ラスベガスの主要な高速道路からの距離が異なる4つの地点におけるブラックカーボンの傾向に影響を与える要因

Influential factors affecting black carbon trends at four sites of differing distance from a major highway in Las Vegas.

• Sue Kimbrough
• Tim Hanley
• Gayle Hagler
• Richard Baldauf
• Michelle Snyder
• Halley Brantley

抄録

主要な高速道路に隣接する大気汚染レベルの上昇は、世界的に公衆衛生上の懸念事項として継続的に取り上げられている。ディーゼル車およびガソリン車から排出される粒子状物質（PM）の成分であるブラックカーボン（BC）を、NV州ラスベガスの主要な高速道路に垂直な軌道上に設置された4つの異なるステーションで、フィルターベースの光吸収技術を用いて16ヶ月間にわたって連続的に測定した。風下条件（西からの風）では、高速道路から20m地点のBC濃度は、車道から100mおよび300m地点の濃度よりもそれぞれ32%および60%高かった。全体的に最も高いBC濃度が観測されたのは、低速可変風下（3.02μg/m）または風下条件（2.84μg/m）での午前4時～午前8時の時間帯であった。風下条件での 20m サイトの BC 濃度は、午前 4 時～午前 8 時の間、週末と比較して平日の方が 85%高くなっている。早朝の時間帯は風速が低いため、日中の交通量が最大となる時間帯にもかかわらず、早朝の時間帯にBC濃度が高くなっていた。空港や近隣の幹線道路からの顕著な影響は観察されず、風が東から吹いていた場合、300mのサイトは4サイトのネットワークの中で最も低い値を維持していた。多変量線形回帰分析の結果、大型交通量、小型交通量、風速、平日と週末、路面摩擦速度、周囲温度、バックグラウンドBC濃度が路側BC濃度の有意な予測因子であることが明らかになった。BCとPMの風下濃度勾配を比較すると、BC成分が路側環境におけるPMの増加に大きく寄与していることが示された。これらの結果から、BCは一次交通排出物が道路周辺のPM濃度に与える影響を評価するための重要な指標であり、緩和戦略の実行可能性と有効性を評価する機会を提供するものであることが示唆された。

Elevated air pollution levels adjacent to major highways are an ongoing topic of public health concern worldwide. Black carbon (BC), a component of particulate matter (PM) emitted by diesel and gasoline vehicles, was measured continuously via a filter-based light absorption technique over ~ 16 months at four different stations positioned on a perpendicular trajectory to a major highway in Las Vegas, NV. During downwind conditions (winds from the west), BC at 20 m from the highway was 32 and 60% higher than concentrations at 100 and 300 m from the roadway, respectively. Overall highest roadside (20-m site) BC concentrations were observed during the time period of 4 a.m.-8 a.m. under low-speed variable winds (3.02 μg/m) or downwind conditions (2.84 μg/m). The 20-m site BC concentrations under downwind conditions are 85% higher on weekday periods compared to weekends during the time period of 4 a.m.-8 a.m. Whereas total traffic volume was higher on weekdays versus weekends and differed by approximately 3% on weekdays versus weekends, similarly, the detected heavy-duty fraction was higher on weekdays versus weekends and differed by approximately 21% on weekdays versus weekend. Low wind speeds predominated during early morning hours, leading to higher BC concentrations during early morning hours despite the maximum traffic volume occurring later in the day. No noticeable impact from the airport or nearby arterial roadways was observed, with the 300-m site remaining the lowest of the four-site network when winds were from the east. Multivariate linear regression analysis revealed that heavy-duty traffic volume, light-duty traffic volume, wind speed, weekday versus weekend, surface friction velocity, ambient temperature, and the background BC concentration were significant predictors of roadside BC concentrations. Comparison of BC and PM downwind concentration gradients indicates that the BC component contributes substantially to the PM increase in roadside environments. These results suggest that BC is an important indicator to assess the contribution of primary traffic emissions to near-road PM concentrations, providing opportunities to evaluate the feasibility and effectiveness of mitigation strategies.