华路捷 刘京 郭强 关艳红

摘 要：交通运输是世界范围内空气污染的主要来源，但人们通常忽略了公共交通对空气质量的影响。随着城市交通建设的加快，公共交通设施也趋于完善，其对城市环境的影响越来越大。在本文中，我们以一种主要类型的公共交通设施——城市轨道交通为例分析其对城市空气质量的影响，并浅析通过制定《城市轨道交通空气质量监测规范》将城市轨道交通与空气质量监测系统结合起来。

关键词：空气污染;轨道交通;空气监测;环境保护

中图分类号：U239.5 文献标识码：A

0 引言

暴露于空气污染中会对健康造成重大不利影响。世卫组织最近的研究估计，城市空气污染每年造成全世界640万人的健康问题。然而，尽管人们普遍承认汽车污染对健康的不利影響，但对公共交通（如城市轨道交通）对空气污染的影响知之甚少。城轨交通是历史悠久的一种公共交通类别，我国城市轨道交通的发展起步较晚，最早的城轨交通雏形出现于旧时代的上海和重庆等地。事实说明，在经济高速发展的今天，城市居民的环保意识也逐步抬头，人们对空气质量的重视度也不断提高。

1 城市轨道交通系统建设现状

进入21世纪以来，越来越多的城市建立起了自己的城市轨道交通系统，一些城市的城轨系统已经非常成熟，发挥着城市公共运输的主要职能，是都市交通圈中的核心系统。城轨交通体系可以分为以下几个种类：城区铁路、地铁以及城市轻轨。其中轻轨部分又可以细分为：电车、磁悬浮列车、导轨电车等。

除了交通和环境经济学家对本文的课题感兴趣外，城市轨道交通设施是否对城市空气质量产生了显著影响这一问题具有重大的现实意义。全球110多个城市每天有1.55亿人乘坐城市轨道交通系统出行，公共补贴的轨道交通基础设施投资持续增长（国际公共交通协会，2019年）。仅2015年以来，世界各地有37个城市规划建设了自己的城市轨道交通系统，其中包括印度德里、阿联酋迪拜以及中国厦门。事实上，轨道交通倡导者和政策制定者经常指出轨道交通基础设施的环境效益，以证明这些重大投资的合理性。例如，到2025年，通过将地铁系统规模从554公里增加到703公里，北京“公共交通城市”的计划将把空气污染降低到2008年水平以下。

2 城市轨道交通系统对环境的影响

在环境和公共交通运输文献中，公共交通运输被广泛认为是空气污染的重要来源之一。更具体地说，有一部分温室气体和空气污染物的排放被认为来自城市轨道交通：2018年，轨道交通运输占城市能源使用产生的二氧化碳（CO2）排放量的近十分之一，五分之一的公共交通相关污染物排放来自轨道交通。此外，在交通拥堵严重的地区，这些污染水平尤其高。传统的轨道交通运输产生一系列污染物排放，高浓度的污染物对城市居民构成危害。最常见的污染物是不同粒级的颗粒物（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）。轨道车辆使用的内燃机不一定会产生所有这些污染物，但这些发动机的一些排放物与空气中的其他颗粒物结合后，会与更复杂的分子（如臭氧O3）发生反应，并对人类健康产生负面影响。

以厦门市为例，在2005—2015年期间，厦门的空气质量在全国各城市中名列前茅。污染源清单显示，城市轨道交通运营车辆的排放物是几种有害污染物的重要来源。清单显示，轨道车辆分别占CO和NOX排放量的13%和9%，而pm2.5和SO2排放量分别仅占0.6%和4%。为了应对交通部门对空气污染日益增长的担忧，厦门环保局多年来实施了各种法规。这些标准包括对新制造的轨道交通车辆的CO和NOX尾气排放进行限制的性能标准。根据这些标准，制造商通过引入更高效的燃油喷射、化油器系统或催化转化器，提高了轨道交通车辆的环保性。同时，国家层面于2009年、2016年和2020年引入了重新制定的燃油（RFG）法规，以降低汽油和柴油中的硫含量。此外，燃油消费税收入还用于资助与空气质量相关的各种项目，包括轨道车辆检查和维护，改装微粒过滤器等的补贴。

一些研究调查了轨道交通系统排放的污染物对空气质量的影响，并报告了对健康的潜在影响。pm10和pm2.5与呼吸能力下降、哮喘病情加重以及严重的心肺损害有关。氮氧化物（NOX），尤其是二氧化氮（NO2），会影响呼吸系统，加重现有的肺炎或支气管炎病例，而高浓度的NOX会严重损害肺组织。二氧化硫（SO2）可加重呼吸或心血管疾病的现有症状。一氧化碳（CO）是最常见的中毒类型之一。它可以阻止氧气向细胞的运输，导致头晕、头痛和恶心，高浓度下甚至会导致昏迷和死亡。

3 解决方案

3.1 《城市轨道交通空气质量监测规范》的编制意义

全球范围内的许多国家都十分注重城市轨道交通运营对于环境和空气质量的作用。世界公共交通协会为此成立了专门的科学和技术理论委员会，其中所要研究的核心就是如何构造道路环境影响的评价模型。为了有效地评价我国城市轨道交通污染物排放和扩散对车辆空气质量的危害，一些发达国家针对轨道交通行业中车辆尾气污染物排放及扩散情况进行了大量实验和研究，并在实践中构建了一系列车辆污染物排放及扩散模型。目前，我国许多大中型城市已经建立起相应的城市空气质量监测系统。不幸的是，城市轨道交通网络与空气质量监测系统的融合度还不足，很多城市的空气监测系统中没有考虑轨道交通的影响，因此未将轨道交通纳入检测范围。除此外，即使有些地方将轨道交通纳入空气质量监测系统，也往往因为监测项目不合理、不匹配的原因，不能客观地反映轨道交通对空气质量造成的影响。国内一些城市如北京、重庆、厦门对各自的轨道交通系统的运行进行了空气质量监测，确定了其运营时产生的主要排放物的类别、采样流程、时间和频率、影响权重等，受限于相关部门尚未提出城市轨道交通环境空气质量监测的技术标准及相关文件，各城市只能根据自身特点（如气候特征等）建立专属的监测体系，监测数据只对该城市范围内有效，而对其他城市没有指导意义。此外，一些地方环保部门出于本地区的实际需要，拟定了一些较简易的技术流程，但形成不了通用的规范章程。因此，有必要制定城市轨道交通环境空气质量监测技术的规范章程，让更多城市在开展城市轨道交通空气质量监测的时候有章可循，使空气质量监测系统与城市轨道交通相结合。

3.2 《城市轨道交通空气质量监测规范》的主要内容

《城市轨道交通空气质量监测规范》类似于国内其他监测技术章程，主要由规范管理范围、专业用语、监测流程、采样、取样及保存、按权重分析样品等组成。这之中，采样和取样与其他空气质量检测技术章程有较大区别，需要忠实反映城市轨道附近的空气质量。

3.3 典型交通道路環境空气质量监测布点

采样点的布设一直是城市轨道交通空气质量监测中最为关注的问题，采样点的成功与否与采样的有效性、数据和结果密切相关，在整个监测过程中都至关重要。根据城市轨道交通环境空气质量监测的适用范围可知，轨道交通环境空气质量监测的目的是了解典型运行轨道的空气质量状况及其对周围环境的影响。因此，监测点布设应遵循以下原则：

（1）选择采样点前必须对现场及轨道周边环境进行调查。（2）设置可反映所监测轨道交通范围内空气质量、水污染水平及污染物分布且便于采样的采样点。除交叉轨道外，采样点应设置在车速均匀的路段。（3）背景采样点的设置应远离运行轨道且周边无其他污染源。（4）各采样点的设置条件应尽可能一致，且周围环境状况也应相对稳定。（5）各采样点必须严格实施质量保障措施。

3.4 监测项目

《城市轨道交通空气质量监测规范》中，国家环境空气质量监测网络的强制性项目主要包括SO2、NO2、pm10、CO和O3，选择性测量包括TSP、Pb、F和有毒有害有机物。与一般的空气质量监测不同，城市轨道交通空气质量监测的主要污染源来自轨道车辆启动时产生的气体和行驶过程中产生的粉尘。轨道车辆排放的主要污染物包括氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、铅和颗粒物。因此，在典型城市交通道路的空气质量监测项目中，应充分考虑轨道车辆尾气的排放特性。

4 结论

中国的城市化率正在不断增加，经济发展和我国人民生活水平也正在不断提高，轨道交通车辆的数量将会继续增长，其尾气对交通安全影响也会日益突出。如何提高城市生态环境和空气质量，构建宜居型城市，已经成为未来我国在城市建设中所面临的重大命题。但是，我国对于城市轨道交通车辆和环境监测还是缺乏相应规范化的文件，因此对于相关的监测工作并没有任何章节可循，这对于轨道交通车辆、城市轨道交通以及对于城市环境空气质量监测工作都没有什么帮助。《城市轨道交通空气质量监测规范》的编制有望于填补这一空白，为各级环保部门和其他单位对中国典型的城市轨道交通运营环境空气质量监测活动提供了规范依据和指导。

参考文献：

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