Characteristics of atmospheric particulate matter under the East First Ring Elevated Expressway in Nanchang

Xia Leijun; Huang Dingjing; Ren Xinyi; Wu Ruipeng; Liu Qing

doi:10.11714/acta.snus.ZR20250191

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Characteristics of atmospheric particulate matter under the East First Ring Elevated Expressway in Nanchang

Research articles | 更新时间：2026-07-24

- Characteristics of atmospheric particulate matter under the East First Ring Elevated Expressway in Nanchang
- Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni Vol. 65, Issue 4, Pages: 131-140(2026)
- 作者机构：
  
  江西农业大学园林与艺术学院，江西南昌 330045
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.11714/acta.snus.ZR20250191
  CLC： X51
- Received：07 September 2025，
  
  Revised：2025-12-25，
  
  Accepted：03 February 2026，
  
  Online First：12 May 2026，
  
  Published：25 July 2026
- 稿件说明：
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夏磊俊,黄定晶,任心怡等.南昌市东一环高架桥下空间大气颗粒物分布特征[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2026,65(04):131-140.

Xia Leijun,Huang Dingjing,Ren Xinyi,et al.Characteristics of atmospheric particulate matter under the East First Ring Elevated Expressway in Nanchang[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2026,65(04):131-140.
夏磊俊,黄定晶,任心怡等.南昌市东一环高架桥下空间大气颗粒物分布特征[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2026,65(04):131-140. DOI： 10.11714/acta.snus.ZR20250191.

Xia Leijun,Huang Dingjing,Ren Xinyi,et al.Characteristics of atmospheric particulate matter under the East First Ring Elevated Expressway in Nanchang[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2026,65(04):131-140. DOI： 10.11714/acta.snus.ZR20250191.

摘要

街区尺度的高架结构会阻碍大气颗粒物扩散，导致污染物局地累积。为探究此类区域污染物的分布特征及其影响因素，本研究聚焦南昌市东一环高架桥下空间，通过连续5 d覆盖早、中、晚高峰的多点位实地监测（10处样地，30个采样点），结合ANSYS Fluent软件进行数值模拟，探究桥下空间大气颗粒物（PM

2.5

、PM

）质量浓度的时空分布特征和关键影响因素。研究表明：1）时间上，颗粒物质量浓度呈现“午高峰

早高峰

晚高峰”特征，且工作日显著高于非工作日。2）空间上，高质量浓度区域主要集中于十字路口及部分桥阴区，而低质量浓度区则多分布于三岔路口及匝道空间。颗粒物质量浓度较高区域的桥面与路面宽度通常较大，而质量浓度较低区域则相反。3）颗粒物质量浓度与相对湿度、车流量、黑球温度呈显著正相关，与气温呈显著负相关。4）数值模拟表明，低风速下，颗粒物质量浓度与风速呈显著正相关。高架桥导致桥下风速降低，形成污染滞留区，不同的高架桥与周边建筑形态会产生不同的风场，影响颗粒物质量浓度。本研究可为高架桥下空间环境改善与健康风险防控提供科学依据。

Abstract

Elevated structures at the block scale can hinder the diffusion of atmospheric particulate matter， leading to localized pollutant accumulation. To investigate the distribution characteristics of pollutant matter in these areas and their influencing factors， this study focused on the spac

e under the East First Ring Elevated Expressway in Nanchang. Continuous field monitoring was conducted over 5 days， covering morning， afternoon， and evening rush hours at multiple locations （10 sites and 30 sampling points）. This was combined with numerical simulations using ANSYS Fluent to analyze the spatiotemporal distribution of PM

2.5

and PM

and their key influencing factors. The results indicated that： 1）Temporally， the particulate matter concentrations followed the order "afternoon rush hour

morning rush hour

evening rush hour"， and were significantly higher on weekdays than on weekends. 2） Spatially， high-concentration areas are primarily at intersections and zones directly beneath the bridge deck， while low-concentration areas are more prevalent at T-junctions and ramp spaces. Areas with higher concentrations typically featured wider bridge decks and roads. 3）Particulate matter concentration show significant positive correlations with relative humidity， traffic flow， and black globe temperature， and significant negative correlations with air temperature. 4）Numerical simulations reveal a significant positive correlation between concentration and wind speed at low wind speeds. The elevated bridge structure reduces wind speed underneath it， creating a stagnation zone for pollutants. Different configurations of the elevated bridges and surrounding buildings generated distinct wind fields， which in turn affect particulate matter concentration variation. This study provides a scientific basis for improving environmental quality and preventing health risks in the spaces under elevated highways.

关键词

Keywords

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