不同负载条件下国Ⅱ重型柴油货车的实际道路排放特征

重型柴油车排放已经成为中国城市与区域大气污染的重要来源。为研究负载条件对重型柴油车实际道路排放的影响,利用车载排放测试(PEMS)方法对2辆国Ⅱ重型柴油货车开展实际道路排放测试,分析不同负载(空载、半载和满载)条件下的尾气污染物排放特征。基于机动车比功率(VSP)方法分析了不同速度区间的气态污染物(NOx、CO和总碳氢化合物(THC))排放特征,同时通过滤膜采样方法对尾气PM2.5及其碳质组分(有机碳(OC)和元素碳(EC))进行了定量分析。结果显示,2辆国Ⅱ重型柴油货车气态污染物排放因子与负载呈现显著的正相关关系,半载和满载时NOx、CO和THC排放因子相对于空载分别升高18%～41%、6%～67%、37%～125%。但2辆重型柴油货车的PM2.5排放因子并未随负载增加而呈现相同的变化规律。在PM2.5中碳质组分排放约占61%～97%(质量分数),其中EC排放因子随负载的增加而增大。     

基于COPERT 4模型的杭州市机动车排气污染特征研究

以2015年为基准年,利用COPERT 4模型计算了杭州市分车型分排放标准下的机动车排气污染物(CO、碳氢化合物(HC)、NO_x、PM_(2.5))的排放因子,并估算了各污染物排放量及分车型分排放标准下的各污染物分担率。结果表明,随着排放标准的提升,机动车排气污染物排放因子总体呈现下降的趋势。汽油车的CO和HC排放因子高于柴油车,而柴油车的NO_x和PM_(2.5)排放因子高于汽油车;天然气车的各污染物排放因子基本接近汽油车,而汽油电混动车的各污染物排放因子则明显低于其他动力车;各污染物排放因子随车型的增大(重)而增大。2015年杭州市机动车排气污染物CO、NO_x、HC和PM_(2.5)排放量分别为48 923.0、44 713.7、7 014.7、837.9t,其中汽油车CO和HC分担率较高主要是因为小型汽油客车CO和HC分担率高,并且其保有量占比也高,应重点控制小型汽油客车的保有量;柴油车NOx和PM_(2.5)分担率较高主要是因为重型柴油货车NO_x和PM_(2.5)分担率高,但其保有量占比不高,应重点控制重型柴油货车的排放因子。     

负载对实际道路重型柴油车排放的影响研究

利用车载测试系统对重型柴油货车空载、50％负载和100％负载不同负载情况下在实际道路的排放进行测试,基于测试数据分析负载对重型柴油货车排放CO、HC、NOx和微小颗粒物(PM)等4种污染物的影响.不同速度区间和行驶模式下负载对排放的影响分析表明,在有负载时,大多数工况下4种污染物排放呈现增加趋势,但各速度区间和行驶模式下的增幅不尽相同,部分工况出现下降.空载时测试柴油车基于新欧洲行驶循环测试(NEDC)工况的标准化CO、HC、NOx和PM排放因子分别为3.38、0.39、6.27、0.39 g/km.对于柴油车重点污染物NOx和PM而言,与空载相比,50％负载时分别增加43％和59％,100％负载时分别增加62％和44％.     

乌鲁木齐市固定燃烧点源大气污染物排放清单

通过现场调研结合物料衡算法、排放因子法,建立了2015年乌鲁木齐市固定燃烧点源大气污染物CO、NO_x、SO_2和PM_(2.5)排放清单。结果表明,2015年乌鲁木齐市CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)的排放量分别为4.41×10~4、6.20×10~4、4.61×10~4、1.57×10~4t;从排放污染物的行业来看,采矿与制造业对4种污染物排放的贡献最大,其对CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)排放的贡献率分别为49.02%、42.17%、48.40%、78.55%。从地区分布来看,米东区污染物排放量最大,其对CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)排放的贡献率分别为46.99%、45.90%、51.69%、29.68%。从排放时间来看,供暖季污染物的排放量明显高于非供暖季,白天的污染物排放量高于夜晚。采用蒙特卡罗统计法分析预测的污染物排放量与排放清单计算结果较为接近。     

基于实际道路测试的大型客车排放特征研究

应用车载排放测试系统(PEMS)对天津市4辆大型客车(国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ柴油车和国Ⅴ液化天然气车)进行了实际道路尾气排放测试。结果表明,3辆柴油车CO、NOx、总碳氢化合物(THC)和颗粒物(PM)的平均排放因子分别为3.435、6.431、0.131、0.324g/km,天然气车CO、NOx、THC和PM的排放因子分别为1.240、17.451、6.535、0.003g/km。总体看来,3辆柴油车的污染物排放速率随着排放标准的提高而降低,与其相比,天然气车的CO和PM排放速率相对较低,而NOx和THC排放速率较高;4辆大型客车各污染物排放速率在加速工况下排放速率最高,怠速工况下排放速率最低。随着国Ⅳ柴油车行驶速度从0~20km/h提高到80~100km/h,尾气温度逐渐上升,选择性催化还原装置对NOx的削减率可从41.8%升高到64.5%。     

基于实际道路测试的重型柴油车排放评估方法研究

为分析重型柴油车实际道路测试情况下污染物的排放评估方法,选取了4辆国六重型柴油车进行实际道路排放试验。试验结果表明,现行《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(GB 17691—2018)采用的功基窗口法在计算过程中剔除了大量发动机处于低功率段时氮氧化物(NO_x)高比排放区域数据,大幅低估了重型柴油车在实际道路工况下的NO_x排放量,不能充分反映车辆实际道路排放水平,应进一步修改完善,建议后续标准修订时,去除法规中功率阈值最小10%的限制,采用全窗口的90%分位值来表征车辆的排放水平,或通过行程时间占比加权值法计算污染物比排放。     

液化石油气轿车实际道路污染物排放特征

利用PEMS对国2技术LPG出租轿车和汽油轿车的实际道路排放进行测试,基于测试数据对LPG轿车排放特征进行解析,并与汽油轿车的排放因子进行对比分析.结果显示:速度和行驶模式对LPG轿车污染物排放影响明显;LPG轿车CO 2、CO、HC和NOx污染物的实测排放因子分别为(169.5±22.2)、(2.18±2.38)、(...     

轻型车燃用费托柴油的实际道路排放特征

利用便携式车载排放测试系统,对某款采用增压中冷和高压共轨技术的国Ⅳ轻型柴油车进行实际道路排放测试,研究其分别燃用石油基柴油、费托柴油和混合柴油(费托柴油与石油基柴油按一定比例混合而成)时,不同车速下的CO、THC、NO_x和CO_2排放特征和油耗变化情况。实验结果表明:对于3种柴油,所测4种气态物的排放均随着车速的增加而降低,当速度达到一定程度后趋于稳定;与石油基柴油相比,费托柴油和混合柴油的CO、NO_x和CO_2排放分别降低23%和5%,30%和24%,20%和20%,但THC排放均略有增加;通过碳平衡计算,费托柴油和混合柴油的体积油耗相对石油基柴油分别降低12%和17%。总的来说,燃用费托柴油和混合柴油时的气态污染物排放与石油基柴油具有相似的速度变化趋势,但费托柴油和混合柴油的整体尾气排放和油耗要低于石油基柴油。使用费托柴油或混合柴油是降低轻型柴油车实际道路排放的一个有效途径。     

行驶速度对机动车尾气排放的影响

利用COPERTIV模型计算和车载尾气测量系统实测得到不同行驶速度下的机动车尾气排放因子,并分析不同车型不同排放标准等级车辆的行驶速度对排放的影响。调查研究北京市城区路网早高峰、平峰、晚高峰和夜间的车流量、车型构成、行驶速度,基于Arc GIS建立平均车速和行驶里程的网格分布数据库,并对比车速修正前后不同道路类型不同污染物的排放强度。结果表明,基于COPERT IV模型和车载测量系统计算的小客车NOx和HC排放因子随车速的变化趋势类似,均随车速的增加呈现U型分布;柴油公交车与柴油卡车NOx和HC排放因子随着车速的升高而减小。4个时间段平均车速大小排序为:夜间(44 km·h~(-1))晚高峰(34 km·h~(-1))平峰(32 km·h~(-1))早高峰(28 km·h~(-1))。车速修正后CO和HC的排放量上升,上升幅度分别为10.6%~11.8%和8.8%~9.2%,NOx和PM排放量下降,下降幅度分别为22.1%~23.3%和12.7%~13.5%。     

河南省在用柴油车加载减速烟度排放限值研究

随着车辆技术进步和燃油品质提升,河南省在用柴油车加载减速污染物现行排放限值已不能对高排放车辆进行有效监控。依据《确定压燃式发动机在用汽车加载减速法排气烟度排放限值的原则和方法》(HJ/T 241—2005),采用相对光吸收系数与累积频率法,对9 458份在用柴油车检测数据进行统计分析,提出符合河南省的在用柴油车排放限值。建议河南省在用国三、国四、国五轻型柴油车尾气光吸收系数限值分别为0.98、0.89、0.76m~(-1),而相应重型柴油车尾气光吸收系数限值分别为0.66、0.62、0.48m~(-1);依据该限值,河南省在用柴油车的年检合格率控制在82.6%,高排放柴油车比例为17.4%,符合HJ/T 241—2005的要求。     

北京市机动车排放遥感监测分析

机动车排放遥感监测反映实际道路行驶中的排放状况,对全面分析排放水平有很强的统计意义。北京市机动车排放遥感监测的CO、HC和NOx的平均浓度分别为1.94%、388×10-6和700×10-6。北京市机动车排放的CO、HC和NOx中50%分别来自于15.90%、13.98%、11.13%的高排放车,但某车辆对于一种污染物出现高排放并不意味着它对其他污染物也是高排放。根据遥感监测得到北京市轻型汽油车基于油耗的CO、HC和NOx平均尾气管排放因子分别为200.1g/L、11.05 g/L和6.68 g/L。     

深圳市混合动力巴士污染物排放特性的实验研究

利用高精度的车载排放测试仪,对使用同种发动机的普通柴油巴士和混合动力巴士进行城市典型道路工况下的排放测试,对比2种车型的污染物排放特征。通过对2种车型基于不同车速及比功率下的排放特性分析,发现混合动力巴士有效减少了CO和颗粒物(PM)的排放,CO、PM的排放量分别为普通柴油巴士的42.4%、28.7%;然而由于混合动力巴士的匹配控制系统相对复杂,车身总质量较大,导致其NO_x、碳氢化合物(HC)排放明显高于普通柴油巴士,NO_x、HC排放量分别为普通巴士的167.5%、931.4%。     

西安市机动车污染物排放清单与空间分布特征

基于机动车排放因子(MOVES)模型和地理信息系统(ArcGIS)技术,建立了西安市2017年分辨率为1km×1km的机动车污染物排放清单。结果显示:2017年西安市机动车污染物PM_(2.5)、PM_(10)、NO_x(NO+NO_2)、NO、NO_2、N_2O和挥发性有机物(VOCs)的年排放总量分别为126.1×10~4、138.2×10~4、2 884.2×10~4、2 577.8×10~4、306.4×10~4、27.9×10~4、1 281.2×10~4 kg;柴油车是PM_(2.5)、PM_(10)和NO_x排放的主要来源,贡献率分别为80.2%、79.5%和75.8%;VOCs和N_2O则主要来自汽油车,贡献率分别为74.2%、89.7%;总体看来,研究区域内不同污染物的空间分布规律相似,这与西安市公路分布有关,PM_(2.5)和NO_x的排放主要集中在主城区及周边县区的高速路和国道,而VOCs的排放主要集中在主城区二环及环内。     

青岛市私家车排放清单及其分布特征

为掌握青岛市私家车排放尾气污染现状,利用路网数据和实时交通信息,结合实地调研数据和排放因子,编制主城区私家车污染物排放清单。结果表明:(1)在2017年10—12月的工作日,青岛市主城区的私家车CO、碳氢化合物(HC)、NO_x、PM_(2.5)日排放量分别为17.18、9.36、11.77、8.51t/d。(2)在时间分布上,污染物排放呈现"双峰"特点。早高峰排放量峰值高、高峰持续时间相对较短,晚高峰的峰值略低、高峰持续时间相对较长,高峰期污染物排放量占40%以上。(3)污染物排放主要集中在城区多个商圈的结合处,道路交叉口排放量较高。同时,并不是路网密度越大,空间排放分布值越高。     

乙醇汽油对减少机动车污染排放的机理研究与分析

以93#国Ⅲ乙醇汽油(E10)、93#国Ⅲ普通汽油和93#国Ⅳ普通汽油为实验对象,对GB18352.3-2005中要求限定的CO、HC和NOx,以及颗粒物(PM)和CO2等主要污染物的排放进行了测量和对比研究,并对CO、HC、PM、NOx、CO2和苯系物等污染物的形成原因和减排机理进行了分析.和93#国Ⅲ普通汽油相比,93 #国Ⅲ乙醇汽油(E10)排放的尾气中:CO降低了19.7％,HC降低了16.4％;和93#国Ⅳ普通汽油相比,93#国Ⅲ乙醇汽油(E10)排放的尾气中:CO降低了1.8％,HC降低了12.9％,CO2降低了2.4％.研究表明,乙醇汽油在减少CO、HC、NOx、颗粒物和苯系物等有毒物质排放方面具有显著功效,使用乙醇汽油可以减少环境污染物的排放,显著改善空气质量.     

海南省大气污染源排放清单及环境影响研究

基于海南省2016年工业环境统计数据,通过自下而上的方法建立海南省2016年工业大气污染源排放清单,并利用中国多尺度排放清单模型(MEIC)排放清单进行背景源补充,使用CALPUFF模型进行大气污染模拟。污染物排放清单结果显示,2016年海南省SO_2、NO_x、CO、PM_(2.5)、PM(10)、黑碳(BC)、有机碳(OC)、挥发性有机物(VOCs)和NH3的排放量分别为1.50×10~4、5.10×10~4、4.56×10~5、2.34×10~4、2.10×10~4、3.50×10~3、1.20×10~4、4.96×10~4、6.50×10~4 t,其中SO_2主要排放源为化石燃料固定燃烧源(分担率66.67%),NO_x主要排放源为交通源(分担率51.18%),CO、PM_(10)、PM_(2.5)主要排放源为生活源(分担率分别59.01%、81.28%和87.62%),VOCs主要排放源为工业溶剂使用源(分担率75.91%),NH_3主要排放源为农业源(分担率93.54%)。排放量较大的区域集中在儋州市、澄迈县一带。SO_2、NO_x年均最大浓度均出现在海口市,PM_(10)、PM_(2.5)年均最大浓度均出现在定安县。交通源对全省污染物浓度贡献突出,工业源虽然对颗粒物浓度贡献率较低,但仍需加强PM_(2.5)治理。     

重型国六在用柴油车劣化排放特性研究

基于车载排放测试(PEMS)和加载减速法(Lugdown)测试对一辆采用废气再循环(EGR)结合选择性催化还原(SCR)+催化氧化器(DOC)+颗粒捕集器(DPF)技术路线的国六在用柴油车进行部件劣化模拟排放研究。结果表明：EGR或SCR劣化后氮氧化物(NO_x)排放均明显恶化,DPF劣化后粒子数量(PN)排放明显升高,任一部件的劣化都无法达到国六排放水平。PEMS对劣化后排放最敏感,总通过率仅为28.6%,Lugdown测试的总通过率高达100.0%,而车载诊断系统(OBD)检查只有在载体泄露时未能有效识别并报出故障,总通过率为42.9%。可见,Lugdown测试已难以对重型国六在用柴油车进行有效的排放监督。     

蚊香类散发污染物排放因子及颗粒物分布特征研究

应用大型空气质量实验舱平台,分别测试盘式固体蚊香、片型电蚊香和液体电蚊香的PM2.5和主要气态污染物散发量。采用定释放浓度法,获得PM2.5和主要气态污染物排放因子。结果显示,盘式固体蚊香、液体电蚊香、片型电蚊香的PM2.5排放因子分别为12.9、1.3、2.6mg/h,总挥发性有机物(TVOC)排放因子分别为103.4、69.5、58.8mg/h,甲醛排放因子分别为16.0、8.9、12.5mg/h,3种蚊香排放的主要苯系污染物排放水平相当,此外盘式固体蚊香还散发CO,排放因子为925.4mg/h。对盘式固体蚊香散发颗粒物的数浓度谱分布进行了拟合分析,发现数浓度谱分布具有良好的自模性,拟合得出计数中位径(CMD)为90nm,几何标准差(GSD)为1.65;假设蚊香释放颗粒物为密度1.4g/cm3的球形颗粒,利用质量浓度和数浓度谱分布特征反算得出各类蚊香散发颗粒物的数浓度排放因子。通过案例计算,发现房间在正常通风条件(换气次数为2.0次/h)下使用各类蚊香时散发的TVOC浓度将超标1.8~3.2倍,甲醛超标1.5~3.0倍;盘式固体蚊香散发的PM2.5超标近1.5倍,CO超标1.7倍。对封闭环境下,通风条件很差(换气次数为0.5次/h),此时所有污染物浓度将增大4倍,污染更加严重。     

流化床中煤与稻秆混烧污染物排放特性

在自主设计的流化床上开展煤与稻秆混烧的实验。通过对燃烧过程中烟气成分及飞灰含碳量的分析,研究了质量掺混比、燃烧温度、流化风速及二次风率对混烧的影响。实验结果表明,掺混稻秆有效改善了煤的燃烧特性,随着质量掺混比的增加,NO_x、SO_2及CO的排放浓度降低,飞灰含碳量降低。当掺混比由0%增加至30%、温度为850℃时,NO_x排放浓度由506.25 mg·m-3降低至404.33 mg·m~(-3),SO_2排放浓度由762.86 mg·m~(-3)降低至522.86 mg·m~(-3)。随着燃烧温度的增加,NO_x与SO_2排放浓度增加,而CO排放浓度和飞灰含碳量降低。随着流化速度的增加,NO_x与SO_2排放浓度增加,CO排放浓度和飞灰含碳量先降低后增加,并分别在流化速度0.234 m·s~(-1)和0.26 m·s~(-1)时达到最低。随着二次风率的增加,SO_2排放浓度与飞灰含碳量降低,NO_x排放浓度与CO排放浓度先减小后增加,均在20%二次风率时达到最低。     

基于MOVES模型的西安市机动车排放清单研究

利用本地化修正的MOVES模型结合实地调研数据,测算了西安市机动车排放清单,并对各种污染物的排放分担率进行了分析。结果表明:2012年西安市机动车的PM_(2.5)、PM_(10)、NO_x、总碳氢化合物(THC)、CO、挥发性有机物(VOCs)、NH_3和SO_2排放总量分别为1 890.48、2 668.89、40 847.75、19 413.30、217 103.04、15 244.86、539.76、2 087.50 t;中型货车和重型货车是PM_(2.5)、PM_(10)和NOx的主要贡献者,小型客车和摩托车是THC、CO和VOCs的主要贡献者,小型客车是NH_3的主要贡献者,小型客车与重型货车对SO_2的排放分担率均较高;柴油车对PM_(2.5)、PM_(10)、NO_x和SO_2的排放分担率高于汽油车,而汽油车对THC、CO、VOCs和NH_3的分担率则高于柴油车;CO在冬季排放最多,其余污染物的排放均在夏季最多,但污染物的季节变化总体上不明显。