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%。     

辽宁省2000~2030年机动车排放清单及情景分析

机动车排放已经成为城市地区大气污染的主要来源.基于COPERT模型和ArcGIS技术,建立了2000~2030年辽宁省机动车排放清单,分析6类污染物（CO、NMVOC、NO_x、PM₁₀、SO₂和CO₂）排放的总体趋势与空间演变特征,同时以2016年为基准年,基于情景分析法设置8类控制措施情景并评估不同控制措施对污染物的减排效果.结果表明2000~2016年,机动车的CO、NMVOC、NO_x和PM₁₀排放量呈现先增后降的趋势,SO₂排放量呈现波动变化,而CO₂排放量则呈现持续增长态势.轻型载客车和摩托车是CO和NMVOC排放的主要贡献车型,重型载客车和重型载货车是NO_x和PM₁₀的主要排放源,SO₂和CO₂则主要是由轻型载客车排放.辽宁省中部及南部机动车排放量明显高于辽东和辽西.从城市层面来看,排放主要集中在沈阳市和大连市.情景分析表明,实施更加严格的排放标准可以增强减排效果,且升级排放标准的时间越提前减排效果越好.综合情景将实现减排最大化,强化综合情景对CO、NMVOC、NO_x、PM₁₀、CO₂和SO₂的削减率达到了30.7%、14.3%、81.7%、29.4%、12.3%和12.1%.     

天津市典型市区隧道机动车黑碳污染排放特征与健康风险评价

在天津五经路隧道开展机动车排放的黑碳(Black carbon,BC)浓度特征及其对人群健康影响研究,对机动车排放BC的浓度水平与变化特征进行分析,同时计算获得汽油车和柴油车的BC排放因子,并通过美国环保局(US EPA)的健康风险评价模型对BC的健康风险进行评价.结果表明,隧道入口和出口处BC质量浓度均值分别为(2.21±0.74)和(4.02±1.56)μg·m^-3.隧道内BC累计质量浓度在凌晨、早高峰和晚高峰3个时间段上存在极大值点,说明交通道路BC浓度变化与车辆类型和车流量变化密切相关.隧道中机动车BC综合排放因子为(2.62±0.60) mg·km^-1·辆^-1,基于多元线性回归方法计算获得隧道内汽油车和柴油车的BC排放因子分别为(1.51±0.24)和(56.9±15.2) mg·km^-1·辆^-1.健康风险评价结果表明,对于儿童和成人,隧道进口与出口处BC的非致癌风险指数均小于1,非致癌风险在安全范围之内.但BC对成人和儿童的致癌风险均超过EPA推荐的可接受风险阈值(...     

典型大气环流对天津市大气PM2.5与O3复合污染的影响特征

为探究海陆风环流对沿海城市PM_2.5和O₃污染的影响特征,基于2016～2020年中国环境监测总站的污染物观测数据和同期气象资料以及ERA5气象再分析数据,分析了海陆风环流特征对天津市区域大气污染物PM_2.5和O₃浓度变化的影响.结果表明:2016～2020年天津共有海陆风日411d,6～9月出现最为频繁,12月频率最低.海陆风环流的季节特征差异造成了对PM_2.5和O₃的影响不同,冬季陆风环流会使PM_2.5在沿海区域积累,海风环流对沿海地区PM_2.5污染有稀释作用.夏季海陆风环流会改变沿海地区O₃分布情况,使O₃谷值更低且峰值更高,市区点、郊区点和沿海点O₃峰值浓度分别高于平均峰值4.1,8.9,16.0μg/m³,海陆风对峰值的影响程度随着站点与海岸线距离的增长逐渐减弱.2016～2020年间共有PM_2.5     

唐山市机动车排放清单与减排经济效益研究

基于唐山市机动车定期环保检测数据获取不同类型车辆的本地年均行驶里程,建立城区内典型车辆的"里程-注册年"特征曲线.采用车载排放测试法获取唐山市典型国Ⅵ阶段轻重型汽车实际道路排放因子.利用COPERT模型进行机动车排放因子本地化修正,建立涵盖不同排放阶段和燃料动力类型的唐山市机动车排放清单,结合唐山市路网信息,建立基于ArcGIS的3km×3km高时空分辨率网格化排放清单,并分析了国三及以下中重型柴油车（简称高排放车）不同淘汰与DPF排放治理比例情景下机动车减排与投入成本效益.研究表明,2020年机动车CO,HC,NOx,PM_2.5,PM₁₀年排放量分别为92403.51,10034.53,70568.35,2036.51,2160.65t,其中：NO_x,PM_2.5和PM₁₀排放主要来源于柴油车,分担率分别为92%,89%和89%;CO和HC排放主要来自汽油车,分担率分别为71%和73%.唐山市实施二环内国Ⅳ及以下柴油货车限行区政策后,二环内CO和HC年排放量削减率分别为22.41%和21.68%;而NO_x,PM₁₀和PM_2.5污染物排放强度显著降低,年排放量削减率分别为78.60%,84.85%和84.79%.在高排放车淘汰与治理情景下,随着高排放车淘汰比例的增长,投入成本和NO_x年均减排量呈线性上升趋势,且NOx减排效果更加显著,而PM减排辆略呈下降趋势.高排放车淘汰率每增长10%,NO_x年均减排量增加892.41t,PM年均减排量减少7.56t,年投入成本增加1.13亿元.     

天津市道路环境大气颗粒物水溶性无机离子分析

大气颗粒物,尤其是其中的水溶性无机离子,对人体危害很大.天津市大气污染中机动车尾气污染相对较高,为探究不同道路类型下水溶性无机离子的污染特征,于2015年4~5月对天津市四类道路类型分别进行大气颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)采样及水溶性离子组分分析,并运用皮尔森相关性分析、水溶性离子比值关系分析及主成分分析方法进行探讨.结果表明,天津市水溶性无机离子主要集中在细颗粒物中,不同离子在不同道路下所占质量分数差异很大,二次污染相对较重;二次离子是水溶性无机离子的重要组成部分,在细颗粒物中含量相对较高,在PM_(2.5)中的含量是PM_(10)中的1~2倍左右;K~+、Mg~(2+)、Na~+与Ca~(2+)之间有较高的同源性;各道路PM_(2.5)和PM_(10)第一贡献因子均是燃烧和二次污染的混合源,第二贡献因子主要为扬尘与交通混合源.     

机动车制动磨损颗粒物及挥发性有机物的组分特征

利用制动惯性实验台测试了6套制动系统,分别采集了制动磨损颗粒物（BWPs）和制动过程中排放的挥发性有机物（VOCs）样品,提取并检测了颗粒物中39种元素、12种水溶性离子、7种碳组分和18种多环芳烃（PAHs）的含量,分析了气体样品中74种VOCs的浓度.含量较高的12种无机元素（即Sb、Mg、Cu、Zn、Ti、Ca、Si、Zr、K、Ba、Al和Fe）在PM_2.5和PM₁₀中的质量分数平均值分别为43.4%和40.3%,其中Fe的质量分数最高,在PM_2.5和PM₁₀中分别为16.6%和13.1%.元素的粒径分布与BWPs质量分布一致.12种水溶性离子在PM_2.5和PM₁₀中的质量分数平均值分别为16.5%和12.6%,其中NO₃^-、SO₄^2-和Ca²⁺的质量分数平均值较高.总碳（TC）在PM_2.5和PM₁₀中的质量分数平均值分别为21.9%和18.1%,有机碳（OC）的质量分数平均值是元素碳（EC）的5倍左右.检出率大于50%的PAHs共有6种,其中萘（Nap）含量最为丰富.74种VOCs的浓度平均值为316.04 μg ·m^-3,其中芳香烃的浓度最高.6套制动系统排放的BWPs组分和VOCs构成的差异较大,主要是由刹车片的品牌和制造使用的材料决定的.     

地下停车场VOCs污染特征与健康风险评价

机动车尾气和蒸发排放的VOCs在地下停车场的半密闭环境中不断积累,威胁居民健康.为探究停车场内挥发性有机物（VOCs）浓度水平和变化特征与车队活动水平之间的关系,阐明其对居民健康的影响,选取天津市某居民小区地下停车场,开展了为期9d的VOCs样品采集,利用臭氧生成潜势（OFPs）,·OH反应速率（L_·OH）和二次有机气溶胶生成潜势（SOAPs）综合评价停车场内VOCs大气反应活性,对人体健康风险进行评价.结果表明：①停车场内VOCs浓度和组分变化主要受车队活动影响,工作日和周末的浓度峰值均与进场和出场车流峰值同步出现,即早晚高峰时段,工作日和周末早高峰浓度分别为（463.76±148.42）μg·m^-3和（391.47±135.37）μg·m^-3,晚高峰为（334.29±176.57）μg·m^-3和（416.20±134.64）μg·m^-3.停车场夜间几乎没有车辆活动,但夜间ρ（VOCs）［工作日（320.33±115.57）μg·m^-3;周末（364.77±155.32）μg·m^-3］仍高于午间［工作日（255.76±103.65）μg·m^-3;周末（350.91±108.73）μg·m^-3］,且夜间时段烯炔烃质量分数明显高于其他时段,这是由于夜间车辆静置时发生昼间排放产生较多的烯烃.②烯炔烃和芳香烃对OFPs和L_·OH贡献率最大（84.10%~88.04%）,芳香烃对各时间段的SOAPs贡献率最大（98.03%~98.99%）,说明芳香烃和烯炔烃的大气反应活性强且广泛存在于机动车源,是提高排放标准、升级油品时需首要考虑降低的关键组分.③健康风险评价结果表明,停车场内VOCs非致癌风险危险指数（HI）：0.19~0.55,暂无健康风险.而各时间段致癌风险均超过阈值（1×10^-6）1.56~3.11倍,停车场作为居民每天必经场所,应开启机械通风措施保证其中空气流通性.     

隧道中机动车排放颗粒物及无机元素特征

于2015年9月对天津市张自忠隧道不同地点(隧道内和隧道外)进行PM2.5采集,分析其中17种无机元素,并应用PCA受体模型对元素来源进行解析.结果表明,隧道内外PM2.5的日均浓度分别为(94.79±62.78)μg·m-3和(83.92±61.60)μg·m-3,受机动车污染影响较大,且工作日高于非工作日,高峰时段隧道内PM2.5浓度与机动车流量呈现一定相关性.隧道内,Si、Fe、Al、Ca和Mg浓度偏高,质量分数占分析元素的98.48%,受机动车影响较小,而Fe及微量重金属(Zn、Cu、Pb等)与机动车污染相关.通过Wilcoxon Signed-Rank检验,Ba、Cu、Zn、Mo、Sn和Sb于隧道内外存在显著性差异.富集因子(EF)结果显示,在隧道内外,Co、Mn、Cr、Ca、Mg、Ba、Fe、Mo和V的EF5,主要来自地壳源,Cu、Zn、Pb、Sn、Sb和Cd的EF5,受人为源影响较大.因子分析结果显示,隧道内主要污染源为磨损排放和燃油燃烧的混合源、土壤扬尘源和柴油车燃烧,其中将机动车污染源继续进行因子分析,污染源主要包括轮胎磨损和尾气排放、刹车磨损和尾气排放及柴油车排放.     

不同空气质量等级下环境空气颗粒物及其碳组分变化特征

为研究不同空气质量等级下环境空气颗粒物及其碳组分变化特征,于2016年3月在廊坊市对环境空气中PM_(10)、PM_(2.5)和PM1质量浓度及PM_(2.5)中碳组分质量浓度进行了在线监测.结果表明,监测期间廊坊市PM_(10)、PM_(2.5)和PM1质量浓度较高,其分别为204.1、107.9和87.8μg·m~(-3),日变化趋势呈双峰型分布.总体来说,当空气质量越好,PM_(10)、PM_(2.5)、PM1及其碳组分(OC、EC、SOC和POC)质量浓度越低,PM1/PM_(2.5)、PM1/PM_(10)和PM_(2.5)/PM_(10)比值越小.但"中度污染"时,PM_(10)质量浓度最高,且PM1/PM_(10)和PM_(2.5)/PM_(10)达到谷底值;同时OC质量浓度比"轻度污染"略低,而明显低于"重度污染",且主要出现在13:00~23:00,表明"中度污染"时细颗粒物和超细颗粒物占比下降,与其对应的首要污染物相一致.此外,OC/EC比值大于2.0,通过最小OC/EC比值法估算PM_(2.5)中SOC和POC,其浓度均值分别为12.2μg·m~(-3)和5.0μg·m~(-3).