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。     

不同减排情景下郑州市机动车污染物排放研究

采用情景分析的方法,设置4种减排情景(包括1种基准情景和3种控制策略情景),研究适合郑州市机动车污染控制的政策,估算2013—2017年不同情景下郑州市机动车污染物排放量,并与基准情景下的排放量进行比较,分析不同控制策略情景下减排效果的年度变化。情景分析结果表明:通过提高燃油标准,减排能力在2013—2017年基本稳定,2017年CO、碳氢化合物(HC)、NO_x和颗粒物(PM)的削减率分别为8.8%、3.5%、0.4%、1.9%;通过淘汰黄标车,削减率大体随着黄标车年保有量的减少逐年下降,2017年CO、HC、NO_x和PM的削减率分别为0.6%、0.8%、0.5%、2.3%;通过推广新能源汽车,每年新增新能源汽车在大型客车、小型客车和公交车中的比例分别是10%、30%、100%,削减率逐年上升,2017年CO、HC、NO_x和PM的削减率分别为3.2%、3.3%、2.2%、2.8%。     

基于EGR的乙醇-生物柴油-柴油发动机排放性能

在单缸风冷四冲程直喷柴油发电机上,燃用柴油、生物柴油、10%乙醇-45%生物柴油-45%柴油(E10B45D45)和20%乙醇-40%生物柴油-40%柴油(E20B40D40),采用16%、28%EGR率,测试并分析了经济性,NO_x、HC和CO的排放性能和烟气的光吸收系数。研究表明:柴油的油耗最低,生物柴油次之,随着乙醇含量的增加,混合燃料的油耗增加;随着乙醇含量的增多,NO_x排放量降低,与燃用柴油相比,E10B45D45和E20B40D40平均可降低约16.1%和30.2%;采用EGR可有效降低NO_x排放,对应16%、28%EGR率,E10B45D45的NO_x排放可平均降低19.3%和39.5%,E20B40D40平均降低10.7%和43.5%;随着乙醇含量的增多,HC排放量显著升高,对比于柴油,E10B45D45和E20B40D40分别升高了59.8%和172.1%;采用EGR后,HC排放增加;随乙醇含量的增加,CO排放也明显增大,对比于柴油,E10B45D45和E20B40D40分别升高了58.6%和131.1%;采用EGR后CO排放增加;各燃料中,柴油在小、中负荷烟气的光吸收系数最低,大负荷时却最高;不宜在小负荷时采用较高的乙醇掺混比和较大的EGR率。     

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。     

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%。     

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。     

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％.     

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.     

我国移动源主要大气污染物排放量的估算

在考虑我国移动源主要大气污染物排放标准变化的基础上,分别对我国2000—2012年道路移动源和非道路移动源主要大气污染物(CO、NOx、HC、PM2.5)的排放量进行了估算。研究表明:2000—2012年间,我国移动源主要大气污染物排放总量呈现先增后减的趋势,2005年达到最大值,为4 233万t,其中道路移动源的排放量占80%以上;各类大气污染物的排放量的差异性较大,CO和NOx的排放量较多,占排放总量的87%以上,从整体趋势上来看,CO的排放量逐年较少,NOx的排放量逐年增大,而HC和PM2.5变化不大;摩托车和重型柴油货车是道路移动源主要排放源,农业机械是非道路移动源的主要排放源;移动源排放的主要大气污染物在地区间的分布极不平衡,2012年排放量最高的5个省份依次是山东、河北、河南、广东和江苏;排放强度较大的地区主要集中在环渤海经济圈、长三角地区和珠三角地区,其中又以上海、北京、天津3个直辖市的排放强度最大。     

基于QAR数据的民航发动机尾气污染物排放量估算

对现有航空发动机尾气污染物排放估算模型进行总结与分析,重点对一阶逼近3.0尾气颗粒污染物(particulate matter,PM)估算方法和ICAO尾气气体污染物估算方法进行了详细的研究。借助QAR记录的发动机相关性能数据,利用ICAO公布的排放指数,用一阶逼近3.0方法来估算CFM56民航发动机一个LTO阶段尾气颗粒污染物的排放情况,用ICAO气体排放模型估算CFM56民航发动机一个LTO阶段NO_x、CO、HC气体的排放情况。最终得到CFM56发动机一个典型航班LTO阶段的尾气污染物排放总体情况。实例计算得到CFM56发动机一个典型航班LTO阶段的排放情况为:NO_x,5 683.61 g;CO,3 821.89 g;HC,208.946 g;PM,121.287 g。本文提出的单机尾气污染物排放量估算方法可推广应用到估算整个机队LTO阶段的污染物排放量,以及整个机队某个时间段的排放情况,对评估机场附近区域大气环境提供了重要参考数据。     

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。     

混合燃料中含氧量对柴油机有害物质排放量的影响

通过柴油机试验,研究了混合燃料中含氧量对柴油机有害物质排放量的影响.试验结果显示,在混合燃料中含氧量低于10.4%(质量分数,下同)时,CO和HC排放量随含氧量增加而减少;但随着混合燃料中乙醇所占比例增加,当混合燃料中含氧量达25.3%时,CO和HC排放量均增加到含氧量为10.4%时的2.5倍左右;当混合燃料中含氧量低于10.4%时,NOx排放量随其增加而少量增加.但当混合燃料中含氧量达25.3%时,NOx排放量较燃用柴油时减少50%以上;碳烟排放量则随着混合燃料中含氧量增加而不断减少.     

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。     

基于国Ⅵ标准的重型柴油车气态污染物排放控制技术

基于车载尾气检测设备(portable emission measurement system,PEMS),研究了国Ⅵ重型车气态污染物的排放特征;基于单位燃油消耗排放因子、单位行驶里程排放因子、单位时间排放因子,分析了NO_x、HC、CO污染物随路况的变化规律。实验结果表明,NO_x、HC、CO气态污染物较国V重型柴油车下降幅度较大,3种气态污染物分别下降88%、98%、62.7%。采用功基窗口法对数据进行整理分析,NO_x测量结果为460 mg·(kWh)~(-1),CO测量结果为192 mg·(kWh)~(-1),HC测量结果为37.5 mg·(kWh)~(-1),该重型柴油车可以满足国Ⅵ车载法规的要求。研究结果可为国Ⅵ重型车排放标准制定及其在环境污染控制领域的应用提供参考。     

低温环境中乙醇汽油和普通汽油的冷凝水与污染物排放

对低温环境中乙醇汽油和普通汽油的冷凝水、CO、HC、NOx和CO2排放特性进行了研究,并对5种排放物的形成机理和排放趋势进行了分析。ECE工况(-20、-10和0℃)和怠速工况(-30、-20、-10和0℃)下,乙醇汽油和普通汽油的冷凝水排放量主要受含氢量、车辆构造和外界环境的共同影响。ECE工况中冷凝水的总体排放趋势是随着温度降低而增加,乙醇汽油的总排水量持平或略低于普通汽油。-10℃时乙醇汽油的高含氧量能促进燃烧速度和燃烧效率,减少CO和HC排放,增加NOx排放;0℃时低温环境和乙醇的高汽化潜热会影响可燃混合气形成和燃烧速度,降低缸壁温度,增加CO和HC排放。     

乌昌石区域的非金属矿物制品业大气污染物排放清单研究

建立了乌昌石区域非金属矿物制品业CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10) 5种大气污染物的排放清单,并进行了时空分布特征分析,初步探究了估算的不确定性。结果显示,乌昌石区域非金属矿物制品业CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10)总排放量分别为3.71×10~4、2.76×10~4、3.10×10~4、3.04×10~4、1.29×10~5 t。熟石膏行业是CO的主要排放源;水泥(干法)行业是NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10)的主要排放源。乌鲁木齐市是CO、NO_x和SO_2排放量的最大贡献源;石河子市是PM_(2.5)和PM_(10)排放量的最大贡献源。乌昌石区域5月至9月是一年中污染物排放的高峰期,11:00至20:00是一天中污染物排放的高峰期。空间上,乌昌石区域的污染物排放主要分布在乌鲁木齐市中部、西南部以及石河子市。     

西安市机动车污染控制策略实施效益评估

为研究未来西安市机动车污染控制策略的实施效果,基于情景分析法,以MOVES模型为平台,预测2020年西安市机动车PM_(2.5)、PM_(10)、NO_x、总碳氢化合物(THC)、CO、SO_2排放量分别为1 531.41、1 596.33、44 159.48、14 029.62、383 200.08、5 164.63t。设置5类不同控制措施情景,分析其对机动车的减排效果。结果显示:单一措施中,淘汰"黄标车"和老旧车对污染减排效果最明显,6种污染物均有较大幅度减排;调控轻型客车保有量可明显削减THC、CO的排放,减排比例分别为13.49%、18.59%;提升燃油质量可使各车型SO_2的减排比例均达到90%以上;使用替代燃料情景的污染物减排比例相对较低,但也是一种有效的控制策略;综合控制措施的减排效果最为显著,与基准情景相比,2020年PM_(2.5)、PM_(10)、NO_x、THC、CO和SO_2减排比例分别为78.50%、78.37%、71.77%、72.47%、76.94%、98.30%。     

车用柴油机燃用生物柴油的排放特性

为了研究生物柴油对发动机排放污染物的影响,采用台架实验研究了直喷自然吸气式4缸柴油机使用纯柴油B0、混合燃料B10、B20和B30以及纯生物柴油B100的污染物排放特性,通过进行不同转速和扭矩工况台架实验,分析发动机负荷和转速对柴油机排放污染物的影响。实验结果表明,在所有实验工况下,使用生物柴油能减少柴油机THC、CO和PM排放,增加NOx排放,随着混合燃油中生物柴油掺混比例的升高,THC、CO、PM和NOx排放的变幅逐渐增大,THC和CO的排放不断降低,而NOx和PM的排放变化呈现trade-off关系,相同掺混比例下,PM降低的幅度都大于NOx增加的幅度。     

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。     

纳米氧化铈对汽油发动机尾气污染物排放的影响

通过非水微乳液法制备了纳米氧化铈,并将之添加到90^#汽油中,研究了纳米氧化铈对汽油动力性能、尾气污染物CO、HC、PM、NOx排放的影响。结果表明：非水微乳液法制备的纳米氧化铈粒径在30～50nm之间,粒径分布较窄;添加浓度为100mg／L时,不会对汽油的动力性能产生明显影响,但可以明显降低90。汽油尾气中的CO、HC、PM、NOx排放。其中,800r／min的正常怠速下可以降低CO排放19．39％、HE排放19．92％、NOx排放51．19％、PM排放25％;在2000r／min的高怠速下可降低CO排放16．17％、NOx排放46．92％、PM排放16．67％。