交通空气污染监测与评估：国际经验与案例分析

关于亚洲清洁空气中心 亚洲清洁空气中心（CleanAirAsia，简称CAA）是一家国际非营利性环保公益组织，致力于改善亚洲区域空气质量，打造健康宜居的城市。CAA成立于2001年，是联合国认可的合作伙伴机构。 CAA总部位于菲律宾马尼拉，在中国北京和印度德里设有办公室。CAA拥有来自全球的261个合作伙伴，并建立了六个国家网络——印度尼西亚、马来西亚、尼泊尔、菲律宾、斯里兰卡和越南。 CAA自2002年起在中国开展工作，专注于空气质量管理、绿色交通和能源转型。2018年3月12日，CAA获得北京市公安局颁发的《境外非政府组织代表机构登记证书》，在北京设立亚洲清洁空气中心（菲律宾）北京代表处。CAA接受公安部及业务主管单位生态环境部的指导，在全国范围内开展大气治理领域的能力建设、研究和宣传教育工作。 报告团队 撰稿人 张伟豪空气质量项目主任王思环境研究员 支持人员 付璐北京代表处首席代表万薇中国区项目总监 朱妍传播项目主管王悦高级交通研究员 致谢 报告团队衷心地感谢以下专家在报告编写过程中提供的指导和帮助，以及在报告审阅过程中提出的宝贵意见和建议。 贺克斌中国工程院院士清华大学碳中和研究院院长环境学院教授丁焰中国环境科学研究院首席科学家 伏晴艳上海市环境科学研究院副院长 王欣北京市生态环境监测中心高级工程师 交通空气污染监测与评估：国际经验与案例分析 目录 执行摘要01 背景01 结论03 交通空气污染监测覆盖多种交通场景03 路边站选址均优先考虑浓度较高的地点04 路边站参与空气质量达标评价07 低成本的补充监测手段被广泛采用08 交通站的实时和历史监测数据均完全公开09 采用多种方式开展公众宣教与加强公众参与09 建议11 优化并扩展交通站监测网络，统筹推进应用多种监测手段11 建立跨部门信息共享机制，提升信息公开水平11 未来探索逐步将交通站纳入城市空气质量达标评价12 背景篇13 交通源是大气污染物和二氧化碳的主要来源14 交通源排放对城市空气质量的影响日益突出16 治理交通空气污染可带来环境和健康效益17 我国的交通空气污染监测需要获得更多关注21 美国篇22 多次立法关注交通污染及其管控23 NO2标准修订带动路边空气质量监测网络建设23 根据人口和交通量等因素确定路边站数量和选址25 路边站参与空气质量达标评价26 案例加州南海岸地区因新建路边站需修改达标规划27 公开发布路边站监测数据29 路边站指导学校选址和用地布局30 —1— 案例路边站用于评估交通源排放对空气质量的影响31 案例洛杉矶港34 专题低成本传感器（Low-costSensor,LCS）38 英国篇41 欧盟指令推动英国完善空气质量监测站网络42 公开发布路边站监测数据43 路边站数据有效评估政策实施效果43 建设被动采样管网络（UUNN）以扩大路边NO2监测44 AURN站点数据用于校正采样管数据46 AURN路边站和UUNN站点均参与空气质量达标评价47 案例希思罗机场48 案例“呼吸伦敦”监测网络52 欧盟篇55 交通污染管控始于机动车排放标准制定56 多项条约和指令推动空气质量监测进程56 优先考虑人口和浓度来确定监测站数量和选址57 公开发布路边站监测数据58 路边站数据用于评估污染控制措施的有效性60 案例巴黎交通源的UFP监测61 新西兰篇64 对受交通影响的敏感地区进行监测65 根据人口确定监测站数量65 监测网络采用被动采样管监测NO267 监测数据用于识别热点地区与评估变化趋势68 案例约翰斯顿山隧道70 日本篇72 环境空气质量监测网络专门包含路边站网络73 根据人口和居住区面积确定路边站数量73 独立对两个监测网络进行空气质量达标评价74 公开发布路边站监测数据75 参考文献76 执行摘要 ◎背景 近年来，随着人口增长、经济发展和城市化进程加快，全球机动车保有量保持增长态势。然而，交通运输在为人类生活和经济发展带来便利的同时，其排放的大量废气也会对空气质量和气候造成负面影响。交通源的排放已被证明是造成环境空气污染的主要因素，尤其是在交通流量大的城市地区，交通源成为了PM2.5、NO2、O3等污染物的主要贡献源。 由于交通源是人们日常大量接触的污染源，使得人们不可避免地暴露于交通空气污染中，而且交通源的排放高度处于人体呼吸带高度，人群吸入因子明显高于工业源。因此，交通空气污染与公众健康关系密切，已成为一个重要的公共卫生问题。大量研究证明交通空气污染与广泛的疾病发病有关，如婴儿的早产和低出生体重、儿童的哮喘和肺功能下降、成年人的心脑血管系统疾病和慢性阻塞性肺病等。 我国近年来大力开展大气污染防治工作，空气质量实现了持续改善。随着固定源与面源的治理空间日渐缩小，保有量持续增长的交通源对空气污染的贡献逐步凸显。因此，全面的交通空气 污染监测和评估变得非常重要且必要。这不仅对评估空气质量和人群暴露尤为重要，而且有助于支持相关治理政策的制定、实施和评估，最终保护公众健康。 “十二五”至今，我国不断加强环境空气质量监测网络的建设，目前已经建成了包含一万余个标准监测站和小微站在内的国家-省 -市三级环境空气质量监测网络，但我国的交通空气污染监测工作仍处于起步阶段。进入“十四五”时期，我国陆续发布详细的交通站建设相关的政策和指南，如表1。 国际上，一些发达国家的交通空气污染监测工作起步较早，经过数十年的发展构建了相对完整的交通环境空气质量监测体系。亚洲清洁空气中心通过梳理总结美国、英国、欧盟、新西兰和日本在交通空气污染监测与评估方面的做法与经验，编写了《交通空气污染监测与评估：国际经验与案例分析》研究报告，旨在为我国开展相关工作提供参考和借鉴，更好地支持我国交通空气污染的治理与空气质量的持续改善。 表1中国交通空气污染监测的相关政策汇总 政策名称 发布部门 具体要求 发布时间 《环境空气质量监测规范（试行）》 原国家环保总局 道路交通的污染监控点应设在可能对人体健康造成影响的污染物高浓度区域；距路边不超过20米；离地面高度为2-5米；具体设置原则由地方环境保护行政主管部门根据监测目的确定。 2007年 《环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）》 原环境保护部 路边交通点应在行车道的下风侧，根据车流量、车道两侧地形、建筑物分布等确定位置；距路边不超过20米；离地面高度为 2-5米；具体布设原则由地方环境保护行政主管部门根据监测目的确定，并实时发布监测信息。 2013年 《“十四五”全国细颗生态粒物与臭氧协同控制监环境部 测网络能力建设方案》 开展交通污染专项监测，在“十四五”大气污染防治重点区域和 VOCs排放量较高的城市中建设公路、港口、机场和铁路货场等交通污染监测站。 2021年 《“十四五”生态环境监测规划》 生态环境部 到2025年，重点城市应在主干道附近建立路边站，对PM2.5、NMHC、NOx和交通量进行综合监测。 2021年 —02— 《交通环境空气质量监中国环境 测技术指南（试行）》监测总站 对路边站、港口站、机场站和铁路货运站的布设原则、数量、位置、 监测污染物种类和监测方法做出了规定，要求较为全面。 2022年 ◎结论 交通空气污染监测覆盖多种交通场景 美国、英国、日本等发达国家的空气质量监测覆盖了多种交通场景（如表2），可以评估不同类型交通源对空气质量的影响，从而有针对性地制定减排措施。这些交通站不仅覆盖了城市道路和高速公路，还对交通量大的港口、机场与隧道的空气质量进行全面监测。对于不同的交通场景，空气质量监测的方法和指标也有所不同。 针对城市道路和高速公路，美国、英国和日本均专门建设了路边空气质量监测站网络。 ●美国是为了支持2010年修订的国家环境空气质量标准的实施，评估新设立的NO2小时浓度限值的达标情况，从而开始建设路边NO2监测网络，后续将PM2.5和CO也纳入监测。 截止2023年底，美国的路边空气质量监测 网络共有78个监测站，有效运行约70个，其中同时包含城市道路站和高速公路站。 ●英国�于对交通源排放的关注，于1997年开始建设路边站监测NO2和PM10，并纳入国家环境空气质量监测网络（AURN），后于2009年将PM2.5纳入路边站监测指标。截止到2023年底，英国的AURN中共有70个路边站，同时各地方当局还建设了300余个路边站用于地方的空气质量管理。英国还于2020年建设了以被动采样管为监测手段的城市路边NO2监测网络（UUNN），旨在扩大城市路边NO2监测规模以评估路边NO2达标情况。截止到2023年底，UUNN网络有约300个监测点位。 表2不同交通场景的监测应用情况对比 代表国家 监测指标 监测方法 是否参与官方空气质量达标评价 是否公开监测数据 城市道路 美国 NO2、PM2.5、CO 自动监测 是 是 英国 NO2、PM2.5、PM10NO2 自动监测被动采样 是是 是是 日本 NOx、PM2.5、SPM（可悬浮颗粒物）、Ox（光化学氧化剂）、CO、SO2 自动监测 是 是 新西兰 NO2、PM2.5、PM10、CO、SO2、O3、BC（黑碳）NO2 自动监测被动采样 是否 是是 美国 NO2、PM2.5、CO 自动监测 是 是 高速公路 新西兰NO2被动采样否是 港口 美国 NO2、PM2.5、PM10、CO、SO2、O3、BC、EC（元素碳）、UFP（超细颗粒物） 自动监测 否 是 机场英国NO2、PM10、PM2.5、O3、BC自动监测部分参与是 隧道 新西兰 CO 传感器监测 否 否 ●日本于上世纪70年代开始建设大气环境监测体系，包括一般环境空气质量监测站和路边空气质量监测站。截止2021年底，日本的监测体系中共有近400个路边站。 ●新西兰于2007年开始建设全国空气质量监测网络，旨在实现公路NO2浓度趋势的下降，减少道路交通对环境空气质量的影响。网络使用被动采样管进行监测，主要监测NO2。截至2022年底，网络共有150余个站点，其中约一半为高速公路站，还有部分城市路边站和城市背景站。 针对港口和机场，美国和英国有代表性的洛杉矶港口和伦敦希思罗机场分别于2005年和1993年开始自行投资建设并运维空气质量监测站。 ●为了评估港口柴油机颗粒物（DPM）的污染水平及其对周围社区空气质量的影响，洛杉矶港建设了四个空气质量标准监测站，分别位于附近的两个社区内、码头作业区内、以及南部沿海边界。除了监测常规六项污染物 （PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3）外，港口还补充监测EC、BC和UFP，以评估港口清洁空气行动计划对DPM的治理效果，以及交通源对UFP的影响。 ●为了评估机场空气质量达标情况和污染物浓度变化趋势，希思罗机场建设了五个空气质量监测站，主要监测NOx、PM10、PM2.5、O3和BC。站点分别位于机场跑道旁、附近的两个社区内、以及机场临近的公路边，其中一个站点作为城市工业站被纳入英国的国家空气质量监测网络。 针对隧道，新西兰交通局自1980年开始在主要的高速公路隧道内开展空气质量监测，旨在了解隧道内的空气质量情况，从而评估隧道通风 系统升级的必要性。最初是对CO、NO2和PM进行试点监测，后续逐渐发展成利用传感器对CO进行业务化监测，并定期开展其他污染物的试点监测。隧道内监测点位的布设通常选择污染物浓度峰值的位置，其次根据隧道长度、内部结构、交通流量等因素确定。 在我国，中国环境监测总站于2022年发布的《交通环境空气质量监测技术指南（试行）》中规定了路边站、港口站、机场站和铁路货运站的布设原则、数量、位置、监测污染物种类和监测方法，要求内容较为全面，但是我国各类型的交通站的建设进展信息无法在公开源查到。 路边站选址均优先考虑浓度较高的地点 在确定路边站选址和数量的优先考虑因素方面，各国有较大的共性，仅在确定数量的优先考虑因素有些许差别，如表3。 各国确定路边站数量的优先考