;非空调公共汽车在开窗情况下的车内空气质量最差,评为级,PM10为其首要污染物。

结论在北京市公共交通系统中,城铁的车内空气质量最好,其次为地铁、出租车,公共汽车内的空气质量最差。

关键词:

空气污染;交通工具;微环境;空气质量评价中图分类号:

R122.2文献标识码:

AAirQualityAssessmentinPublicTransportationVehiclesinBeijingLITian-tian,YANMin,LIUJin-feng,etal.InstituteforEnvironmentHygieneandHealthRelatedProductSafety,ChineseCenterforDiseaseControlandPrevention,Beijing100050,ChinaAbstract:

ObjectiveTogetknowledgeoftheairqualityinpublictransportationvehiclesinBeijing.MethodsTheconcentrationofcarbonmonoxide,carbondioxide,particlematterandbenzeneweremeasuredinthecarriagesofbuses,taxis,subwaysandrailwaysinBeijingfromJuly2004toAugust2006.Theairqualityassessmentwasconductedindifferentpublictransportationvehicles.ResultsThecarbondioxideconcentrationswerehighintransportationvehiclesinBeijingandtheexceedingrateswereabove37%.ThePM10concentrationswerehighinbuses,taxisandsubways,andtheexceedingrateswereabove30%.Thecarbonmonoxideconcentrationswerehighinbusesandtaxis,andtheexceedingrateswereabove10%.ConclusionInBeijing,railwaycarriageshavethebestairquality,followingbysubwayandtaxiscarriages.Busescarriageshavetheworstairquality.Keywords:

Airpollution;Transportationvehicle;Microenvironment;Airqualityassessment作者单位:

1.中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所（北京100050）;2.北京大学环境科学与工程学院（北京100871）;3.北京市环境保护监测中心（北京100044）;4.农业部环境保护科研监测所（天津300191）作者简介:

李湉湉（1979-）,女,博士,从事环境健康研究。

通讯作者:

白郁华,E-mail:

yhbaipku.edu.cn【调查研究】近年来,我国经济高速发展,城市面积不断扩大,乘坐交通工具已成为人们的一种主要出行方式。

与发达国家居民出行通常依靠私家车的情况不同,公共交通工具仍是我国居民出行的首选。

据调查,60%以上北京市民出行依靠公共交通工具,公共交通系统在北京市城市交通系统中占主体地位。

2005年,北京市公共交通系统（城铁、地铁、出租车及公共汽车）年运送乘客数接近60亿人次1。

近年来北京的交通拥堵状况加剧,人们置身于交通工具微环境内的时间比以往更长,交通工具内的空气质量直接关系着人们的健康。

因此,笔者对北京市各公共交通工具的空气质量进行综合评价。

1材料与方法1.1现场监测于2004年7月2006年8月选取北京市城铁、地铁、出租车、公共汽车中具有代表性的车辆进行了车厢空气中CO、CO2、PM10、苯系物浓度的监测。

采用便携式GXH-3051型一氧化碳分析仪（北京均方理化科技研究所）检测CO浓度,采用便携式PCO2/10二氧化碳分析仪（英国GASDATA公司）检测CO2浓度,采用便携式Dustmate粉尘测定仪（英国Dustmate公司）检测PM10浓度。

在采样现场使用容积为3.5L内壁抛光的不锈钢采样罐采集空气样品,然后将采样罐带回实验室采用Varian3400型毛细管柱气相色谱仪（美国Varian公司）进行气相色谱分析,获得苯、甲苯、二甲苯的浓度。

1.1.1城铁北京市共有两条城铁线路,即13号线和八通线,其中13号线运行车辆为今后该市城铁运营的主力车型。

本研究选取13号线车辆为城铁的代表性车辆,分别于夏季（2004年7月及8月）和冬季（2004年12月）的每个采样日的高峰时段和非高峰时段进行现场监测。

共进行了15个车次的现场实测,其中夏季9个车次,冬季6个车次。

采样点设置在车厢中部且避开车门位置,采样高度均在人体呼吸区域范围内。

1.1.2地铁与大气环境相比,各季节地下环境差别514环境与健康杂志2008年6月第25卷第6期JEnvironHealth,June2008,Vol.25,No.6并不大,所以采样在春季进行（2005年3月）,并没有分季节进行。

采样期间,北京市地铁线路包括1号线及2号线,这两条线路在北京交通中具有重要的地位,所以均包括在此次研究中。

地铁车厢所采用的通风方式为关闭车窗采用电扇机械通风。

先期调查发现,上下班高峰时期由于地铁车厢内过分拥挤,无法开展正常的现场采样工作,因此本次研究选取了12:

3015:

30的次高峰时间进行现场采样。

共进行了8个车次的现场实测。

采样点设置在车厢中部且避开车门位置,采样高度均在人体呼吸区域范围内。

1.1.3出租车在进行出租车空气样本采样的2005年,北京市有出租车6.3万辆,根据出租车的品牌及使用年限在其中选取了3款最具代表性的车型进行研究。

其中包括老旧淘汰车型、过渡车型以及北京出租车的主力车型。

出租车采样包括两个季节,冬季（2005年1月）和春季（2005年34月）,采样时间为9:

0011:

00及14:

0016:

00。

在采样期间,每天用同一辆出租车,一条路线往返检测2次,每次采样25min。

共进行了36个车次的现场实测,其中冬季20车次,春季16车次。

采样点设置在车租车中部人体呼吸区域范围内。

1.1.4公共汽车在进行公共汽车空气样本采样的2006年,北京市有公共汽车1.9万辆。

北京市公共汽车的车辆品牌庞杂,车辆新旧程度不一,选取具有代表性的车辆相对困难。

因此,需要将北京市公共汽车分为具有代表性的类型,并在各类型中选取合适的车型（并兼顾路线的因素）。

本研究将北京市目前的公共汽车分为以下4类:

非空调新车、非空调旧车、空调新车、空调旧车。

现场监测分别在冬季（2006年1月）、春季（2006年4月、5月）及夏季（2006年7月、8月）进行,采样时间为9:

0012:

00。

共进行了46个车次的现场实测,其中冬季14车次,春季16车次,夏季16车次。

采样点设置在车厢中部且避开车门位置,采样高度均在人体呼吸区域范围内。

1.2评价标准按照GB188832002室内空气质量标准进行评价。

CO、CO2、PM10、苯、甲苯、二甲苯的浓度限值分别为10mg/m3,0.10%,0.15mg/m3,0.11mg/m3,0.20mg/m3,0.20mg/m3。

1.3空气质量评价方法采用姚志麒提出的最高值与平均值兼顾的空气质量指数法对交通工具微环境空气质量进行评价2。

此方法在室内及交通工具微环境空气质量评价中已有成功应用的先例3-5。

该方法首先将各污染物的平均浓度（ci）除以该污染物的评价标准值（Si）,得到质量分指数Ii,选出其中最大值（Imax）,再求出i个污染物质量分指数的平均值（Iav）,两者的几何均数即为空气质量指数（I）。

其数学表达式见公式

（1）:

I=ImaxIav!

=maxc1S1,c2S2,ckSk#,1kki=1$ciSi%&!

（1）式中:

I空气质量指数;Imax最大质量分指数;Iav平均质量分指数;ci第i种污染物的浓度;Si第i种污染物的评价标准值;K污染物个数。

I的数值越大,反映综合污染越严重,通过引入室内空气污染质量等级判断标准6,如表1所示,对交通工具微环境内的空气质量进行判断。

本研究所监测污染物的浓度按GB/T188832002室内空气质量标准进行评价。

该评价方法中,质量分指数（I1）定义为污染物浓度（ci）与标准值（Si）之比,Si的倒数可看作其权重系数,形象地表示了某个污染物浓度与其标准值间的距离。

该指数特点为:

（1）形式简单,计算方便,适应污染物个数的增减,适用于综合评价几种污染物共同作用下的空气质量。

（2）兼顾了各参数中最大值与平均值的影响。

由于人的感觉与污染物浓度大小不成线性比例,当某一污染物污染严重时,可能会造成比较大的危害,引入Imax项就是为了体现污染最严重的因子对整个空气质量的影响。

2结果与讨论2.1各种交通工具车厢空气中污染物浓度表2可见,公共汽车车厢空气污染最严重,除了苯以外,其他污染物浓度不同程度超标,其中PM10超标最为严重,超标率达到了84%。

而城铁车厢空气质量最好,仅CO2浓度超标。

本研究中交通工具车厢空气中CO2浓度均呈现不同程度的超标,出租车内CO2浓度超标率最高,达到了92%。

公共汽车和出租车车厢空气中CO浓度均有超标,且出租车的超标率（45%）高于公共汽车（10%）。

除城铁外,其他交通工具车厢空气中PM10浓度均超标,超标率达到30%以上,其中地铁PM10污染较为严重,超标率为91%。

而苯系物在各交通工具车厢空气中的浓度均较低,仅在公共汽车内出现了甲苯（3%）及二甲苯（3%）的超标现象,超标率仅为3%。

间、对二甲苯和邻二甲苯在公共汽车车厢空气中的浓度分别为（0.0390.046）和（0.0170.025）mg/m3,样本量均为85件,在出租车车厢空气中的浓度分别为（0.0110.011）和（0.0050.006）mg/m3,样本量均为38件。

二甲苯在城铁车厢空气中的浓度为（0.0040.002）mg/m3,样本量为18件;在地铁车厢空气中的浓度为表1室内空气质量等级判断标准6室内空气质量等级评价清洁未污染轻污染中污染重污染空气质量指数（I）0.490.501.001.502.00515环境与健康杂志2008年6月第25卷第6期JEnvironHealth,June2008,Vol.25,No.6（0.0080.002）mg/m3,样本量为20件。

由于在不同情况下空气交换率等参数存在较大差异（如空调公共汽车和非空调公共汽车）,因此部分交通工具车厢空气中污染物浓度数据离散程度较大。

2.2交通工具微环境内空气质量综合评价在本研究测定的通风方式下,各交通工具微环境内的空气质量综合评价结果见表3。

城铁内空气质量最好,评定为级（未污染）,CO2是其首要污染物,这与乘客数量较多有关,目前城铁内的通风系统基本可以保证车内较清洁的空气质量,在原有基础上改善车厢内通风换气系统,将有助于车内空气质量的进一步提高。

地铁车厢内空气质量被评定为级（轻污染）,其中PM10的污染最为严重,由于地铁车厢内并无PM10来源,所以地铁地下运行环境空气质量的改善,将促进地铁车厢内空气质量的提高。

在各种交通工具中,非空调公共汽车在开窗情况下的车内空气质量最差,评定为V级（重污染）,PM10为其首要污染物,污染指数达到了9.70。

本研究发现,与关窗时相比,开窗情况下道路交通系统空调公共汽车和非空调公共汽车车厢内空气质量下降,且其首要污染物均为PM10。

因为在关窗的情况下,颗粒物被不同程度地阻止在车外。

由于空调系统的运行会过滤掉车内的部分颗粒物,所以关窗时空调公共汽车车厢空气中PM10浓度会显著下降,首要污染物为CO。

3小结各种交通工具车厢空气中CO2浓度超标率均达30%以上,其中出租车车厢空气中CO2污染最为严重,浓度平均值达0.20%。

除城铁车厢空气中PM10浓度达标外,地铁、出租车、公共汽车内的PM10浓度超标率均达30%以上,公共汽车内PM10污染非常严重,浓度平均值达0.76mg/m3。

在道路交通系统中,公共汽车及出租车车厢空气中CO浓度超标率达到10%以上,出租车内CO污染较为严重,浓度平均值达10.6mg/m3。

北京市公共交通工具车厢内空气质量的排序为:

城铁的车内空气质量最好,其次为地铁、出租车,而公共汽车的车内空气质量最差。

总之,轨道交通系统的车内空气质量要好于道路交通系统。

通风方式及空气交换率在不同程度上决定着车内空气质量及车内的首要污染物。

在关窗或空气交换率较小的情况下,车内的空气质量一般较好,且车内首要污染物多为具有明显车内来源的污染物,如CO、CO2等。

在开窗或空气交换率较大的情况下,车内的空气质量较差且首要污染物为颗粒物。

参考文献:

北京市统计局.北京市统计年鉴2006M.北京:

中国统计出版社.2006.杨克敌.环境卫生学M.5版.北京:

人民卫生出版社,2004:

316.白郁华,陈旦华.室内环境质量调查北京大学园区室内空气污染综合评价M.北京:

原子能出版社,1998:

62.沈晋明,毛继传,孙光前.上海办公大楼空气品质客观评价J.建筑热能通风空调,1995,4:

14-17.LiTT,BaiYH,LiuZR,etal.In-trainairqualityassessmentoftherailwaytransitsysteminBeijing,ChinaJ.TransportationResearchPartD:

TransportandEnvironment,2007,12:

64-67.沈晋明.室内空气品质的评价J.暖通空调,1997,4:

22-25.（收稿日期:

2008-02-28修回日期:

2008-04-01）（本文编辑:

高申）表2交通工具微环境内污染物浓度和超标情况样本量（件）642173194156xs（mg/m3）8.523.110.67.01.00.52.31.0超标率（%）104500样本量（件）660170201156xs（%）0.130.060.200.090.110.040.100.03超标率（%）50926037样本量（件）63314283156xs（mg/m3）0.761.110.130.140.110.060.320.13超标率（%）8433091样本量（件）87381821xs（mg/m3）0.0170.0160.0150.0110.0140.0060.0080.002超标率（%）0000样本量（件）88381826超标率（%）3000公共汽车出租车城铁地铁xs（mg/m3）0.0440.0670.0130.0100.0120.0050.0100.003甲苯苯PM10CO2CO交通工具表3交通工具微环境内空气质量综合评价最大质量分指数车内空气质量等级空气质量指数1.341.532.364.231.171.130.66污染物COPM10PM10PM10CO2PM10CO2数值1.822.804.629.702.002.171.17交通工具空调公共汽车非空调公共汽车出租车地铁城铁通风方式关窗开窗关窗开窗关窗关窗关窗123456516