0、 引言
在公路建設項目中,我國環評工作者對機動車尾氣對環境的影響基本上以類比分析的方法進行評價,較少根據機動車尾氣污染源強預測其影響范圍和后果。而機動車尾氣排放強度是公路大氣環境影響評價的重要參數,筆者結合近期完成的 G310 線天水市秦州至甘谷至武山段公路升級改造工程,探討三種不同源強計算方法之間的差異性,以期為今后公路大氣環境影響預測與評價工作中確定機動車尾氣污染源排放強度提供參考和借鑒。
1、 公路大氣污染源強的計算
在使用 AermodSystem2. 2 軟件進行大氣預測時,需輸入相應污染物的排放強度,而確定線源源強需依據源強計算公式:
式中,Qj表示 j 類污染物排放源強度,mg/\\(m·s\\) ; i= 1、2、3,分別表示大、中、小型車; Ai表示 i 型機動車預測年的小時交通量,輛/h; Eij表示 i 型車排放的j 類污染物在預測年的單車排放因子,mg / \\(m·輛\\) ,排放因子是用來反映機動車排放水平的參數。
2、 各種車型混合交通流量的確定計算各種車型的混合交通流量的公式為:
式中,Q混合表示各類型車的混合流量,輛/日; Q標準表示標準小車流量,pcu/日; ai表示 i 型車轉化為標準小車的轉化系數; bi表示 i 型車的車型比,%。
3、 各種車型排放因子的確定
3. 1 以交通部推薦值作為排放因子
根據交通部在2006 年出臺的《公路環境影響評價規范》中規定的推薦值作為排放因子,詳見表 1。
3. 2 以現行的機動車尾氣污染排放限值作為排放因子
在某些公路項目大氣環境影響評價報告中,采用我國現行的機動車尾氣污染排放限值作為計算源強的依據。中國于 2007、2010 年實施的國 III、國 IV標準相當于歐洲三號、四號標準; 2013 年在北京、廣州等地實施的國 V 標準相當于歐洲五號標準。由于我國機動車淘汰制度按照機動車行駛里程和年限執行,考慮到原有舊的車型還有一段時間的服役期,因此,本次研究引用歐三、歐四排放標準中的單車排放因子,見表 2。
3. 3 以車速訂正系數訂正后的單車排放因子作為排放因子
本次研究引入污染物排放系數的車速訂正公式,對污染物排放因子進行訂正。訂正后的單車排放因子為:
式中,Eij為訂正單車排放因子; Kij為分類車型單車污染物排放因子,mg/\\(m·輛\\) ,取值見表 3; λij\\(v\\)為 i 型機動車 j 類污染物排放因子車速訂正系數,其中:
式中,aij、bij、cij為單車污染物綜合排放因子速度訂正系數,取值見表 4。
使用條件: 輕型車的車速 v 在 20 ~110 km/h 之間,當 v >110 km/h,取 v =110 km/h 時的值; 中、重型車的車速 v 在 20 ~90 km/h 之間,當 v > 90 km / h,取 v = 90 km / h 時的訂正系數。
4、 實例分析
4. 1 道路交通量
本次研究參考 G310 線天水市秦州至甘谷至武山段公路升級改造工程可研中提供的特征年預測交通量,詳見表 5 和表 6。結合式\\(2\\) 計算得到各特征年的日均小時車流量見表 7。
4. 2 排放因子
\\(1\\) 以交通部推薦值作為排放因子。根據項目中的公路設計時速,在表 1 中選取 v =60 km/h 時對應的排放因子。
\\(2\\) 以車速訂正系數訂正后的單車排放因子作為排放因子。由表 3、表 4 和式\\(3\\) 、式\\(4\\) ,得到以車速訂正系數訂正后的單車排放因子,見表 8。
\\(3\\) 以國家標準推薦值作為排放因子本次研究考慮車輛的劣化率,單車排放因子推薦值近期評價可近似為歐三標準,中期評價按歐三標準車占 25%、歐四標準車占 75%的比例計算污染物排放源強,遠期評價按全部車型為歐四標準車型來計算。對歐三、歐四標準排放因子采用柴油車和汽油車取平均值,換算結果見表 9。
4. 3 公路線源源強
根據表 1、表 7、表 8、表 9 和式\\(1\\) ,計算得到本項目在三種不同排放因子取值情況下的污染物排放強度,見表 10。由表 10 可以看出,對于 CO 和 NOX這兩類污染物,訂正值計算出來的源強值最大,交通部推薦值次之,國家標準推薦值最小。對于不同預測年來說,訂正值和交通部推薦值計算得到的 CO和 NOX源強差異較小,但兩者均比國家標準推薦值源強大數倍或數十倍。
4. 4 差異性分析
\\(1\\) 由于影響機動車尾氣排放的因素有很多,排放因子的取值存在很大的隨意性和不確定性等原因,在公路項目環境影響評價工作中計算得出的線源源強具有較大的差異性,從而導致預測結果產生較大偏差。
\\(2\\) 交通部推薦值是在調查國內平均排放水平基礎上,統計得到的各型車等速工況下排放因子,因此在選擇作為計算源強的參數時,與具體的公路建設項目機動車尾氣實際排放情況有較大差異。
\\(3\\) 國家排放標準限值僅僅是用于衡量未來機動車尾氣排放是否達標的一個標準,它是在特定的實驗條件下測得的,與實際情況還存在一定的差異。
\\(4\\) 采用車速訂正系數訂正后的排放因子,是鄧順熙等人根據隧道實測數據,建立相關方程求解得到的,更貼近于實際情況,因此相對于其他兩種方法而言,可靠性和精度更高。
5、 結語
在公路大氣預測工作中,確定機動車污染物排放強度很重要,而在源強計算過程中,最根本最主要的參數是單車排放因子,因此對于如何選取單車排放因子,不僅關系到源強的準確與否,而且還會對大氣預測結果產生決定性的影響。因此對于具體公路建設項目機動車尾氣排放強度的確定,建議參考本地區近幾年已通過評審的相關公路項目報告書,或結合本地區機動車排放水平選取相關的單車排放因子研究成果。
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