Publication: Investigation and optimization of noise barrier applications on near-road environmental noise and air pollution
Abstract
Trafikten kaynaklanan gürültüyü azaltmanın yaygın yöntemlerinden biri gürültü bariyerlerinin kullanılmasıdır. Çok sayıda çalışma, gürültü bariyerlerinin aynı zamanda yol kenarındaki hava kirletici konsantrasyonlarını azalttığını göstermiştir. Bu çalışmada gürültü bariyerlerinin yakın yol gürültüsü ve hava kirliliği üzerindeki eş zamanlı etkileri incelenmiştir. Bu kapsamda Düzce ilinde bulunan D-100 karayolunun 50 m uzunluğunda, 4 m yüksekliğinde cam elyaf takviyeli beton gürültü bariyerinin bulunduğu bir bölümü, hava kirleticileri, gürültü ve meteorolojik parametrelerin eş zamanlı ölçümleri için çalışma alanı olarak kullanılmıştır. Sonuçlar, gürültü seviyesindeki azalmaya ek olarak gürültü bariyerinin alıcı tarafındaki NOx konsantrasyonunda ortalama %23'lük bir azalma sağladığını göstermiştir. Ayrıca BTEX kirleticilerinin iki haftalık ortalama pasif örnekleyici ölçüm verileri, bariyerin alıcı tarafında, serbest alan ölçümlerine kıyasla daha düşük değerler göstermiştir. Saha ölçümlerine ek olarak sırasıyla RLINE ve SoundPLAN yazılımları kullanılarak hava kirletici dağılımı ve gürültü yayılımı modelleme sonuçları elde edilmiştir. Gürültü bariyerinin arkasındaki resirkülasyon bölgesi oluşumları da Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) modeli kullanılarak modellenmiştir. Ölçüm sonuçları ile model sonuçları arasında güçlü korelasyonlar gözlenmiştir. Model sonuçları ve ölçüm sonuçları arasında gürültü için iyi bir uyum, yaklaşık veya göz önüne alınmamış model giriş parametreleri düşünüldüğünde, NOx için kabul edilebilir bir uyum gözlenmiştir. Sonuçlar, gürültü bariyerinin farklı mekanizmalarla gürültü yayılımını ve hava kirletici dağılımını eş zamanlı olarak azalttığını göstermiştir. RLINE ve SoundPLAN ile farklı bariyer uygulama senaryoları modellenmiştir. NO2 ve gürültü için uygun maruz kalma sınırları tanımlanmış, senaryo sonuçları kullanılarak optimum bariyer yükseklikleri hesaplanmıştır. Bu çalışma, gürültü bariyerlerinin yol kenarındaki hava kirleticilerini ciddi şekilde dağıtabildiğini göstermiştir.
One of the common methods for reducing noise from traffic is the use of noise barriers. Numerous studies have demonstrated that noise barriers also lower the concentrations of near-road air pollutants. In this study, the simultaneous effects of noise barriers on near-road noise and air pollution were examined. In this context, a section of the D-100 road in Düzce, Türkiye, with a 50 m long, 4 m high glass fiber reinforced concrete noise barrier, was used as the study area for simultaneous measurements of air pollutants, noise, and meteorological parameters. Results showed that, in addition to noise level reduction, the noise barrier provided an average reduction of 23% on the NOx concentration at the receptor side. Besides, the two-week average passive sampler measurement data for BTEX pollutants showed lower values at the barrier's receptor side than the free field measurement data. In addition to the site measurements, air pollutant dispersion and noise propagation modeling results were obtained using the RLINE and the SoundPLAN software, respectively. Recirculation zone formations behind the noise barrier were also modeled using a Computational Fluid Dynamics (CFD) model. Strong correlations between the measurement results and the model results were observed. The model and measurement results are in good agreement for noise and acceptable agreement for NOx, considering the approximated or unconsidered input parameters to the model. The results indicated that the noise barrier simultaneously reduces noise propagation and air pollutant dispersion with different mechanisms. Different barrier application scenarios were also modeled using the RLINE and the SoundPLAN. Finally, using the scenarios' outcomes and defining the proper exposure limits for NO2 and noise according to these scenarios, optimum barrier heights were calculated. This study demonstrated that noise barriers can seriously disperse near-road air pollutants.
One of the common methods for reducing noise from traffic is the use of noise barriers. Numerous studies have demonstrated that noise barriers also lower the concentrations of near-road air pollutants. In this study, the simultaneous effects of noise barriers on near-road noise and air pollution were examined. In this context, a section of the D-100 road in Düzce, Türkiye, with a 50 m long, 4 m high glass fiber reinforced concrete noise barrier, was used as the study area for simultaneous measurements of air pollutants, noise, and meteorological parameters. Results showed that, in addition to noise level reduction, the noise barrier provided an average reduction of 23% on the NOx concentration at the receptor side. Besides, the two-week average passive sampler measurement data for BTEX pollutants showed lower values at the barrier's receptor side than the free field measurement data. In addition to the site measurements, air pollutant dispersion and noise propagation modeling results were obtained using the RLINE and the SoundPLAN software, respectively. Recirculation zone formations behind the noise barrier were also modeled using a Computational Fluid Dynamics (CFD) model. Strong correlations between the measurement results and the model results were observed. The model and measurement results are in good agreement for noise and acceptable agreement for NOx, considering the approximated or unconsidered input parameters to the model. The results indicated that the noise barrier simultaneously reduces noise propagation and air pollutant dispersion with different mechanisms. Different barrier application scenarios were also modeled using the RLINE and the SoundPLAN. Finally, using the scenarios' outcomes and defining the proper exposure limits for NO2 and noise according to these scenarios, optimum barrier heights were calculated. This study demonstrated that noise barriers can seriously disperse near-road air pollutants.