城市地下道路废气排放口污染物扩散特性研究

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1、北京工业大学工学硕士学位论文1．3国内外的研究现状关于城市地下道路的通风设计，首先应该有一个隧道内污染物排放限值作为设计依据。在城市地下道路隧道内，确定各种污染物浓度的设计限值是以保证隧道内行驶机动车里人的健康、卫生和行车安全为根据的。城市地下道路隧道内空气污染物主要来自行驶机动车的尾气排放。机动车污染物的种类很多，如一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘颗粒物(某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、臭气(甲醛等)。但研究表明【引，一氧化碳由于其毒性较大，且在机动车排气中含量最高，被认为是对人体健康、卫生和安全最

2、重要的污染物。还有一个显著影响隧道内行车安全的因素是机动车排放的颗粒物(烟雾)，它导致隧道内的能见度下降，从而影响在隧道内安全行车。虽然机动车排气中还有其它污染物成分，但采用通风的方式，不仅能够稀释隧道内一氧化碳浓度、改善能见度，同时也能够稀释和降低其它污染物的浓度。因此，目前对公路隧道内污染物浓度设计(控制)限值的研究与确定，主要针对一氧化碳浓度和烟雾浓度建立【9】。国际上对公路隧道环境问题研究较多的国家和组织是美国和总部设在法国的世界道路协会(PIARC)【9】。世界上首次考虑隧道的环境污染问题，并采用机械通风的公路隧道是

3、美国1927年建成通车的纽约霍兰(Holland)隧道。当时采用美国矿产局推荐的一氧化碳浓度限值4／10000(400ppm)。而在20世纪60年代，柴油发动机逐渐流行起来，考虑柴油发动机排放烟雾较多，人们发现其限值应在200一-250ppm之间。1989年，美国联邦公路局和美国国家环境保护局联合颁布了在隧道内与暴露时间对应的一氧化碳浓度限值的修订导则。与美国类似，PIARC对公路隧道内污染物浓度限值的要求也经历了随时间不断严格的过程。1971年，PIARC推荐公路隧道内CO浓度限值为：山岭隧道正常状态150ppm，阻塞状态2

4、50ppm(15rain)。1991年，PIARC在其期刊“公路隧道报告"中，推荐在公路隧道设计中采用CO浓度设计限值新标准。1995年，PIARC根据世界卫生组织(WHO)对于CO短期暴露的推荐值Il们，提出对于在出现概率极小的交通堵塞情况下，为了在通风中避免由于过多新鲜空气的需求而加大隧道通风系统的建设成本，允许采用较高的CO浓度。总体上说，国外的公路隧道内CO浓度限值经历了从宽到严的过程例。另外在评价隧道内环境空气质量时，还需要考虑隧道内的能见度。影响城市地下道路隧道内能见度的因素很多，有机动车排放的颗粒物(烟雾)对光的

5、衰减，有隧道照明光源与路面的因素，也有交通量及车辆前灯与尾灯的因素。此外，机动车(主要是柴油车)排放烟雾中的污染物及其光学特性尚难以识别和量化，迄今，确定隧道内能见度的方法和相关参数仍是有待深入研究的课题。目前，在一第1章绪论般的公路隧道环境影响分析和通风设计中，通常采用间接的方法表示能见度，即用机动车排放烟雾的削光系数或烟雾透过率表示烟雾浓度。PIARC推荐的CO浓度设计限值和烟雾浓度限值，分别见表1．1和表1．2。表l-1PIARC(1995)推荐CO浓度限值(ppm)Table1·1Recommendedvaluesof

6、COconcentrationlimitationsfromPIARC(1995)(ppm)交通类型1995焦2010年高峰交通量(车速：50---100km／h)10070一般交通堵塞(多数车辆怠速)10070特殊交通堵塞(所有车辆怠速)150lOO在隧道营运条件下进行隧道维修3020关闭隧道250200表1-2PIARC(1995)推荐烟雾浓度(能见度)设计限值T{lble1．2RecommendedvaluesofsmokeconcentrationlimitationsfromPIARC(1995)交通类型消光系数7(

7、I／m)透过率／％高峰交通量(车速：50～100km／h)0．00560一般交通堵塞(多数车辆怠速)0．00750特殊交通堵塞(所有车辆怠速)0，00940在隧道营运条件下进行隧道维修0．00375关闭隧道0．01230我国对公路隧道环境污染控制标准的提法出现在1985年交通部颁发的《公路养护技术规范》(JTJ073．85)中。该规范在第6．6．1条款中规定，公路隧道内的CO浓度标准(在养护条件下)为100ppm。1990年，中国行业标准《公路隧道设计规范》(JTJ026．90)规定【l】，在公路隧道正常营运时，CO浓度限值为

8、150ppm。1999年，由交通部重庆公路科学研究所等单位编制的《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026．1．1999)中提出的公路隧道内CO浓度和烟雾浓度的限值分别见表1．3和表1-412。。表1-3JTJ026．1-1999(1995)CO浓度设计限值ppmTable1