刘 迪

（吉林财经大学，吉林 长春130117）

影响机动车尾气污染物扩散环境因素概述

刘 迪

（吉林财经大学，吉林 长春130117）

论述了环境因素对机动车尾气污染物扩散的影响，分析了环境因素在污染物扩散过程中起到的作用。

污染物；扩散；机动车尾气；环境因素；影响

中国经济正处在高速发展时期，经济发展带来的环境问题已经成为社会关注的焦点问题。据不完全统计，截止2013年底，我国机动车数量突破2.5亿辆，机动车保有量超过百万的城市达到 31个。机动车数量的迅速增长，不仅仅给人们生活带来便捷，同时，产生了环境问题，噪声污染、尾气污染已是社会普遍关注的焦点。2013年，全国城市大范围出现雾霾天气，对城市居民的生活、健康带来负面影响，医院收治的呼吸道疾病患者数量明显增多。通过相关环境部门的监测，发现机动车尾气污染物是产生雾霾天气的主要原因之一。

为了更好地预防、治理机动车尾气污染，首先应对污染物扩散的环境因素进行分析，进而降低污染物在环境中的浓度，减少对人体健康的影响。同时研究机动车尾气污染物扩散的环境因素，也是环境预测、评估的重要工具。

1 影响城市道路机动车污染物扩散的环境因素

1.1 风

风速。风在污染物扩散当中发挥着两个作用，一个是稀释，一个是传输。风速在这两方面都产生了一定的作用。风速较小的时候，环境当中空气更新较慢，对于污染物扩散不利，这时污染物的浓度较高。当风速变大的时候，对于污染物扩散是有利的，这时的污染物浓度较低。空气中污染物浓度高、低以及扩散与稀释受水平运动的大气影响，假设不考虑其他的影响因素，空气中的污染物浓度与风速成反比，当风速降到一半，下风向空气中污染物浓度则会上升一倍［1］。同时，国内外学者对受风速影响下的污染物浓度变化情况进行了研究。1985年，在美国的芝加哥的一个街道峡谷当中，Depaul［2］进行了一次试验，实验的结果发现当风速保持在2～5m／s，风向的夹角与街道成90°时，只存在一个涡流在环境当中；当风速降为1.5～2.0m／s时，涡流现象几乎不会在环境当中出现。施益强、王坚等［3］对厦门的 NOx、PM10进行预测，空气中的污染物浓度基本上与风速成反比，当环境中的风速高于 7m／s时，PM10浓度反而与风速成正比。

风向。风在污染物扩散当中起着传输作用，而风向决定着风的传输方向。城市规划污染较大的工业、企业应考虑风向因素，上风向的污染物浓度明显要低于下风向的污染物浓度。谢海英、陈康民［4］采用 RNG k－ε湍流模型，并运用 Fluent软件，对某条街道中机动车污染物进行预测值模拟，当这条街道的宽高比为 5时，当风向与街道成 90°角时污染物浓度最大；与街道成 45°角时，污染物浓度出现第二大值，其余风向角下浓度较小。同时，陈萌、韩相春［5］进行类似的二维数值模拟，同样采用 RNG k－ε湍流模型，也得到相似的结论。

1.2 温度

气温。机动车污染物扩散受温度影响较为明显，气温与大气稳定度关系较为密切。夏季时，环境温度较高，大气稳定度较差，对污染物的扩撒有利。冬季时，环境温度较低，大气稳定度较好，对污染物扩散不利。日气温变化与季节变化相似，白天温度较高，大气湍流现象较明显，污染物浓度较低；反之，夜间温度较低，产生下沉作用，湍流现象较弱。Nakamura［6］等对街道环境中的变化进行了较为系统、详细的测量，由于一天当中日照的变化，空气中的热量分布不均匀，机动车尾气污染物在街道内的扩散能力及其稳定度有着明显的差异，当温度较高，日照较强时，区域内的污染物浓度有下降的趋势，这说明温度对污染物扩散有一定的影响。

逆温。一般情况下，在大气的对流层当中，气温会随着高度的增加而降低，但是由于其他的气象条件的影响，有时气温会随着高度的升高而上升，这种现象被称为逆温。边界层逆温对污染物的影响较为明显。边界层逆温有两种，一种是脱地逆温，一种是贴地逆温，前者是从低空开始的逆温，后者是在地面开始的逆温。贴地逆温对于污染物的扩散的影响要强于脱地逆温。逆温现象一般多发生在冬季，工业城市的地表以上有大量热源存在，产生一层不稳定的层结，在这个层结上的逆温层使得城市污染物的扩散空间有限，污染物扩散受到阻碍，近地面浓度较高。有时候城市天气较好的清晨或者夜晚，产生浓雾，能见度较差，基本上也是由于这种原因产生的。

1.3 大气稳定度

大气稳定度是指在铅直方向上空气的稳定程度，即大气中所在的层次是否稳定，是否容易产生对流。污染物浓度与大气稳定度成正比关系，稳定度级别较低时有利于污染物的扩散，因为低的稳定度有利于污染物和空气混合稀释；反之大气稳定度较高不利于污染物扩散。对流和湍流的产生也受大气稳定度的影响，当大气稳定度较差时，对流和湍流较为明显，污染物的稀释能力较强，形成污染的可能性较小。一般每天的清晨和夜晚大气稳定度较好，一天当中大气的稳定度变化较为明显。袁启光、张同智［7］参考2000—2003年哈尔滨市气象数据、大气稳定度、污染物扩散情况、空气质量监测数据，进行了大气污染物等级、大气稳定度的划分。

对于稳定度的划定，国内外多采用帕斯奎尔扩散曲线法［8］，见表1。

表1 稳定度级别划分表

2 结语

对于机动车污染物尾气扩散的研究始于 20世纪30年代，在70年代成为热点研究问题，影响污染物扩散的环境因素也越来越成为人们关心的领域。国外对于机动车尾气污染物的研究工作较为成熟，国内的研究学者起步较晚。机动车尾气污染物受多种因素影响，如源强、地理条件、气象条件，这也给分析污染物的浓度分布造成了一定的难度。

准确地分析影响机动车尾气污染物扩散的环境因素，有利于减弱环境污染造成的危害，能对大气污染防治工作提供帮助。

［1］何强.环境学导论 ［M］.北京：清华大学出版社，1994.

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

［3］施益强，王坚.基于 GIS的厦门市区机动车尾气扩散模拟［J］.集美大学学报 （自然科学版），2010，15（6）：68 －70.

［4］谢海英，陈康民.风向对街道峡谷内污染物扩散的影响 ［J］.环境科学研究，2011，24（5）：497－504.

［5］陈萌，韩相春.城市街道峡谷机动车排放氮氧化物扩散模拟［J］.交通运输工程与信息学报，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，马广大.大气污染控制工程 ［M］.北京：高等教育出版社，1989.

［8］JTJ005－96，公路建设项目环境影响评价规范 ［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

刘迪 （1986－），男，硕士研究生，助教，吉林财经大学，主要从事环境规划与管理研究。