城市地下道路廢氣排放口污染物擴(kuò)散特性研究

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1、北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文1．3國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀關(guān)于城市地下道路的通風(fēng)設(shè)計，首先應(yīng)該有一個隧道內(nèi)污染物排放限值作為設(shè)計依據(jù)。在城市地下道路隧道內(nèi)，確定各種污染物濃度的設(shè)計限值是以保證隧道內(nèi)行駛機(jī)動車?yán)锶说慕】?、衛(wèi)生和行車安全為根據(jù)的。城市地下道路隧道內(nèi)空氣污染物主要來自行駛機(jī)動車的尾氣排放。機(jī)動車污染物的種類很多，如一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、二氧化硫、煙塵顆粒物(某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及油霧)、臭氣(甲醛等)。但研究表明【引，一氧化碳由于其毒性較大，且在機(jī)動車排氣中含量最高，被認(rèn)為是對人體健康、衛(wèi)生和安全最

2、重要的污染物。還有一個顯著影響隧道內(nèi)行車安全的因素是機(jī)動車排放的顆粒物(煙霧)，它導(dǎo)致隧道內(nèi)的能見度下降，從而影響在隧道內(nèi)安全行車。雖然機(jī)動車排氣中還有其它污染物成分，但采用通風(fēng)的方式，不僅能夠稀釋隧道內(nèi)一氧化碳濃度、改善能見度，同時也能夠稀釋和降低其它污染物的濃度。因此，目前對公路隧道內(nèi)污染物濃度設(shè)計(控制)限值的研究與確定，主要針對一氧化碳濃度和煙霧濃度建立【9】。國際上對公路隧道環(huán)境問題研究較多的國家和組織是美國和總部設(shè)在法國的世界道路協(xié)會(PIARC)【9】。世界上首次考慮隧道的環(huán)境污染問題，并采用機(jī)械通風(fēng)的公路隧道是

3、美國1927年建成通車的紐約霍蘭(Holland)隧道。當(dāng)時采用美國礦產(chǎn)局推薦的一氧化碳濃度限值4／10000(400ppm)。而在20世紀(jì)60年代，柴油發(fā)動機(jī)逐漸流行起來，考慮柴油發(fā)動機(jī)排放煙霧較多，人們發(fā)現(xiàn)其限值應(yīng)在200一-250ppm之間。1989年，美國聯(lián)邦公路局和美國國家環(huán)境保護(hù)局聯(lián)合頒布了在隧道內(nèi)與暴露時間對應(yīng)的一氧化碳濃度限值的修訂導(dǎo)則。與美國類似，PIARC對公路隧道內(nèi)污染物濃度限值的要求也經(jīng)歷了隨時間不斷嚴(yán)格的過程。1971年，PIARC推薦公路隧道內(nèi)CO濃度限值為：山嶺隧道正常狀態(tài)150ppm，阻塞狀態(tài)2

4、50ppm(15rain)。1991年，PIARC在其期刊“公路隧道報告"中，推薦在公路隧道設(shè)計中采用CO濃度設(shè)計限值新標(biāo)準(zhǔn)。1995年，PIARC根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)對于CO短期暴露的推薦值Il們，提出對于在出現(xiàn)概率極小的交通堵塞情況下，為了在通風(fēng)中避免由于過多新鮮空氣的需求而加大隧道通風(fēng)系統(tǒng)的建設(shè)成本，允許采用較高的CO濃度。總體上說，國外的公路隧道內(nèi)CO濃度限值經(jīng)歷了從寬到嚴(yán)的過程例。另外在評價隧道內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量時，還需要考慮隧道內(nèi)的能見度。影響城市地下道路隧道內(nèi)能見度的因素很多，有機(jī)動車排放的顆粒物(煙霧)對光的

5、衰減，有隧道照明光源與路面的因素，也有交通量及車輛前燈與尾燈的因素。此外，機(jī)動車(主要是柴油車)排放煙霧中的污染物及其光學(xué)特性尚難以識別和量化，迄今，確定隧道內(nèi)能見度的方法和相關(guān)參數(shù)仍是有待深入研究的課題。目前，在一第1章緒論般的公路隧道環(huán)境影響分析和通風(fēng)設(shè)計中，通常采用間接的方法表示能見度，即用機(jī)動車排放煙霧的削光系數(shù)或煙霧透過率表示煙霧濃度。PIARC推薦的CO濃度設(shè)計限值和煙霧濃度限值，分別見表1．1和表1．2。表l-1PIARC(1995)推薦CO濃度限值(ppm)Table1·1Recommendedvaluesof

6、COconcentrationlimitationsfromPIARC(1995)(ppm)交通類型1995焦2010年高峰交通量(車速：50---100km／h)10070一般交通堵塞(多數(shù)車輛怠速)10070特殊交通堵塞(所有車輛怠速)150lOO在隧道營運(yùn)條件下進(jìn)行隧道維修3020關(guān)閉隧道250200表1-2PIARC(1995)推薦煙霧濃度(能見度)設(shè)計限值T{lble1．2RecommendedvaluesofsmokeconcentrationlimitationsfromPIARC(1995)交通類型消光系數(shù)7(

7、I／m)透過率／％高峰交通量(車速：50～100km／h)0．00560一般交通堵塞(多數(shù)車輛怠速)0．00750特殊交通堵塞(所有車輛怠速)0，00940在隧道營運(yùn)條件下進(jìn)行隧道維修0．00375關(guān)閉隧道0．01230我國對公路隧道環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)的提法出現(xiàn)在1985年交通部頒發(fā)的《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073．85)中。該規(guī)范在第6．6．1條款中規(guī)定，公路隧道內(nèi)的CO濃度標(biāo)準(zhǔn)(在養(yǎng)護(hù)條件下)為100ppm。1990年，中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTJ026．90)規(guī)定【l】，在公路隧道正常營運(yùn)時，CO濃度限值為

8、150ppm。1999年，由交通部重慶公路科學(xué)研究所等單位編制的《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》(JTJ026．1．1999)中提出的公路隧道內(nèi)CO濃度和煙霧濃度的限值分別見表1．3和表1-412。。表1-3JTJ026．1-1999(1995)CO濃度設(shè)計限值ppmTable1