三种不同源强公路大气评价计算方法的差异性

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  0、 引言

  在公路建设项目中,我国环评工作者对机动车尾气对环境的影响基本上以类比分析的方法进行评价,较少根据机动车尾气污染源强预测其影响范围和后果。而机动车尾气排放强度是公路大气环境影响评价的重要参数,笔者结合近期完成的 G310 线天水市秦州至甘谷至武山段公路升级改造工程,探讨三种不同源强计算方法之间的差异性,以期为今后公路大气环境影响预测与评价工作中确定机动车尾气污染源排放强度提供参考和借鉴。

  1、 公路大气污染源强的计算

  在使用 AermodSystem2. 2 软件进行大气预测时,需输入相应污染物的排放强度,而确定线源源强需依据源强计算公式:

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  式中,Qj表示 j 类污染物排放源强度,mg/(m·s) ; i= 1、2、3,分别表示大、中、小型车; Ai表示 i 型机动车预测年的小时交通量,辆/h; Eij表示 i 型车排放的j 类污染物在预测年的单车排放因子,mg / (m·辆) ,排放因子是用来反映机动车排放水平的参数。

  2、 各种车型混合交通流量的确定计算各种车型的混合交通流量的公式为:

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  式中,Q混合表示各类型车的混合流量,辆/日; Q标准表示标准小车流量,pcu/日; ai表示 i 型车转化为标准小车的转化系数; bi表示 i 型车的车型比,%。

  3、 各种车型排放因子的确定

  3. 1 以交通部推荐值作为排放因子

  根据交通部在2006 年出台的《公路环境影响评价规范》中规定的推荐值作为排放因子,详见表 1。

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  3. 2 以现行的机动车尾气污染排放限值作为排放因子

  在某些公路项目大气环境影响评价报告中,采用我国现行的机动车尾气污染排放限值作为计算源强的依据。中国于 2007、2010 年实施的国 III、国 IV标准相当于欧洲三号、四号标准; 2013 年在北京、广州等地实施的国 V 标准相当于欧洲五号标准。由于我国机动车淘汰制度按照机动车行驶里程和年限执行,考虑到原有旧的车型还有一段时间的服役期,因此,本次研究引用欧三、欧四排放标准中的单车排放因子,见表 2。

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  3. 3 以车速订正系数订正后的单车排放因子作为排放因子

  本次研究引入污染物排放系数的车速订正公式,对污染物排放因子进行订正。订正后的单车排放因子为:

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  式中,Eij为订正单车排放因子; Kij为分类车型单车污染物排放因子,mg/(m·辆) ,取值见表 3; λij(v)为 i 型机动车 j 类污染物排放因子车速订正系数,其中:

  
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  式中,aij、bij、cij为单车污染物综合排放因子速度订正系数,取值见表 4。

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  使用条件: 轻型车的车速 v 在 20 ~110 km/h 之间,当 v >110 km/h,取 v =110 km/h 时的值; 中、重型车的车速 v 在 20 ~90 km/h 之间,当 v > 90 km / h,取 v = 90 km / h 时的订正系数。

  4、 实例分析

  4. 1 道路交通量

  本次研究参考 G310 线天水市秦州至甘谷至武山段公路升级改造工程可研中提供的特征年预测交通量,详见表 5 和表 6。结合式(2) 计算得到各特征年的日均小时车流量见表 7。

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  4. 2 排放因子

  (1) 以交通部推荐值作为排放因子。根据项目中的公路设计时速,在表 1 中选取 v =60 km/h 时对应的排放因子。

  (2) 以车速订正系数订正后的单车排放因子作为排放因子。由表 3、表 4 和式(3) 、式(4) ,得到以车速订正系数订正后的单车排放因子,见表 8。

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  (3) 以国家标准推荐值作为排放因子本次研究考虑车辆的劣化率,单车排放因子推荐值近期评价可近似为欧三标准,中期评价按欧三标准车占 25%、欧四标准车占 75%的比例计算污染物排放源强,远期评价按全部车型为欧四标准车型来计算。对欧三、欧四标准排放因子采用柴油车和汽油车取平均值,换算结果见表 9。

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  4. 3 公路线源源强

  根据表 1、表 7、表 8、表 9 和式(1) ,计算得到本项目在三种不同排放因子取值情况下的污染物排放强度,见表 10。由表 10 可以看出,对于 CO 和 NOX这两类污染物,订正值计算出来的源强值最大,交通部推荐值次之,国家标准推荐值最小。对于不同预测年来说,订正值和交通部推荐值计算得到的 CO和 NOX源强差异较小,但两者均比国家标准推荐值源强大数倍或数十倍。

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  4. 4 差异性分析

  (1) 由于影响机动车尾气排放的因素有很多,排放因子的取值存在很大的随意性和不确定性等原因,在公路项目环境影响评价工作中计算得出的线源源强具有较大的差异性,从而导致预测结果产生较大偏差。

  (2) 交通部推荐值是在调查国内平均排放水平基础上,统计得到的各型车等速工况下排放因子,因此在选择作为计算源强的参数时,与具体的公路建设项目机动车尾气实际排放情况有较大差异。

  (3) 国家排放标准限值仅仅是用于衡量未来机动车尾气排放是否达标的一个标准,它是在特定的实验条件下测得的,与实际情况还存在一定的差异。

  (4) 采用车速订正系数订正后的排放因子,是邓顺熙等人根据隧道实测数据,建立相关方程求解得到的,更贴近于实际情况,因此相对于其他两种方法而言,可靠性和精度更高。

  5、 结语

  在公路大气预测工作中,确定机动车污染物排放强度很重要,而在源强计算过程中,最根本最主要的参数是单车排放因子,因此对于如何选取单车排放因子,不仅关系到源强的准确与否,而且还会对大气预测结果产生决定性的影响。因此对于具体公路建设项目机动车尾气排放强度的确定,建议参考本地区近几年已通过评审的相关公路项目报告书,或结合本地区机动车排放水平选取相关的单车排放因子研究成果。

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