城市拥堵状态下交通污染及其健康经济损失

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目前西安市机动车保有量攀升和路网基础设施滞后的矛盾日益突出,引发了城市拥堵问题。相比于通畅交通,车队在拥堵状态下的排放更高,从而加剧了交通污染。然而,交通污染会对居民的健康造成不良后果,直接导致严重的社会经济损失。因此,有必要对城市拥堵状态下的交通污染进行深入分析,并量化其健康经济损失,为城市交通污染防治政策提供理论依据。本文在城市拥堵状态下,连续检测了西安市典型主干道和快速路颗粒物(PM)和黑碳(BC)浓度、交通流状况和气象条件,探讨了道路PM和BC的时空变化和影响因素,并利用广义加性模型对快速路PM2.5浓度进行了预测。其次,基于道路PM和BC浓度实测数据,运用呼吸沉积剂量模型估算了不同年龄段行人的PM和BC小时暴露剂量。最后,通过健康评估模型估算了西安市雁塔区交通PM10和PM2.5污染引起的过早死亡例数,并利用统计生命价值法评估了对应的健康经济损失。本研究的主要结论如下:(1)在城市拥堵状态下,主干道的PM和BC污染以及拥堵程度均比快速路严重。西安市主干道PM10、PM2.5、PM1和BC的日间平均浓度分别为156μg/m3、72μg/m3、45μg/m3和4089ng/m3,而快速路分别对应为95μg/m3、46μg/m3、29μg/m3和3509ng/m3。日间主干道的PM和BC水平比快速路平均高17~64%。同时,日间主干道的平均车速和占有率分别比快速路低11%和43%。(2)快速路的PM2.5水平与车速呈线性负相关,与相对湿度呈非线性正相关。当相对湿度范围在30~55%之间时,随着相对湿度的增大和车速的降低,快速路PM2.5浓度逐渐升高。当车速区间为20~35km/h且相对湿度约为55%时,快速路PM2.5浓度最高,约为56μg/m3。主干道和快速路的PM10、PM2.5、PM1和BC均与温度呈负相关,与相对湿度呈正相关。其中,PM1与气象条件的相关性最强,PM1与相对湿度的皮尔逊相关系数为0.81,与温度的相关系数是-0.59。(3)行人在主干道活动时的PM10、PM2.5、PM1和BC小时沉积剂量比在快速路分别高65%、57%、74%和17%。在小孩、成年人和老年人三类行人中,老年人的PM和BC小时沉积剂量最高。老年人在主干道活动时的PM10、PM2.5、PM1和BC呼吸沉积剂量分别为235.7μg/h、25.7μg/h、9.8μg/h和6624 ng/h,在快速路分别对应为143μg/h、16.3μg/h、5.6μg/h和5684 ng/h。(4)据估算,2019年冬季工作日雁塔区交通PM10和PM2.5污染引起的过早死亡例数分别为4.5和2人,对应的经济损失分别为951.7万元和434.6万元。
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