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研究生:王明皓
研究生(外文):Ming Haw Wang
論文名稱:都會地區交通污染特性與減量策略之研究
論文名稱(外文):An Evaluation of the Distribution and the Control of Air Pollution from Mobile Source in Urban Area
指導教授:梁正中梁正中引用關係
指導教授(外文):Jeng Jong Liang
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:環境工程與科學學系
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:176
中文關鍵詞:地理資訊系統擴散模式暴露評估碳氫化合物
外文關鍵詞:GISDispersion ModelExposure AssessmentHydrocarbons
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都會區交通壅塞的現象,一直為國人所詬病,不僅浪費能源與時間,機動車輛排放的大量廢氣,嚴重污染都市空氣。本研究以台中市為探討對象,利用地理資訊系統結合ISC空氣品質模式來瞭解污染物的分佈情形,進而針對目前臺灣在都會區較常採行之交通管制策略,進行空氣污染減量成效評估,以期尋求最有效之改善都市交通污染方法。由於地理資訊系統具有描繪地貌地物及路網架構之功能,並能顯示空氣污染物的分佈趨勢,因此,本研究將ISCST3與GIS相結合,藉以瞭解各污染物在都會區內的分佈情形。
在排放量推估上,本研究利用Avenue程式語言建立一GIS介面的推估模組,進行各污染物的排放量計算。本研究推估台中市在尖峰時段之CO、NOx及TSP的排放推估量,分別為53,897、352及57 kg/hr,而碳氫化合物之平均濃度約為5ppm。
交通污染物濃度分布顯示晨峰與昏峰時段之空氣品質迅速惡化,極待改善。車速、車流量及延滯時間是決定空氣污染程度之三要因。針對CO的減量,最有效的策略為提昇行車速度,當車速提昇10 km/hr後約可減少59.9% CO的排放。在NOx的部分,則是以減少車流量為最主要的策略,當減少10%車流量約可有10%的減量效果。在TSP的減量中,以縮短行車的延滯時間對其減量最有助益,當各路口的延滯時間減少至7.5秒時,約可達到30.4%的減量效果。在二行程機車的淘汰策略上,對於CO及TSP的減量效果相當顯著,分別可達18.6%及31.9%的減量效果。在電動機車及電動公車的使用上,由於受限於數量及政策推廣的現實考量,對於空氣污染減量的效果較有限。
在暴露評估部分,民眾所承受的暴露濃度以小孩最大,CO的暴露濃度以中山醫院54.4g/kg hr最高,NOx的部分,同樣是以中山醫院109.1mg/kg hr較高,TSP則以國軍816醫院0.23mg/kg hr最高。
The traffic jam is one of the most serious problems in Taiwan. Mobile sources emit large amounts of air pollutants that has adverse effect on human health and city appearance. A geographic information system and ISCST3 dispersion model were used to investigate the optimum transport system management strategies and to estimate the spatial and temporal distribution of some air pollutants from mobile source in Taichung city. In this study, ISCST3 model was integrated into a geographic information system by Avenue program language, which provides a concentration profile at urban area and a friendly interface for user. Various sampling methods and analysis technologies were used to determine the concentration of air pollutants and the component of gasoline and diesel oil.
The results of the simulation show that the amounts of CO, NOx, and TSP from mobile sources are 53897, 352, and 57 kg/hr in Taichung city. And the average concentration of hydrocarbons is about 5 ppm in the urban area. The simulation results of the spatial and temporal distribution of air pollutants indicate that the air quality is significantly worse during the morning and evening rush hours. The critical factors of the air pollution from mobile sources are speed, traffic, and delay at intersection.
The results also suggest that NOx, TSP, and CO emissions are reduce by 10%, 30.4%, and 59.9%, respectively, when traffic is reduce by 10%, delay time is shortened to 7.5 seconds, and speed is increased 10 km/hr. Therefore, the optimum strategies to reduce the emissions of CO, NOx, and TSP are raising speed, reducing traffic, and reducing the time delay, respectively. CO and TSP emissions can further be reduced by 18.6% and 31.9%, if motorcycle with two-stage engine are eliminated.
The calculation of the exposure amount focused on twelve selected specifically places in Taichung city. The results show that the places with maximum amounts of CO, NOx, and TSP are Chung Shan Hospital, Chung Shan Hospital, and Military 816 Hospital. And the maximum amounts of exposure for CO, NOx, and TSP are 54.4g/kg hr, 109.1mg/kg hr, and 0.23mg/kg hr for children.
中文摘要.........I
英文摘要..........II
目 錄............III
圖 目 錄............................VII
表 目 錄............................XIV
第一章 緒論.........................1
1.1 前言............................1
1.2研究動機.........................2
1.3 研究目標........................4
第二章 文獻回顧.....................6
2.1 空氣污染物對健康的危害..........6
2.1.1一氧化碳.......................6
2.1.2氮氧化物.......................7
2.1.3總懸浮微粒.....................8
2.1.4 碳氫化合物....................9
2.2 ISCST3空氣品質模式.............9
2.3 地理資訊系統....................15
2.3.1 地理資訊系統簡介..............15
2.3.2 Arc View 3.2地理資訊系統......17
2.3.3 Avenue程式語言................21
2.2.4 GIS在環境工程上之應用.........22
第三章 研究方法....................25
3.1 碳氫化合物之分析................25
3.1.1實驗設備及藥品.................25
3.1.2濃縮採樣工作...................25
3.1.3定量分析.......................27
3.1.4 定性分析......................30
3.1.5 採樣工作之品保與品管..........31
3.1.6 分析工作之品保與品管..........32
3.2 油品定性分析....................36
3.2.1 實驗設備與藥品................36
3.2.2 定性分析......................36
3.3 污染物排放量推估................39
3.4 地理資訊系統與ISCST3之結合......40
3.4.1研究設備.......................40
3.4.2 研究方法......................40
3.5 機動車輛數成長預測..............46
3.6 污染物暴露評估..................49
3.7 模式驗證........................49
第四章 結果與討論...................50
4.1 油品分析........................50
4.2交通污染特性.....................79
4.2.1 車流量分佈情形................79
4.2.2 車種組成比例..................81
4.3 台中市區交通污染現況............84
4.3.1 一氧化碳......................84
4.3.2 氮氧化物......................85
4.3.3 總懸浮微粒....................86
4.3.4 揮發性碳氫化合物..............87
4.4暴露評估.........................98
4.5 敏感度分析......................104
4.6 減量策略之評估..................107
4.6.1 車流量對污染減量之影響........109
4.6.2 車速對污染減量之影響..........116
4.6.3 延滯時間對污染減量之影響......125
4.6.4 二行程機車之淘汰..............134
第五章 結論與建議.................144
5.1 結論............................144
5.2 建議............................147
參考文獻............................148
附錄一 台中市街道VOCs分析結果......152
附錄二 VOCs檢測品保與品管(QA/QC)...168
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