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文檔簡介

I《道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測與評價技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)草案編制說明標(biāo)準(zhǔn)編制組二〇二〇年九月目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1 項(xiàng)目背景 11.1 任務(wù)來源 11.2 工作過程 12 標(biāo)準(zhǔn)制訂必要性分析 22.1 道路揚(yáng)塵是北京市大氣細(xì)顆粒物的重要來源 22.2 環(huán)境管理工作需要 22.3 現(xiàn)行方法不適用于道路揚(yáng)塵的日常監(jiān)測 33 國內(nèi)外相關(guān)分析方法研究 43.1 主要國家、地區(qū)及國際組織相關(guān)分析方法研究 43.2 國內(nèi)相關(guān)分析方法研究 63.3 與本標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系 74 標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則和技術(shù)路線 84.1 標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則 84.2 標(biāo)準(zhǔn)制訂的技術(shù)路線 95 方法研究報(bào)告 95.1 適用范圍 95.2 規(guī)范性引用文件 95.3 術(shù)語和定義 115.4 車載移動監(jiān)測系統(tǒng)的組成、原理及要求 125.5 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制 195.6 數(shù)據(jù)有效性判斷 255.7 道路塵負(fù)荷分級評價標(biāo)準(zhǔn) 256 方法驗(yàn)證 276.1 準(zhǔn)確性驗(yàn)證 276.2 可重復(fù)性驗(yàn)證 27參考文件 30項(xiàng)目背景任務(wù)來源為進(jìn)一步改善大氣環(huán)境,國務(wù)院印發(fā)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》,明確要求加強(qiáng)道路揚(yáng)塵綜合整治。2018年7月,中共北京市委北京市人民政府發(fā)布了“關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好北京市污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見”和《北京市打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》,明確指出,運(yùn)用車載光散射、走航監(jiān)測車等新技術(shù),檢測評定道路揚(yáng)塵污染狀況。《北京市污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)2019、2020年行動計(jì)劃》均對道路揚(yáng)塵監(jiān)測及考核工作提出要求,2020年明確提出要“持續(xù)開展道路塵負(fù)荷走航監(jiān)測評價,定期通報(bào)全市平原區(qū)道路塵負(fù)荷情況”。為科學(xué)評價全市道路揚(yáng)塵污染狀況,規(guī)范監(jiān)測技術(shù)方法,北京市生態(tài)環(huán)境局申報(bào)《道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測與評價技術(shù)規(guī)范》地方標(biāo)準(zhǔn),并于2020年3月通過北京市市場監(jiān)管局正式立項(xiàng)。工作過程1.2.1成立編制組2020年3月,北京市生態(tài)環(huán)境局成立《道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測與評價技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)編制工作組,召開編制工作啟動會,明確主要標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,部署任務(wù)分工。1.2.2前期調(diào)研查閱國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)規(guī)范和文獻(xiàn)資料,結(jié)合我國道路揚(yáng)塵監(jiān)測工作現(xiàn)狀,確定標(biāo)準(zhǔn)編制技術(shù)路線,按照《國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作管理辦法》相關(guān)規(guī)定撰寫標(biāo)準(zhǔn)草案。1.2.3初稿編寫根據(jù)工作分工和技術(shù)路線開始標(biāo)準(zhǔn)編寫。為建立道路揚(yáng)塵濃度與道路塵負(fù)荷的關(guān)系,確定標(biāo)準(zhǔn)中的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo),在北京市不同區(qū)域開展大量實(shí)驗(yàn),分別采用車載移動監(jiān)測方法和傳統(tǒng)手工法測試車輪帶起揚(yáng)塵濃度和道路塵負(fù)荷,基于大量實(shí)測數(shù)據(jù)應(yīng)用多元線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等數(shù)據(jù)分析方法,建立道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測模型。2020年5月,完成標(biāo)準(zhǔn)和編制說明初稿,期間共召開進(jìn)度調(diào)度和技術(shù)研討內(nèi)部會議十余次,研討內(nèi)容主要包含技術(shù)路線確定、標(biāo)準(zhǔn)框架設(shè)計(jì)、技術(shù)參數(shù)選擇和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容修改討論等。1.2.4開展監(jiān)測方法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在本市不同區(qū)域,選擇不同道路塵負(fù)荷等級的道路,開展道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測方法的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。標(biāo)準(zhǔn)制訂必要性分析道路揚(yáng)塵是北京市大氣細(xì)顆粒物的重要來源“十二五”期間,北京市及京津冀周邊區(qū)域通過實(shí)施一系列大氣污染防治措施,空氣質(zhì)量得到較為明顯的改善。但是,從治理目標(biāo)來看,PM2.5平均濃度距離35μg/m3的國家標(biāo)準(zhǔn)仍存在較大差距,大氣污染防治仍是一項(xiàng)長期且艱巨的任務(wù)?!笆濉逼陂g,持續(xù)改善空氣質(zhì)量,有效推動工業(yè)、生活各領(lǐng)域污染減排,增強(qiáng)人民的藍(lán)天幸福感,已成為北京市環(huán)境管理面臨的重點(diǎn)任務(wù)之一。隨著我市工業(yè)點(diǎn)源治理力度加大,大規(guī)模點(diǎn)源的貢獻(xiàn)逐漸降低,而面源中的機(jī)動車和揚(yáng)塵源貢獻(xiàn)逐漸升高。源解析結(jié)果顯示揚(yáng)塵排放對北京市大氣細(xì)顆粒物的貢獻(xiàn)比例有上升趨勢,2013年揚(yáng)塵源貢獻(xiàn)比例為14.3%,2017年上升至16%,成為影響PM2.5的第二大污染源,是制約北京市大氣環(huán)境質(zhì)量的重要因素。2018年排放清單數(shù)據(jù)顯示,本市道路揚(yáng)塵占PM10和PM2.5的比例分別為31.9%、30.7%。環(huán)境管理工作需要2018年國務(wù)院《關(guān)于印發(fā)打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃的通知》(國發(fā)〔2018〕22號),其中提出“經(jīng)過3年努力,大幅減少主要大氣污染物排放總量,協(xié)同減少溫室氣體排放,進(jìn)一步明顯降低PM2.5濃度,明顯減少重污染天數(shù),明顯改善環(huán)境空氣質(zhì)量,明顯增強(qiáng)人民的藍(lán)天幸福感。大力培育綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)。強(qiáng)化移動源污染防治。加強(qiáng)揚(yáng)塵綜合治理。建立揚(yáng)塵控制責(zé)任制度,揚(yáng)塵治理費(fèi)用列入工程造價。加強(qiáng)道路揚(yáng)塵綜合整治。大力推進(jìn)道路清掃保潔機(jī)械化作業(yè),提高道路機(jī)械化清掃率,2020年底前,地級及以上城市建成區(qū)達(dá)到70%以上,縣城達(dá)到60%以上,重點(diǎn)區(qū)域要顯著提高?!北本┦形⑹姓P(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好北京市污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見提出:“健全統(tǒng)分結(jié)合、行業(yè)監(jiān)管、屬地負(fù)責(zé)、分級管理的責(zé)任體系。環(huán)保部門負(fù)責(zé)監(jiān)測評價考核各區(qū)、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)揚(yáng)塵污染控制情況,統(tǒng)籌行業(yè)主管部門、執(zhí)法監(jiān)管部門,建立信息共享、督察檢查、處罰統(tǒng)籌等機(jī)制。運(yùn)用車載光散射、走航監(jiān)測車等新技術(shù),檢測評定道路揚(yáng)塵污染狀況,檢測評定重點(diǎn)地區(qū)的道路揚(yáng)塵污染狀況。自2019年起,擴(kuò)展到城六區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道);自2020年起,擴(kuò)展到遠(yuǎn)郊建成區(qū)?!薄侗本┦写蜈A藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》(京政發(fā)〔2018〕22號)提出“開展道路潔凈度檢測評定。由市城市管理委牽頭,開展全市道路潔凈度檢測評定,每月公布檢測評定結(jié)果。市環(huán)保局運(yùn)用車載光散射、走航監(jiān)測車等新技術(shù),檢測評定主要道路揚(yáng)塵狀況并反饋至各區(qū)。自2018年9月起,檢測評定重點(diǎn)地區(qū)的道路揚(yáng)塵污染狀況;自2019年起,擴(kuò)展到城六區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道);自2020年起,擴(kuò)展到遠(yuǎn)郊建成區(qū)。各區(qū)政府明確道路清掃責(zé)任主體,建立相應(yīng)的通報(bào)、整改、提升等工作機(jī)制并定期調(diào)度,組織道路揚(yáng)塵排名落后的責(zé)任主體及時整改?!?013年,我市開始道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測方法研究工作。2018年,在北京、山東、河北和河南開展道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測方法試點(diǎn)應(yīng)用。2019年,在北京市全面推廣應(yīng)用。一季度首先應(yīng)用于城六區(qū),二季度拓展至全市16區(qū)平原地區(qū)和北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。目前,每月監(jiān)測評估范圍覆蓋全市262個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)、1800余條道路。截至2020年7月,累計(jì)監(jiān)測道路29523條次,鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)4529個次。相對于工業(yè)點(diǎn)源而言,當(dāng)前我市對道路揚(yáng)塵污染控制的研究尚不完善,缺少道路揚(yáng)塵評價標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測技術(shù)規(guī)范。因此,制定《道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測與評價技術(shù)規(guī)范》十分迫切和必要,可為北京市道路揚(yáng)塵監(jiān)測和管控提供有效的手段和依據(jù)?,F(xiàn)行方法不適用于道路揚(yáng)塵的日常監(jiān)測《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)將道路積塵負(fù)荷作為衡量道路揚(yáng)塵排放的指標(biāo),規(guī)范要求使用人工刷掃或真空吸塵器吸掃路面積塵,經(jīng)烘干、冷卻、篩分后核算得到道路積塵負(fù)荷,該方法耗時長、誤差大、影響交通,難以用于日常大規(guī)??焖俦O(jiān)測評估。規(guī)范中推薦的道路積塵負(fù)荷限定標(biāo)準(zhǔn)參考值較為寬松,不適用于對北京市道路揚(yáng)塵的考核?!冻鞘械缆仿访鎵m土殘存量檢測方法》(DB11/T1204)由原北京市市政市容管理委員會提出,將路面塵土殘存量作為衡量道路路面塵土負(fù)荷的指標(biāo),納入環(huán)境衛(wèi)生工作考評體系。檢測方法要求使用塵土采集設(shè)備現(xiàn)場采樣,帶回實(shí)驗(yàn)室稱重后核算塵土殘存量,該方法檢測時需要停車采樣,存在影響交通、采樣效率低、代表性較差等缺點(diǎn)。此外,塵土殘存量和道路塵負(fù)荷是兩個不同的指標(biāo),路面塵土殘存量是指路面上每平方米面積內(nèi)用塵土采集設(shè)備收集到粒徑小于等于2mm塵土的質(zhì)量,適用于評價道路清掃保潔效果,而環(huán)保領(lǐng)域道路塵負(fù)荷是指單位面積的路面上通過200目(粒徑≤75μm)標(biāo)準(zhǔn)篩的顆粒物的質(zhì)量,用于評價道路揚(yáng)塵污染狀況,因此塵土殘存量的檢測方法不適用于環(huán)保領(lǐng)域評價道路揚(yáng)塵污染狀況。綜上所述,為進(jìn)一步推廣使用和科學(xué)指導(dǎo)全市道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測及分級評價工作,保持我市在道路揚(yáng)塵管控方面的領(lǐng)先地位,急需出臺滿足環(huán)境管理需求、符合北京市道路揚(yáng)塵污染管控現(xiàn)狀的快速測試方法標(biāo)準(zhǔn),為控制道路揚(yáng)塵污染提供數(shù)據(jù)支撐。國內(nèi)外相關(guān)分析方法研究主要國家、地區(qū)及國際組織相關(guān)分析方法研究3.1.1美國美國采用道路積塵測試相關(guān)的方法有傳統(tǒng)手工采樣法和車載移動監(jiān)測方法。(1)傳統(tǒng)方法美國AP-42文件中指出,鋪裝道路的顆粒物排放量與道路塵負(fù)荷(siltloading,單位面積幾何粒徑≤75μm粒子的質(zhì)量)有關(guān),故將道路塵負(fù)荷作為核算道路揚(yáng)塵排放量、衡量道路揚(yáng)塵排放強(qiáng)度的參數(shù)。道路塵負(fù)荷測試采用手工方法,AP-42文件給出具體測試方法為:通過掃帚或真空吸塵器采集道路表面塵,經(jīng)篩分、稱重后核算道路塵負(fù)荷。(2)替代方法為了快速獲取道路塵負(fù)荷,克服傳統(tǒng)手工測試方法耗時長、效率低且存在安全隱患的缺點(diǎn),美國沙漠研究所(DRI)研發(fā)了一種車載移動監(jiān)測方法,作為傳統(tǒng)手工測試法的替代方法,用于快速測定道路塵負(fù)荷。移動監(jiān)測方法的原理是車輪擾動造成的道路揚(yáng)塵濃度與車速、道路塵負(fù)荷及車重有關(guān),且隨著上述參數(shù)增加道路揚(yáng)塵濃度增大。此外,道路表面塵土粒徑分布等物理特性和路面濕度等因素也會影響道路揚(yáng)塵濃度高低,但與前述3個因素相比,可以忽略。因此,對于給定車輛,可以建立道路揚(yáng)塵、車速和道路塵負(fù)荷間的相關(guān)方程,用于估算相應(yīng)路段的道路塵負(fù)荷。該方法將顆粒物實(shí)時監(jiān)測儀、GPS定位系統(tǒng)和數(shù)據(jù)記錄儀等儀器安裝在監(jiān)測車上構(gòu)成移動監(jiān)測系統(tǒng),借助顆粒物實(shí)時監(jiān)測儀快速監(jiān)測鋪裝道路表面由于車輪擾動造成的顆粒物排放強(qiáng)度(即粉塵煙羽中的顆粒物濃度),通過轉(zhuǎn)換因子核算得到道路塵負(fù)荷,從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測道路塵負(fù)荷。3.1.2韓國借鑒美國的研究經(jīng)驗(yàn),韓國在道路塵負(fù)荷監(jiān)測方面也有傳統(tǒng)手工法和移動監(jiān)測方法2種方式。(1)傳統(tǒng)方法通過掃帚或真空吸塵器采集道路表面塵,經(jīng)篩分、稱重后核算道路塵負(fù)荷(單位面積幾何粒徑≤75μm粒子的質(zhì)量)。(2)移動監(jiān)測方法基于美國的移動監(jiān)測方法原理,通過在首爾市開展大量實(shí)驗(yàn),建立了適用于首爾地區(qū)的道路揚(yáng)塵、車速和道路塵負(fù)荷相關(guān)方程,用于快速監(jiān)測道路塵負(fù)荷。構(gòu)建了移動監(jiān)測系統(tǒng),研究首爾市區(qū)鋪裝道路塵負(fù)荷特征。由于移動監(jiān)測系統(tǒng)具備在短時間內(nèi)快速獲取大片區(qū)域道路塵負(fù)荷數(shù)值的能力,且可以生成道路塵負(fù)荷地圖、顯示特定位置道路塵負(fù)荷高低。因此,韓國采用移動監(jiān)測方法快速定位高塵負(fù)荷道路,及時通知道路責(zé)任部門,采取針對性的保潔措施。對比美國和韓國的道路塵負(fù)荷相關(guān)方程可以看出,道路塵負(fù)荷與車速、道路揚(yáng)塵濃度的關(guān)系基本一致,具體參數(shù)由于當(dāng)?shù)剀囕v型號和路面塵土理化性質(zhì)的差別略有不同。國內(nèi)相關(guān)分析方法研究目前國內(nèi)涉及道路污染狀況評價的標(biāo)準(zhǔn)有《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)、城市道路清掃保潔與質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)(CJJ/T126-2019報(bào)批稿)、《城市道路路面塵土殘存量檢測方法》(DB11/T1204)和《城市道路清掃保潔質(zhì)量與作業(yè)要求》(DB11/T353)。《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)規(guī)范中指出道路積塵負(fù)荷是指道路或地面單位面積上能夠通過200目標(biāo)準(zhǔn)篩(相當(dāng)于幾何粒徑75微米以下)部分積塵的質(zhì)量,道路積塵負(fù)荷是衡量道路揚(yáng)塵排放的重要指標(biāo)。規(guī)范要求選擇代表性路段,以路名為單位進(jìn)行道路積塵的測定。采用人工刷掃或真空吸塵器吸掃路面積塵,分段多點(diǎn)采集混合成1個樣品,經(jīng)烘干、冷卻、篩分后核算得到道路積塵負(fù)荷。給出快速路、主干道、次干道和支路4類道路優(yōu)、良、中、差4個等級的積塵負(fù)荷限定標(biāo)準(zhǔn)參考值。城市道路清掃保潔與質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)(CJJ/T126-2019報(bào)批稿)該標(biāo)準(zhǔn)適用于城市道路清掃保潔作業(yè)和質(zhì)量評價,采用道路清潔度評分制評價各等級道路的清潔程度。道路清潔度分值由道路感官質(zhì)量評價分值、道路可見垃圾及污漬密度評價分值、路面塵土量評價分值3項(xiàng)加權(quán)得到,其中路面塵土量使用路面塵土量采集設(shè)備順序采集各采樣點(diǎn)的路面塵土,稱重后計(jì)算得到?!冻鞘械缆仿访鎵m土殘存量檢測方法》(DB11/T1204)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城市道路路面塵土殘存量的檢測設(shè)備技術(shù)要求、采樣方法、樣品處理與計(jì)算,適用于城市道路車行道路面塵土殘存量的檢測。標(biāo)準(zhǔn)中定義路面塵土殘存量是指路面上每平方米面積內(nèi)用塵土采集設(shè)備收集到粒徑小于等于2mm塵土的質(zhì)量,是環(huán)衛(wèi)部門考核道路清潔程度的指標(biāo)。檢測方法要求使用塵土采集設(shè)備在被檢測路段的采樣區(qū)域現(xiàn)場采樣,同一路段采集10個子樣合為1個樣品,帶回實(shí)驗(yàn)室經(jīng)篩分、稱重后核算塵土殘存量?!冻鞘械缆非鍜弑嵸|(zhì)量與作業(yè)要求》(DB11/T353)標(biāo)準(zhǔn)將路面污染物、路面塵土殘存量和非法宣傳品作為衡量道路清掃保潔質(zhì)量的定量指標(biāo),把道路劃分為一級、二級和三級共3個等級。依據(jù)DB11/T1204《城市道路路面塵土殘存量檢測方法》檢測塵土殘存量,設(shè)立塵土殘存量限值,<10g/m2為一級,10g/m2~15g/m2為二級。表3-1我國道路污染狀況相關(guān)指標(biāo)測試方法及限值考核指標(biāo)粒徑范圍標(biāo)準(zhǔn)名稱(標(biāo)準(zhǔn)號)單位測試方法排放限值道路積塵負(fù)荷≤75μm防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范(HJ/T393)g/m2人工刷掃或真空吸塵器吸掃路面積塵,帶回實(shí)驗(yàn)室經(jīng)烘干、冷卻、篩分后核算得到道路積塵負(fù)荷詳見標(biāo)準(zhǔn)HJ/T393附錄C路面塵土量無限制城市道路清掃保潔與質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)(CJJ/T126-2019報(bào)批稿)g/m2用路面塵土量采集設(shè)備順序采集各采樣點(diǎn)的路面塵土,稱重后核算路面塵土量一級:10-70;二級:15-90;三級:30-110。路面塵土殘存量≤2mm城市道路清掃保潔質(zhì)量與作業(yè)要求(DB11/T353)g/m2參照《城市道路路面塵土殘存量檢測方法(DB11/T1204),使用吸塵車等塵土采集設(shè)備現(xiàn)場采樣,帶回實(shí)驗(yàn)室稱重一級:<10;二級:<15;三級:無。與本標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系美國通過檢測道路塵負(fù)荷確定道路揚(yáng)塵排放因子、核算排放量,并未用于執(zhí)法檢查和考核。傳統(tǒng)方法可得到道路塵負(fù)荷,但由于測試耗時長、誤差大,且人工采樣存在安全隱患,故推廣使用有很大局限性。替代方法克服了傳統(tǒng)方法的缺陷,可快速測試獲取道路塵負(fù)荷和道路揚(yáng)塵排放因子。韓國借鑒美國的研究經(jīng)驗(yàn),通過大量實(shí)驗(yàn)建立本地化模型,采用移動監(jiān)測系統(tǒng)研究首爾市區(qū)鋪裝道路塵負(fù)荷特征,快速識別高污染路段,通知相關(guān)責(zé)任部門以便及時采取針對性的清掃保潔措施。目前國內(nèi)道路污染狀況監(jiān)測和評價的方法主要針對道路塵負(fù)荷和路面塵土殘存量2個指標(biāo),《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)以道路積塵負(fù)荷作為評價指標(biāo),但評價限定值高、評價標(biāo)準(zhǔn)過于寬松,不適合目前北京市道路揚(yáng)塵污染現(xiàn)狀,且推薦使用的方法為人工法,測試耗時長、誤差大,因此不適用于道路揚(yáng)塵污染的日常監(jiān)測和評價;城市道路清掃保潔與質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)(CJJ/T126-2019報(bào)批稿)、《城市道路路面塵土殘存量檢測方法》(DB11/T1204)和《城市道路清掃保潔質(zhì)量與作業(yè)要求》(DB11/T353)以路面塵土殘存量(路面塵土量)為評價指標(biāo),評價指標(biāo)的粒徑較粗,適用于考核道路清掃保潔程度,不適用于測試和評價道路揚(yáng)塵污染狀況。因此,為了快速監(jiān)測道路塵負(fù)荷,評價道路揚(yáng)塵污染水平,有必要建立一種規(guī)范的道路塵負(fù)荷快速監(jiān)測方法。基于美國和韓國的研究經(jīng)驗(yàn),考慮我市道路交通現(xiàn)狀(含括車輛類型、車重、車流量、道路車道數(shù)等)和道路揚(yáng)塵的理化性質(zhì)與美國、韓國等不同,通過大量實(shí)驗(yàn)建立本地化的轉(zhuǎn)換因子,構(gòu)建本地化模型,搭建一套適用于北京市道路塵負(fù)荷監(jiān)測評估工作的車載移動監(jiān)測系統(tǒng)。為規(guī)范道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測工作編制本標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)備組成、原理及要求,質(zhì)量保證與質(zhì)量控制,數(shù)據(jù)有效性判斷方法,設(shè)置了道路塵負(fù)荷分級評價標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則和技術(shù)路線標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則(1)政策相符原則為貫徹落實(shí)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國大氣污染防治法》《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》和“北京市委市政府關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好北京市污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見”,防治大氣環(huán)境污染,改善大氣環(huán)境質(zhì)量,規(guī)范道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測技術(shù),依據(jù)《國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作管理辦法》《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》和《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》制定本標(biāo)準(zhǔn)。(2)科學(xué)性原則本標(biāo)準(zhǔn)在總結(jié)國內(nèi)外資料和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,基于大量研究和日常監(jiān)測,確定各項(xiàng)指標(biāo)和限值,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的車載移動監(jiān)測方法與傳統(tǒng)手工方法進(jìn)行比對驗(yàn)證,經(jīng)過比對證實(shí)該方法準(zhǔn)確可靠,符合科學(xué)性要求。(3)普適性原則該方法克服了傳統(tǒng)方法耗時長、效率低等缺陷,在滿足科學(xué)性的前提條件下,簡化了現(xiàn)場操作和后續(xù)實(shí)驗(yàn)室分析,提高了測定方法的易用性和可操作性,滿足道路塵負(fù)荷的常規(guī)監(jiān)測需求,具有普遍適用性,易于推廣使用。標(biāo)準(zhǔn)制訂的技術(shù)路線本標(biāo)準(zhǔn)在調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合目前我市開展道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測和考核工作的實(shí)際需求,制定技術(shù)路線,見下圖4-1,依據(jù)技術(shù)路線編制標(biāo)準(zhǔn)草稿和編制說明,經(jīng)專家論證和多輪修改完善后提交上報(bào)。方法研究報(bào)告適用范圍本文件規(guī)定了車載移動監(jiān)測的系統(tǒng)組成、技術(shù)要求、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷及分級評價標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)和管理要求。本文件適用于采用車載移動監(jiān)測方法的鋪裝道路塵負(fù)荷的監(jiān)測和評價,其他類型道路可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件本文件制定過程中共引用《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》(GB1589)、《環(huán)境空氣中PM10和PM2.5的測定重量法》(HJ618)、《環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)要求及檢測方法》(HJ653)、《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)和《粉塵濃度測量儀》(JJG846)5個文件。其中,監(jiān)測車的技術(shù)要求引用了《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》(GB1589);部分定義和采樣方法引用了《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393);維護(hù)要求、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制部分內(nèi)容引用了《環(huán)境空氣中PM10和PM2.5的測定重量法》(HJ618)、《環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)要求及檢測方法》(HJ653)和《粉塵濃度測量儀》(JJG846)。圖4-1標(biāo)準(zhǔn)編制技術(shù)路線術(shù)語和定義本文件共規(guī)定了5個術(shù)語和定義:揚(yáng)塵、鋪裝道路、道路揚(yáng)塵、道路塵負(fù)荷和道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測系統(tǒng)。(1)揚(yáng)塵《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)中揚(yáng)塵的定義為地表松散顆粒物質(zhì)在自然力或人力作用下進(jìn)入到環(huán)境空氣中形成的一定粒徑范圍的空氣顆粒物,主要分為土壤揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、道路揚(yáng)塵和堆場揚(yáng)塵。(2)鋪裝道路指采用瀝青或水泥等材料硬化鋪裝的道路。(3)道路揚(yáng)塵《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)中道路揚(yáng)塵的定義為道路積塵在一定的動力條件(風(fēng)力、機(jī)動車碾壓、人群活動等)的作用下進(jìn)入環(huán)境空氣中形成的揚(yáng)塵。本標(biāo)準(zhǔn)定義的道路揚(yáng)塵指道路路面上可懸浮顆粒物在一定的外力(風(fēng)力、機(jī)動車碾壓、人群活動等)的作用下,進(jìn)入環(huán)境空氣中形成的揚(yáng)塵,相比《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)本標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)道路揚(yáng)塵是路面上可懸浮的顆粒物,道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測系統(tǒng)的測試對象正是車輪帶起的揚(yáng)塵煙羽中顆粒物濃度,因此該定義更能準(zhǔn)確代表測試對象。(4)道路塵負(fù)荷道路塵負(fù)荷的定義借鑒《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)中表面積塵負(fù)荷的定義,指單位面積的路面上通過200目(粒徑≤75μm)標(biāo)準(zhǔn)篩的顆粒物的質(zhì)量,單位為g/m2,用于表征道路揚(yáng)塵污染水平。(5)道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測系統(tǒng)的組成和功能,定義車載移動監(jiān)測系統(tǒng)為:利用車輛行駛形成的作用力,將路面上的可懸浮顆粒物揚(yáng)起,通過車載采樣裝置、光散射法顆粒物監(jiān)測儀實(shí)現(xiàn)對道路塵負(fù)荷連續(xù)自動測量的系統(tǒng),以下簡稱車載移動監(jiān)測系統(tǒng)。車載移動監(jiān)測系統(tǒng)的原理、組成與要求原理(1)考核指標(biāo)由于道路揚(yáng)塵濃度受車重、車流量、風(fēng)速、濕度、環(huán)境空氣質(zhì)量及道路塵負(fù)荷等多種因素的影響,因此不宜采用道路揚(yáng)塵濃度作為考核指標(biāo),直接量化道路污染狀況。以道路塵負(fù)荷作為考核指標(biāo),排除外界因素,追根溯源,直接評價道路表面污染程度。(2)監(jiān)測單元的監(jiān)測指標(biāo)國內(nèi)外研究經(jīng)驗(yàn)表明,各種類型道路的表面積塵中不同粒徑粒子占比基本一致。因此,可以選擇監(jiān)測任意粒徑范圍的顆粒物,通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到道路塵負(fù)荷(<75μm)。由于當(dāng)前PM2.5的實(shí)時監(jiān)測設(shè)備成熟穩(wěn)定、準(zhǔn)確性高,相比粗粒徑,光散射監(jiān)測儀在監(jiān)測PM2.5時的準(zhǔn)確性更高,且選用PM2.5作為監(jiān)測指標(biāo)的設(shè)備維護(hù)成本低、使用壽命長,因此北京市道路塵負(fù)荷監(jiān)測工作選擇PM2.5為顆粒物監(jiān)測單元的監(jiān)測指標(biāo)。如果可以滿足監(jiān)測單元指標(biāo)技術(shù)要求,也可選擇其他粒徑顆粒物作為監(jiān)測指標(biāo),不對監(jiān)測粒徑做出限定。表5-1不同粒徑段占比粒徑范圍(μm)占比美國中國<5<100.620.63<751.01.0(3)工作原理車載移動監(jiān)測系統(tǒng)集成了在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)計(jì)算、地圖匹配、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸和自動統(tǒng)計(jì)等功能,通過監(jiān)測車輪帶起的揚(yáng)塵濃度來評價道路塵負(fù)荷。基于監(jiān)測車運(yùn)行過程中的車輛揚(yáng)塵顆粒物濃度和車速等參數(shù)實(shí)時計(jì)算輸出道路塵負(fù)荷數(shù)值。其中,車輪帶起的揚(yáng)塵顆粒物濃度為采樣點(diǎn)和背景點(diǎn)顆粒物濃度差值。借鑒美國和韓國的研究經(jīng)驗(yàn),選取不同區(qū)域(城區(qū)、郊區(qū))不同類型的典型道路,同步監(jiān)測道路揚(yáng)塵濃度、車速和道路塵負(fù)荷等參數(shù),其中道路揚(yáng)塵濃度通過光散射儀器獲取,車速通過車輛定位系統(tǒng)獲取,道路塵負(fù)荷依據(jù)《防治城市揚(yáng)塵污染技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)的方法,采用手工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析獲取?;趯?shí)測的道路揚(yáng)塵濃度、車速和道路塵負(fù)荷數(shù)據(jù),應(yīng)用多元線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等數(shù)據(jù)分析方法,建立應(yīng)用道路揚(yáng)塵濃度和車速數(shù)據(jù)計(jì)算道路塵負(fù)荷的模型。從而通過實(shí)時道路揚(yáng)塵濃度和車速,計(jì)算道路塵負(fù)荷數(shù)值。標(biāo)準(zhǔn)文本中不限定模型中公式形式和影響參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)編制工作中實(shí)驗(yàn)程序?yàn)槭紫裙潭访娣e塵情況和車重,研究車輪帶起的揚(yáng)塵濃度與車速的關(guān)系,結(jié)果表明揚(yáng)塵濃度(測試點(diǎn)與背景點(diǎn)濃度差)與車速呈指數(shù)關(guān)系(見圖5-1);然后固定車速和車重,研究道路塵負(fù)荷和揚(yáng)塵濃度的關(guān)系(見圖5-2),結(jié)果表明道路塵負(fù)荷與揚(yáng)塵濃度呈指數(shù)關(guān)系。除指數(shù)數(shù)值略有差別外,模型關(guān)系與美國的研究結(jié)果基本一致。道路塵負(fù)荷和揚(yáng)塵濃度轉(zhuǎn)換關(guān)系見式(5-1):(5-1)式中:sL道路塵負(fù)荷,g/m2;a常數(shù)系數(shù),與車重等因素有關(guān),選定監(jiān)測車輛后通過實(shí)測車速、道路揚(yáng)塵濃度和手工法測定的道路塵負(fù)荷確定;c車輪擾動造成的揚(yáng)塵濃度,mg/m3;v監(jiān)測車行駛速度,km/h;圖5-1北京市道路揚(yáng)塵濃度與車速的關(guān)系圖5-2北京市道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測模型系統(tǒng)組成為實(shí)現(xiàn)道路塵負(fù)荷實(shí)時監(jiān)測,通過整合顆粒物采集和傳輸單元、顆粒物監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)采集和傳輸單元、供電單元、輔助單元及車輛定位系統(tǒng)等搭建道路塵負(fù)荷車載移動監(jiān)測系統(tǒng),其中輔助單元包括氣象參數(shù)測試儀、視頻監(jiān)控設(shè)備和校準(zhǔn)設(shè)備等,系統(tǒng)組成見圖5-3。圖5-3車載移動監(jiān)測系統(tǒng)組成示意圖技術(shù)要求監(jiān)測車車輛重量是影響道路揚(yáng)塵強(qiáng)度的重要因素,因此監(jiān)測車重量必須能代表當(dāng)?shù)剀囍氐钠骄?。?jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),滿足GB1589規(guī)定的M1類輕型載客車輛與北京市車輛平均重量相當(dāng)。此外考慮監(jiān)測車的功能需求,作為監(jiān)測車的車輛還需滿足如下要求:最大總質(zhì)量不小于1.5t;后備箱高度不小于710mm,寬度不小于1000mm,進(jìn)深不小于910mm,容積不小于400L,用于安裝車載移動監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備;監(jiān)測車應(yīng)配備牢固的支架,用于固定現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備,安裝設(shè)備后的監(jiān)測車輛應(yīng)符合安全性能要求。顆粒物采集和傳輸單元顆粒物采集和傳輸單元是引導(dǎo)測試氣流進(jìn)入采樣管進(jìn)而輸送到顆粒物監(jiān)測單元的裝置,主要包括采樣口、采樣管、流量傳感器和采樣泵等。采集和傳輸單元的關(guān)鍵在于盡可能減少顆粒物在采集和傳輸過程中的損失,使到達(dá)測試單元的含塵氣流可反映車輪帶起揚(yáng)塵的實(shí)際特征。為達(dá)到這一目標(biāo),需要滿足下述技術(shù)要求:采樣口用于采集被車輛行駛作用力揚(yáng)起的可懸浮顆粒物,其設(shè)計(jì)和選材應(yīng)盡可能減少顆粒物吸附干擾;采樣口宜安裝在車輛遠(yuǎn)離排氣管一側(cè)后側(cè)輪胎的后方,采樣口距離地面高度(200±20)mm,采樣口與胎面距離(50±10)mm,采樣口指向胎面方向(與行駛方向一致),安裝方式見圖2;采樣管用于將含塵氣流傳輸?shù)筋w粒物監(jiān)測單元,應(yīng)盡量縮短管路長度,管內(nèi)徑為(50±10)mm,管線內(nèi)表面光滑;流量傳感器用于監(jiān)測采樣管內(nèi)氣體流速,量程范圍(0.2~20)m/s,精確度應(yīng)不低于2.5%;采樣泵的工作流量為(80~120)L/min,當(dāng)采集和傳輸單元負(fù)載阻力為30kPa時,最大抽氣流量應(yīng)不低于160L/min。A——采樣口距離地面高度;B——采樣口與胎面的距離。圖5-4采樣口安裝位置示意圖顆粒物監(jiān)測單元車載移動監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)測道路塵負(fù)荷,主要依賴監(jiān)測單元的實(shí)時監(jiān)測功能。系統(tǒng)中的監(jiān)測單元要求基于光散射法,用于環(huán)境空氣和揚(yáng)塵氣流中顆粒物質(zhì)量濃度的測定,監(jiān)測頻次要求為1s。已有測試結(jié)果顯示,道路揚(yáng)塵顆粒物(PM10或PM2.5)濃度最高時可達(dá)10mg/m3,因此監(jiān)測濃度范圍要求0~10000μg/m3,檢出限1μg/m3。監(jiān)測單元需要2臺光散射法顆粒物監(jiān)測儀,1臺監(jiān)測采樣點(diǎn)處濃度,1臺監(jiān)測背景濃度,2臺監(jiān)測儀的平行性需滿足要求才可同時使用。此外,由于光散射法顆粒物監(jiān)測儀不是標(biāo)準(zhǔn)方法,因此需要定期與參比方法進(jìn)行比對測試。平行性和參比方法比對測試的限值要求參照《大氣PM2.5網(wǎng)格化監(jiān)測技術(shù)要求和監(jiān)測方法技術(shù)指南》和比對試驗(yàn)結(jié)果選取。監(jiān)測單元的技術(shù)要求見下表5-2。表5-2顆粒物監(jiān)測單元的技術(shù)要求技術(shù)參數(shù)要求監(jiān)測指標(biāo)PM2.5、PM10等監(jiān)測頻次1s監(jiān)測濃度范圍0~10000μg/m3檢出限1μg/m3平行性15%參比方法比對測試斜率:1±0.25;截距:(0±20)μg/m3;相關(guān)系數(shù):≥0.85數(shù)據(jù)采集和傳輸單元數(shù)據(jù)采集和傳輸單元用于采集、處理、存儲和傳輸?shù)缆穳m負(fù)荷、氣象參數(shù)、定位等各類數(shù)據(jù)。根據(jù)功能要求,數(shù)據(jù)采集和傳輸單元需要滿足如下條件:數(shù)字通訊接口不少于5個,千兆網(wǎng)口不少于1個;RS-232串口不少于4個,通訊速率不小于19200BPS;道路塵負(fù)荷實(shí)時數(shù)據(jù)頻次為1s,測試路段道路塵負(fù)荷為該路段內(nèi)有效監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值;可顯示實(shí)時數(shù)據(jù),并能自動生成道路塵負(fù)荷監(jiān)測軌跡圖;具有斷電數(shù)據(jù)保存功能;具有查詢歷史數(shù)據(jù)功能,具備3個月以上的數(shù)據(jù)存儲能力,并能以報(bào)表形式導(dǎo)出。供電單元供電單元一般為外置式可充電電源,也可與監(jiān)測車電源連接共用,參照《固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》(HJ76)和《環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)要求及檢測方法》(HJ653)設(shè)定技術(shù)要求:供電電壓(220±10)V,(50±1)Hz;在環(huán)境溫度為(15~35)℃,相對濕度≤85%條件下,車載移動監(jiān)測系統(tǒng)電源端子對地或車載監(jiān)測系統(tǒng)外殼的絕緣電阻不小于20MΩ;系統(tǒng)應(yīng)具有漏電保護(hù)裝置,具備良好的接地措施,防止雷擊等對系統(tǒng)造成損壞。車輛定位系統(tǒng)車輛定位系統(tǒng)為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)或全球定位系統(tǒng)(GPS),實(shí)時記錄并輸出經(jīng)緯度信息,定位精度≤15m。輔助單元輔助單元包括車載氣象五參數(shù)儀、視頻監(jiān)控設(shè)備和校準(zhǔn)設(shè)備等部分。為實(shí)現(xiàn)輔助單元不同部分的功能,技術(shù)要求如下:車載氣象五參數(shù)儀可同時測量大氣溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓等五種氣象要素,技術(shù)參數(shù)需滿足表5-3要求;視頻監(jiān)控設(shè)備為選裝設(shè)備,可安裝在車內(nèi)后視鏡處,攝像頭朝向前方路面,分辨率1080p以上,鏡頭焦距≤6mm(視角62度),可實(shí)時記錄測試時的路況信息,存儲容量不小于16G;為了確保顆粒物監(jiān)測單元的準(zhǔn)確性,需要配備滿足HJ93要求的手工采樣設(shè)備,用于校準(zhǔn)、標(biāo)定光散射法顆粒物監(jiān)測儀,性能和指標(biāo)應(yīng)符合HJ93的要求。操作要求監(jiān)測環(huán)境要求參考《固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》(HJ76)和《環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)要求及檢測方法》(HJ653),設(shè)定測試的溫度、濕度和壓力條件;風(fēng)力等級達(dá)到4級,即風(fēng)速超過5.5m/s時,會出現(xiàn)明顯風(fēng)蝕塵土現(xiàn)象,且橫向風(fēng)速大會改變車輪帶起揚(yáng)塵煙羽的形狀和中心點(diǎn)位置,造成測試誤差,故要求監(jiān)測時風(fēng)速小于5.5m/s;顆粒物監(jiān)測單元采用可實(shí)時監(jiān)測顆粒物濃度的光散射原理測試儀,當(dāng)路面潮濕或出現(xiàn)降水天氣時,光散射法顆粒物監(jiān)測儀會高估道路揚(yáng)塵濃度,故要求在行車線上干燥無積水、沒有降雨和降雪的情況下開展測試。測試環(huán)境條件詳見表5-3。表5-3監(jiān)測環(huán)境條件序號指標(biāo)技術(shù)要求1環(huán)境溫度(-20~50)℃2濕度0~85%相對濕度,無凝結(jié)3壓力(80~106)kPa4風(fēng)速<5.5m/s5路面情況行車線上干燥無積水6天氣狀況無降雨、降雪監(jiān)測車的操作要求1)監(jiān)測人員要求監(jiān)測人員需具有M1類車型駕駛資質(zhì),熟練掌握車載移動監(jiān)測系統(tǒng)操作和運(yùn)行維護(hù)等方面的技能,嚴(yán)格遵守操作規(guī)范,車輛行駛過程中駕駛員禁止操作監(jiān)測系統(tǒng),嚴(yán)格遵守交通法規(guī)要求。2)監(jiān)測車行駛速度參考美國和韓國的研究結(jié)果,監(jiān)測車在普通城市道路行駛速度介于(20-70)km/h,在高速公路的速度上限可提高至80km/h,加速度控制在±0.7m/s2以下。為了研究車速對車載移動監(jiān)測系統(tǒng)的影響,在北京通州和亦莊,采用不同型號測試車輛分別開展實(shí)驗(yàn),結(jié)果見圖5-5。研究結(jié)果顯示,車速是影響車輪帶起揚(yáng)塵濃度的重要指標(biāo),揚(yáng)塵濃度隨車速增加呈現(xiàn)指數(shù)增長,車速過低時,環(huán)境風(fēng)速會改變煙羽形狀和中心位置,干擾采樣和測試,因此測試過程最低車速設(shè)置為20km/h;隨著車速增加,監(jiān)測車車輪帶起的揚(yáng)塵濃度升高,考慮到光散射儀監(jiān)測濃度上限及行駛安全,設(shè)置城市道路和高速公路監(jiān)測時的速度上限為70km/h和80km/h;由于加速過大帶來的橫向剪切氣流會干擾進(jìn)氣口從而影響光散射監(jiān)測儀的準(zhǔn)確性,減速過快會導(dǎo)致來自剎車和輪胎磨損的顆粒物增多使結(jié)果產(chǎn)生偏差,因此限制加速度在±0.7m/s2以下。綜上,監(jiān)測時車輛行駛速度通常應(yīng)控制在(20-70)km/h,高速路放寬至80km/h,盡量避免急加速和急減速行駛,加速度控制在±0.7m/s2以下。圖5-5道路揚(yáng)塵濃度與車速的關(guān)系3)行駛位置考慮到左側(cè)車道通常為超車道,車速較高且不宜長時間占用,最外側(cè)車行道車速較低,因此在符合交通法規(guī)要求的條件下,監(jiān)測車輛宜在中間或偏右車道行駛監(jiān)測。4)路況要求當(dāng)路面潮濕或出現(xiàn)降水天氣時,光散射法顆粒物監(jiān)測儀會高估道路揚(yáng)塵濃度,故要求在路面干燥情況下進(jìn)行監(jiān)測,雨雪天氣、行車線路面有積水或結(jié)冰時不宜監(jiān)測。質(zhì)量保證與質(zhì)量控制常規(guī)參數(shù)質(zhì)控質(zhì)量保證與質(zhì)量控制中氣路檢漏、流量檢查、溫度檢查、氣壓檢查和濕度檢查5個部分參照《環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》(HJ817)和《大氣PM2.5網(wǎng)格化監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)保質(zhì)控與運(yùn)行技術(shù)指南(試行)》編制。維護(hù)要求標(biāo)準(zhǔn)中維護(hù)要求部分包括采樣系統(tǒng)和光散射法顆粒物監(jiān)測儀兩部分的維護(hù)。為保證車載移動監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,需要定期對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù),結(jié)合監(jiān)測實(shí)踐列舉系統(tǒng)維護(hù)要求。光散射法顆粒物監(jiān)測儀平行性檢查參照《環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)要求及檢測方法》(HJ653)開展同一監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)2臺光散射法顆粒物監(jiān)測儀的平行性檢查。每周進(jìn)行一次平行性檢查。具體操作方法為將2臺光散射法顆粒物監(jiān)測儀置于同一環(huán)境中,儀器入口調(diào)整到同一高度,測量環(huán)境空氣中的顆粒物(PM2.5或PM10)濃度,以每小時均值為一組數(shù)據(jù),共測試不少于10組樣品,核算2臺監(jiān)測儀的平行性P,P≤15%視為平行性檢查通過,否則需對2臺儀器進(jìn)行檢查,針對問題開展維修或更換,直至通過平行性檢查。按照公式(5-2)計(jì)算2臺監(jiān)測儀的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,按照公式(5-3)計(jì)算平行性。(5-2)式中:Pj2臺監(jiān)測儀的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,%Ci,j第i臺監(jiān)測儀測量第j個樣品的顆粒物濃度值,μg/m3;Cj2臺監(jiān)測儀測量第j個樣品的顆粒物濃度值平均值,μg/m3i監(jiān)測儀序號(i=1~2);j監(jiān)測樣品序號(j=1~10)。(5-3)式中:P儀器平行性,%。光散射法顆粒物監(jiān)測儀參比方法比對測試(1)比對測試方法每半年按照HJ618、HJ653的相關(guān)技術(shù)要求,依據(jù)《光散射式數(shù)字粉塵儀測定儀檢定規(guī)程》(JJG846),對光散射法顆粒物監(jiān)測儀進(jìn)行比對測試。可選擇自行監(jiān)測或者送往有資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu),測試地點(diǎn)可選擇實(shí)際道路或?qū)嶒?yàn)室,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)可采用標(biāo)準(zhǔn)粒子或道路積塵再懸浮后開展測試。取相同采樣時間段內(nèi)的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)Ci,j和參比方法測試數(shù)據(jù)Ri,j作為一個數(shù)據(jù)對,i是儀器序號(i=1~3),j是有效樣品的個數(shù)(j=1~10),每組樣品的采樣時間為1h,共測試10組樣品,將測試結(jié)果進(jìn)行線性回歸分析,考核光散射法顆粒物監(jiān)測儀的系數(shù)選擇是否合理,監(jiān)測數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。線性回歸結(jié)果滿足斜率1±0.25,截距(0±20)μg/m3,相關(guān)系數(shù)R≥0.85,則光散射法顆粒物監(jiān)測儀的測試結(jié)果通過準(zhǔn)確度審核,如果線性回歸結(jié)果不滿足上述要求,則應(yīng)對光散射法顆粒物監(jiān)測儀進(jìn)行檢查與檢修,重新開展比對,直到滿足準(zhǔn)確度審核指標(biāo)。a)依據(jù)公式(5-4)計(jì)算參比方法測試結(jié)果的平均值:(5-4)式中:Rj參比方法測量第j組樣品濃度的平均值,μg/m3Ri,j第i組參比方法測量第j個樣品的濃度,μg/mb)依據(jù)公式(5-5)計(jì)算光散射法顆粒物監(jiān)測儀測試結(jié)果的平均值:(5-5)式中:Cj光散射法顆粒物監(jiān)測儀測量第j組樣品濃度的平均值,μg/m3Ci,j第i臺光散射法顆粒物監(jiān)測儀測量第j個樣品的濃度值,c)依據(jù)公式(5-6)計(jì)算回歸曲線斜率k:(5-6)式中:k比對測試回歸曲線斜率;C10組待測監(jiān)測儀顆粒物濃度平均值,μg/m3;R10組參比方法測量濃度的平均值,μg/m3。d)依據(jù)公式(5-7)計(jì)算回歸曲線截距b:(5-7)式中:b比對測試回歸曲線截距。e)依據(jù)公式(5-8)計(jì)算參比方法和光散射法測試結(jié)果的相關(guān)系數(shù):(5-8)式中:r比對測試回歸曲線的相關(guān)系數(shù)。(2)線性回歸參數(shù)確定選取國內(nèi)外3種光散射儀器,參照《環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)要求及檢測方法》(HJ653-2013)分季節(jié)與參比儀器進(jìn)行一年比對測試,根據(jù)光散射儀器與濾膜稱重法的比對測試結(jié)果,同時參考《大氣PM2.5網(wǎng)格化監(jiān)測技術(shù)要求和監(jiān)測方法技術(shù)指南》,確定線性回歸參數(shù)限值。3種儀器線性擬合結(jié)果見表5-5和圖5-6。由測試結(jié)果可以看出,3個廠家的光散射儀器4個季節(jié)共12次線性擬合結(jié)果,斜率有6次未達(dá)到HJ653-2013的要求,截距5次略超HJ653-2013的要求,相關(guān)系數(shù)均可滿足要求。相關(guān)系數(shù)采用《大氣PM2.5網(wǎng)格化監(jiān)測技術(shù)要求和監(jiān)測方法技術(shù)指南》的限值,斜率和截距取20%分位數(shù)作為約束限值。綜上,以HJ653-2013的要求為基礎(chǔ),參考《大氣PM2.5網(wǎng)格化監(jiān)測技術(shù)要求和監(jiān)測方法技術(shù)指南》,同時結(jié)合光散射儀器與參比方法比對結(jié)果的線性擬合參數(shù)達(dá)標(biāo)情況,提出適用于車載移動監(jiān)測系統(tǒng)中光散射儀器的比對測試指標(biāo)要求:斜率k為1±0.25,截距b為(0±20)μg/m3,相關(guān)系數(shù)R≥0.85。表5-4HJ653-2013線性回歸參數(shù)要求線性擬合參數(shù)數(shù)值斜率k1±0.15截距b(0±10)μg/m3相關(guān)系數(shù)R≥0.93表5-5比對測試線性回歸分析結(jié)果儀器線性擬合參數(shù)秋季冬季春季夏季全部DustTrak8530斜率1.08(√①)1.33(×)0.94(√)0.84(×)1.03(√)截距-13.99(×)-13.24(×)-8.79(√)5.46(√)-8.91(√)可決系數(shù)0.99(√)0.99(√)0.99(√)0.96(√)0.97(√)LD-6S斜率0.77(×)1.3(×②)0.95(√)0.97(√)1.08(√)截距-9.75(√)-34.76(×)-18.9(×)-10.02(√)-22.93(×)可決系數(shù)0.97(√)0.97(√)0.99(√)0.94(√)0.93(√)HBKLW-2斜率0.78(×)1.18(×)0.9(√)1.15(√)1.02(√)截距-0.55(√)-21.86(×)-6.17(√)0.09(√)-7.51(√)可決系數(shù)0.95(√)0.97(√)0.98(√)0.98(√)0.93(√)注:①:√表示滿足HJ653-2013的要求,②×表示不滿足HJ653-2013的要求。圖5-6不同季節(jié)線性擬合結(jié)果車載移動監(jiān)測系統(tǒng)準(zhǔn)確性檢查(1)準(zhǔn)確性檢查方法每年對在用的車載移動監(jiān)測系統(tǒng)開展1次準(zhǔn)確性檢查,在實(shí)際道路行車線開展準(zhǔn)確性比對監(jiān)測,道路塵負(fù)荷應(yīng)包括高、中、低不同負(fù)荷范圍,參比方法參照《城市揚(yáng)塵污染防治技術(shù)規(guī)范》(HJ/T393)中的城市道路積塵負(fù)荷監(jiān)測方法。在同一行車線上,同時采用參比方法和車載移動監(jiān)測方法測試道路塵負(fù)荷,每個負(fù)荷范圍的比對數(shù)據(jù)不少于3組,將測試結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析,若相關(guān)系數(shù)≥0.70,則車載移動監(jiān)測系統(tǒng)測試結(jié)果的準(zhǔn)確性滿足要求,否則需要維護(hù)校準(zhǔn)車載移動監(jiān)測系統(tǒng),重新進(jìn)行比對,直到滿足準(zhǔn)確性要求。(2)參數(shù)確定方法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到相關(guān)系數(shù)R=0.86,結(jié)合美國的研究成果相關(guān)系數(shù)R=0.61,折中取相關(guān)系數(shù)限值為0.70。數(shù)據(jù)有效性判斷為了確保車載移動監(jiān)測系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,需要剔除異常數(shù)據(jù),僅存儲、記錄和輸出有效數(shù)據(jù)。無效數(shù)據(jù)主要包括以下情形:系統(tǒng)故障或運(yùn)行不穩(wěn)定時的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù);光散射法顆粒物監(jiān)測儀監(jiān)測結(jié)果為零值或負(fù)值的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù);測試時間少于6s時獲取的數(shù)據(jù)量過少,無法準(zhǔn)確代表測試路段的道路塵負(fù)荷均值,故測試時間少于6s時的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù);參考美國和韓國的研究結(jié)果,車載移動監(jiān)測系統(tǒng)測試過程車速應(yīng)控制在(20-70)km/h,高速公路速度可提高至80km/h,故城市道路行駛速度<20km/h或>70km/h時的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù),在高速公路行駛時車速>80km/h時的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù);參考美國的研究結(jié)果,加速度超過±0.7m/s2時的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù),因?yàn)榧铀龠^大帶來的橫向剪切氣流會干擾進(jìn)氣口從而影響光散射法顆粒物監(jiān)測儀的準(zhǔn)確性,減速過快會導(dǎo)致來自剎車和輪胎磨損的顆粒物增多使結(jié)果產(chǎn)生偏差,應(yīng)剔除加減速超過標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測數(shù)據(jù);環(huán)境溫度、濕度、壓力和風(fēng)速等氣象條件不滿足表5-3要求時的數(shù)據(jù);實(shí)測結(jié)果顯示,重復(fù)測試數(shù)據(jù)變異系數(shù)均值通常在0.2以下,故以0.2作為限值,路段內(nèi)秒級數(shù)據(jù)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差>20%時,需核查并剔除異常數(shù)據(jù)。道路塵負(fù)荷分級評價標(biāo)準(zhǔn)對北京市逐月道路塵負(fù)荷監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)時間段為2019年1月至2020年7月,按照“優(yōu)、良、中、差”作為評價結(jié)果,為保證“優(yōu)”道路的示范作用和“差”道路的提醒作用,將四個等級道路占比分別劃分為

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