CN104237095A - 一种道路清扫过程中扬尘排放测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种道路清扫过程中扬尘排放量测量系统及测量方法。该系统包括测试隧道；测试隧道的底部为测试路面，测试路面上布撒路面尘材料；测试隧道内设置有送风组件，测试隧道的入口设置有背景颗粒浓度监测组件；测试隧道的出口设置有出风口颗粒浓度监测组件以及风速测量组件。该方法包括下列步骤：清扫装置以5～20km/h的速度进行路面清扫；清扫的同时进行背景颗粒物浓度监测、出风口颗粒物浓度监测和隧道内风速监测；计算清扫过程中扬尘排放强度。本发明实施例所提供的道路清扫过程中扬尘排放量测量系统及测量方法能够模拟道路清扫过程，并对清扫过程中的多项参数进行监测，具有结果准确，误差小的优点。

Description

一种道路清扫过程中扬尘排放测量系统及测量方法

技术领域

本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种道路清扫过程中扬尘排放量测量系统及测量方法。

背景技术

人们越来越关注道路交通扬尘排放的控制技术，目前，道路交通扬尘控制措施主要包括人工清扫、机械清扫、真空吸尘、机械式道路冲洗、喷洒水、喷洒抑尘剂以及组合措施等。但是道路清扫过程本身会有扬尘排放，并且不同的清扫方式、不同的清扫装备的排放差别较大，而在实际作业中，作业环境会时刻发生变化，并且难以准确测量，因此很难在实际清扫过程中直接测量并得到道路清扫过程中的扬尘排放数据。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种道路清扫过程中扬尘排放测量系统，本发明的第二方面提供了一种使用上述测量系统的道路清扫过程中扬尘排放测量方法。

本发明的第一方面所提供的一种道路清扫过程中扬尘排放测量系统，包括测试隧道；

所述测试隧道的底部为测试路面，所述测试路面上布撒路面尘材料；

所述测试隧道内设置有送风组件，以使所述测试隧道内的风速为1～5m/s，所述测试隧道的入口设置有用于监测背景颗粒浓度的背景颗粒浓度监测组件；

所述测试隧道的出口设置有用于监测所述测试隧道的出口处颗粒浓度的出风口颗粒浓度监测组件以及用于测量所述测试隧道内风速的风速测量组件。

上述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统中，所述测试路面为沥青或混凝土铺装路面，路面坡度小于3％。

上述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统中，所述测试路面的宽度为4.5～5.5m，长度为55～65m。

上述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统中，所述测试隧道的顶部形状为拱形或马蹄形，高度为4～4.5m。

上述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统中，所述路面尘材料的质量为12～18kg。

上述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统中，由所述测试隧道的入口处起，所述测试路面的两侧铺设路涯石，并设置减速组件。

上述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统中，

所述测试隧道的出口还设置有用于测量所述测试隧道内温度的温度测量组件；

和/或

所述测试隧道的出口还设置有用于测量所述测试隧道内湿度的湿度测量组件。

上述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统中，所述风速测量组件、所述温度测量组件以及所述湿度测量组件集成为气象数据监测装置。

本发明的第二方面所提供的一种使用上述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统测量道路清扫过程中扬尘排放的方法，包括下列步骤：

S1、清扫装置以5～20km/h的速度进行路面清扫；

S2、清扫的同时进行背景颗粒物浓度监测、出风口颗粒物浓度监测和隧道内风速监测；

S3、根据下式计算清扫过程中扬尘排放强度；

$M_{\mathrm{PM}}=\frac{S\×U\×{\∫}_0^T(C_{\mathrm{PM},d}-C_{\mathrm{PM},b})\×\mathrm{dt}}{L}$

上式中，

M_PM＝清扫单位道路长度的颗粒物排放量，单位为μg/m；

C_PM,d＝出风口颗粒物浓度，单位为μg/m³；

C_PM,b＝背景颗粒物浓度，单位为μg/m³；

S＝隧道的横截面积，m²；

U＝隧道内风速，m/s；

T＝采样时间，s；

L＝清扫距离，m。

上述的方法，S1之前还包括下列步骤：

S0、在测试前将测试路面冲洗干净，待测试路面干燥后均匀布撒路面尘材料。

本发明实施例所提供的道路清扫过程中扬尘排放量测量系统及测量方法能够模拟道路清扫过程，并对清扫过程中的多项参数进行监测，便可根据测量系统的固有参数以及监测所得的参数计算得出清扫装置扬尘的排放量，具有结果准确，误差小的优点。

附图说明

图1为本发明的实施例所提供的道路清扫过程中扬尘排放测量系统的结构示意图。

附图标记：1-测试隧道；2-测试路面；3-路面尘材料；4-送风组件；5-背景颗粒浓度监测组件；6-出风口颗粒浓度监测组件；7-路涯石；8-减速组件；9-气象数据监测装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

本发明的实施例提供了一种道路清扫过程中扬尘排放测量系统，如图1所示，包括测试隧道1；

测试隧道1的底部为测试路面2，测试路面2上布撒路面尘材料3；

测试隧道1内设置有送风组件4，以使测试隧道1内的风速为1～5m/s，测试隧道1的入口设置有用于监测背景颗粒浓度的背景颗粒浓度监测组件5；

测试隧道1的出口设置有用于监测测试隧道1的出口处颗粒浓度的出风口颗粒浓度监测组件6以及用于测量测试隧道1内风速的风速测量组件。

本发明实施例所提供的道路清扫过程中扬尘排放量测量系统及测量方法能够模拟道路清扫过程，并对清扫过程中的多项参数进行监测。便可根据测量系统的固有参数以及监测所得的参数计算得出清扫装置扬尘的排放量，具有结果准确，误差小的优点。

其中，送风组件4用于制造气流，模拟自然环境下的空气流动，其可以采用风扇实现。背景颗粒浓度监测组件5以及出风口颗粒浓度监测组件则分别用于监测环境内的背景颗粒浓度以及测试隧道1出口处的实际颗粒浓度。由于测试隧道1的封闭性，其内部的颗粒浓度只会与隧道内的参数以及环境背景中的颗粒浓度有关，因此，监控背景颗粒浓度有助于消除环境背景对实际颗粒浓度的影响，从而得出更准确的测量结果。

为了能够更为准确的测量出真实道路清扫过程中的扬尘排放量,就需要该系统能够真实模拟出实际的路况。当前大多数城市道路均为沥青或混凝土路面，而且路面的坡度也很小，因此优选的，测试路面2为沥青或混凝土铺装路面，路面坡度小于3％。

在本发明的实施例中，测试路面2的宽度优选为4.5～5.5m，长度为55～65m。该宽度能够保证清扫装备能够顺利通过并进行路面清扫，路面长度能够保证清扫装备运行一定时间，减少计算排放量的误差。

为了能够保证清扫装备能够顺利通过并使扬尘在隧道内充分混合，减少计算排放量的误差，因此测试隧道1的顶部高度优选为4～4.5m。并且，由于高度较高，且中部不能有支撑体，所以为了满足结构的坚固性要求，测试隧道1的顶部形状为拱形或马蹄形，这两种结构比较稳定，能够满足要求。

在本发明的实施例中，优选的，路面尘材料3的质量为12～18kg。将上述质量的路面尘材料3均匀布撒在路面上，能够使单位面积路面上的尘材料能够代表真实路面。此外，通过测试每种清扫装备时布撒相同质量的尘材料，可以比较不同清扫装备的扬尘量。

在现有的城市道路中，一般还会在道路的两侧铺设路涯石，或者在道速上设置减速用的道路减速带等减速组件。路涯石以及减速组件均可能会阻挡气流的流动，使扬尘的扩散方向产生变化，并且会导致清扫装备的振动，最终可能会影响到扬尘排放量。因此，为了能够真实模拟这种情况，优选的，由测试隧道1的入口处起，测试路面2的两侧铺设路涯石7，并设置减速组件8。

扬尘在扩散过程中，大气的温度以及湿度均会对其扩散造成影响，因此，为了能够研究这种影响，优选的，测试隧道1的出口还设置有用于测量测试隧道1内温度的温度测量组件；同时，测试隧道1的出口也可设置用于测量测试隧道1内湿度的湿度测量组件。

当同时对风速、温度以及湿度进行测量时，可以将风速测量组件、温度测量组件以及湿度测量组件集成为气象数据监测装置9。这样可以减小设备体积，便于安装和监测，同时也便于数据的收集。

本发明的实施例还提供了一种采用道路清扫过程中扬尘排放测量系统测量道路清扫过程中扬尘排放的方法，包括下列步骤：

S1、清扫装置以5～20km/h的速度进行路面清扫；

S2、清扫的同时进行背景颗粒物浓度监测、出风口颗粒物浓度监测和隧道内风速监测；

S3、根据下式计算清扫过程中扬尘排放强度；

$M_{\mathrm{PM}}=\frac{S\×U\×{\∫}_0^T(C_{\mathrm{PM},d}-C_{\mathrm{PM},b})\×\mathrm{dt}}{L}$

上式中，

M_PM＝清扫单位道路长度的颗粒物排放量，单位为μg/m；

C_PM,d＝出风口颗粒物浓度，单位为μg/m³；

C_PM,b＝背景颗粒物浓度，单位为μg/m³；

S＝隧道的横截面积，m²；

U＝隧道内风速，m/s；

T＝采样时间，s；

L＝清扫距离，m。

采用上述方法便可得出清扫单位道路长度的颗粒物排放量M_PM，结果准确，误差小。

为了进一步提高测量精度，减小误差，优选的，S1之前还包括下列步骤：S0、在测试前将测试路面冲洗干净，待测试路面干燥后均匀布撒路面尘材料。

下面提供一组具体实验例。

对一台机械式清扫装置清扫道路的过程扬尘排放量进行测量，测量过程C_PM,d为1320μg/m³，C_PM,b为68μg/m³，采样时间为20s，隧道横截面积S为16m²，隧道内风速U为3m/s，清扫距离L为60m。

一台机械式清扫装置清扫单位道路长度的颗粒物排放量为：

$M_{\mathrm{PM}}=\frac{{16m}^2\×3m/s\×{\∫}_0^{20s}(1320\mathrm{\μg}/m^3-68\mathrm{\μg}/m^3)\×\mathrm{dt}}{60m}$

经计算，一台机械式清扫装置清扫道路的过程扬尘排放量M_PM为20032μg/m。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种道路清扫过程中扬尘排放测量系统，其特征在于，包括测试隧道；

所述测试隧道的底部为测试路面，所述测试路面上布撒路面尘材料；

所述测试隧道内设置有送风组件，以使所述测试隧道内的风速为1～5m/s，所述测试隧道的入口设置有用于监测背景颗粒浓度的背景颗粒浓度监测组件；

所述测试隧道的出口设置有用于监测所述测试隧道的出口处颗粒浓度的出风口颗粒浓度监测组件以及用于测量所述测试隧道内风速的风速测量组件。

2.根据权利要求1所述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统，其特征在于，所述测试路面为沥青或混凝土铺装路面，路面坡度小于3％。

3.根据权利要求1所述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统，其特征在于，所述测试路面的宽度为4.5～5.5m，长度为55～65m。

4.根据权利要求3所述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统，其特征在于，所述测试隧道的顶部形状为拱形或马蹄形，高度为4～4.5m。

5.根据权利要求4所述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统，其特征在于，所述路面尘材料的质量为12～18kg。

6.根据权利要求5所述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统，其特征在于，由所述测试隧道的入口处起，所述测试路面的两侧铺设路涯石，并设置减速组件。

7.根据权利要求1所述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统，其特征在于，

所述测试隧道的出口还设置有用于测量所述测试隧道内温度的温度测量组件；

和/或

所述测试隧道的出口还设置有用于测量所述测试隧道内湿度的湿度测量组件。

8.根据权利要求7所述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统，其特征在于，所述风速测量组件、所述温度测量组件以及所述湿度测量组件集成为气象数据监测装置。

9.一种使用权利要求1至8任一项所述的道路清扫过程中扬尘排放测量系统测量道路清扫过程中扬尘排放的方法，其特征在于，包括下列步骤：

S1、清扫装置以5～20km/h的速度进行路面清扫；

S2、清扫的同时进行背景颗粒物浓度监测、出风口颗粒物浓度监测和隧道内风速监测；

S3、根据下式计算清扫过程中扬尘排放强度；

$M_{\mathrm{PM}}=\frac{S\×U\×{\∫}_0^T(C_{\mathrm{PM},d}-C_{\mathrm{PM},b})\×\mathrm{dt}}{L}$

上式中，

M_PM＝清扫单位道路长度的颗粒物排放量，单位为μg/m；

C_PM,d＝出风口颗粒物浓度，单位为μg/m³；

C_PM,b＝背景颗粒物浓度，单位为μg/m³；

S＝隧道的横截面积，m²；

U＝隧道内风速，m/s；

T＝采样时间，s；

L＝清扫距离，m。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，S1之前还包括下列步骤：

S0、在测试前将测试路面冲洗干净，待测试路面干燥后均匀布撒路面尘材料。