不同车型的颗粒物及其重金属排放分担率研究

机动车保有量的持续增长使道路交通成为城市颗粒物排放的主要贡献源,颗粒污染物富含各种重金属,对人体健康与环境保护都构成了极大的威胁。为探究不同车型对颗粒物总排放量以及不同排放物的分担率,文章选取福州市金鸡山隧道路段作为研究区域进行研究。结果表明,总车型占比为2.77%的大型客车、重型货车、轻型货车,贡献了74.43%的尾气颗粒物排放;小型客车贡献91.36%的制动颗粒物排放以及91.59%的轮胎颗粒物排放,而仅贡献8.94%的尾气颗粒物排放。根据隧道路段颗粒物排放量及机动车排放成分谱,计算出颗粒物中34种元素的排放量共计1 075.24 g/d,占颗粒物总质量(2 181.71 g/d)的49.28%;小型客车的重金属元素排放占总重金属排放的89.08%,其中尾气、制动和轮胎的颗粒物排放分别占0.28%、90.28%和9.44%;57.72%的非金属元素则来自大型客车、重型货车和轻型货车,其中尾气、制动和轮胎排放分别占96.30%、2.34%和1.36%。占比仅为2.77%的大型客车、重型货车和轻型货车为道路尾气污染物的主要贡献源,而保有量巨大的小型客车(89.63%)则主要以制动、轮胎排放的方式排放颗粒物及重金属污染物。     

汽油车尾气羰基化合物排放特征研究

为了研究在用汽油车实际道路尾气中羰基化合物的排放特征,基于车载排放测试技术,利用2,4-DNPH吸附管对北京市10辆不同排放标准的在用汽油车实际道路尾气排放进行采样测试,并应用高效液相色谱对排放的羰基化合物进行定量分析.结果表明,排放标准对测试汽油车尾气羰基化合物排放因子及组分均有明显影响,国Ⅰ前、国Ⅰ、国Ⅱ、国Ⅲ和国Ⅳ标准测试车辆羰基化合物排放因子分别为6.41、3.20、2.59、2.05和1.09 mg·km-1.行驶工况对测试车辆的羰基化合物排放因子也有较大影响,热启动工况排放因子最高,热运行工况次之,快速路工况最低.     

基于卫片的限行对车辆密度及排放的影响研究

针对"九三"阅兵期间单双号限行的尾气排放控制措施,通过Google Earth卫星影片资料获取北京道路实际车辆密度变化情况,评估限行对尾气排放的影响。研究对象为阅兵前后限行和非限行期间的14条典型道路。通过计算实际道路不同车型的车流密度和车流速度,应用COPERT模型计算尾气排放密度并对比分析变化情况,评估限行措施对机动车尾气排放控制的效果。研究表明,单双号限行期间不同类型道路中小客车密度降低10%~67%,平均值为47%,车速上升29%~41%;CO、HC、NO_x和PM的排放密度分别下降49%、49%、29%和30%。该文提出的基于卫片资料的车辆密度数据进行机动车尾气排放密度的计算方法 ,有效的估算了限行措施对尾气排放的控制效果,为车流控制的环境效果评估提供一种新的思路和方法。     

关中地区道路移动源细颗粒物排放特征研究

道路移动源排放的细颗粒物是城市大气颗粒物的主要来源,其排放量、粒径分布和化学组分等特征是评价区域环境颗粒物排放水平及制定相应管控措施的基础.本研究通过抽样调查与观测数据,采用MOVES模型计算了2019年关中地区道路移动源细颗粒物排放量,并利用台架测试法收集了36辆机动车尾气颗粒物,分析了细颗粒物粒径分布和化学组分特征.结果表明,关中地区机动车尾气、刹车磨损和轮胎磨损的PM_2.5排放量分别为3543.77、593.45和117.61 t,西安市机动车PM_2.5排放总量占关中地区机动车PM_2.5总排放量的46.8%.重型货车为机动车PM_2.5主要排放源,其保有量仅占机动车总保有量的2.3%,但排放了53.6%的PM_2.5;不同燃料类型机动车对尾气PM_2.5的排放贡献率不同,柴油车最大,为87.5%.在匀速工况下,柴油车、汽油车和天然气车尾气细颗粒物的数浓度峰值粒径分别为73、9和9 nm,而在加速工况下分别为73、17和17 nm;在加速工况下,这3类燃料机...     

高速公路沿线路面灰尘及土壤中重金属污染特征研究

本文选择昌九、昌樟、温厚三条高速公路为研究对象,采集了路面灰尘和路旁表层土壤,测定了其中锰、锌、铜、铅、锑和镉的浓度。通过分析重金属之间的相关性、重金属含量与车流量之间的关系,比较本研究与国内外相关文献,希望能说明锰、锌、铜、铅、锑和镉这几种重金属的来源,并对这几种重金属的污染状况进行了评价。研究结果表明,交通活动释放的锌主要来源于轮胎磨损;铜和锑主要来源于制动板的磨损;虽然汽油中禁止添加铅,汽车轮轴轴承摩擦、制动衬面摩擦还会释放出铅;轮胎、润滑油和金属表面都会释放出镉;虽然汽油中添加的锰基抗爆剂会向环境中释放锰,但交通环境路面灰尘和土壤中的锰仍主要来源于自然环境。路面灰尘和土壤中重金属含量与车流量之间显著正相关,其浓度从高到低呈现了相似的规律:Zn > Cu、Pb > Sb、Cd。路面灰尘中重金属单项污染指数:Cd≫Zn、Cu > Sb > Pb。土壤中重金属单项污染指数从高到低依次为:Cd > Sb > Cu > Zn > Pb。公路旁环境介质中重金属污染风险等级:Cd≫Cu > Pb > Zn。汽车尾气、制动板和轮胎磨损是交通源污染物的主要来源,而非尾气排放源是交通环境重金属污染物的主要来源。     

天津市冬季道路颗粒物粒径分布及来源解析

使用便携式气溶胶粒径谱仪对天津市南开区道路环境颗粒物数浓度进行观测,观测时间为2018年11月9日至2019年1月6日早高峰时段（07：30~09：20）;结合温度和相对湿度,探究冬季道路环境颗粒物的粒径分布特征及来源.结果表明,天津市冬季道路环境颗粒物总数浓度平均值为502 cm^-3,主要集中在0.25~0.50 μm粒径段,呈现单峰分布,峰值在0.28~0.30 μm粒径段.不同时间尺度下颗粒物数浓度谱分布趋势相同,但相同粒径段数浓度存在差异.机动车活动水平是不同工作日道路颗粒物数浓度主要影响因素,合理的机动车尾号组合有利于降低道路颗粒物总数浓度高值出现的概率.颗粒物数浓度与温度和相对湿度呈现正相关关系,颗粒物总数浓度和峰值粒径数浓度随着温度和相对湿度的升高整体呈上升趋势.高相对湿度条件下,由于吸湿增长,数浓度峰值粒径会有所增大.使用正定矩阵因子分解模型（PMF）对道路环境颗粒物数浓度进行来源解析,得到道路尘、刹车与轮胎磨损和机动车尾气管排放老化这3个主要来源.道路尘来源对颗粒物数浓度的贡献率为8.6%,主要分布在5.00 μm以上粒径段;刹车与轮胎磨损来源对颗粒物数浓度的贡献率为2.8%,粒径集中在0.80~4.00 μm;机动车尾气管排放老化来源对颗粒物数浓度的贡献率为88.5%,贡献率占比最大,粒径集中在0.25~0.65 μm.道路旁颗粒物主要与机动车活动有关,同时温湿度也会对颗粒物数浓度粒径分布产生影响.     

城市公交车在实际道路上的C O2排放特征

应用车载式尾气排放测试设备对北京国Ⅲ、国Ⅳ排放标准的柴油公交车和国Ⅲ排放标准压缩天然气公交车在实际道路上的尾气CO2排放特征进行了实测研究,测试时间为30 787 s,行驶里程达到168.58 km,共获得30 787组有效数据,测试数据能够反映车辆在实际道路上的排放特征。3种类型车辆测试期间在实际道路上的CO2排放因子分别为(1.10±0.24)g/m、(0.99±0.23)g/m和(1.02±0.21)g/m。车辆的排放状况与车辆的行驶工况有密切关系,车速较低,加速度越大,CO2排放速率和排放因子越大,车辆在匀速且车速较快时排放速率和排放因子较低。     

短时粉尘控制技术

一、一般短时粉尘排放源 1 汽车扬尘 美国环境保护局对道路汽车扬尘提出一个平均排放因子为5.6克/英里,其中包括车轮磨损和废气排放量为0.53克/英里,它是基于四轮轻型车辆。虽然这排放因子可以使用,但对工厂道路不具有代表性。经修改后的方程如下: EF=P[(E)+0.20(T/4)+5.07(T/4)] (1) 式中:EF=排放因子(克/车辆·英里) P=0.90 E=尾气中颗粒物量(取决于燃料和车辆类型)     

现实工况下挖掘机尾气排放特征分析

为量化挖掘机在实际施工作业中尾气排放特征,研究选取成都市不同建设工地在用的8台挖掘机,利用便携式尾气测量系统对其进行现实工况下的尾气排放测量,测试按挖掘机的不同作业特点分怠速、行走和作业进行.测量的尾气排放污染物包括CO、HC、NO和PM_2.5.结果表明,挖掘机的尾气排放随工况的不同而不同,怠速时NO排放平稳,行走和作业时排放速率波动较大.满足不同尾气排放标准的挖掘机,其尾气排放也有所不同,例如,国Ⅱ阶段的挖掘机与国Ⅰ阶段的挖掘机相比,其在怠速、行走、作业工况下尾气排放的NO分别减小8%、35%和5%,PM_2.5分别降低88%、87%和80%.另外,本研究中挖掘机尾气排放的实测结果与我国非道路机械尾气排放因子技术指南中推荐的用于排放清单估算的排放因子相比,也均有显著不同.这说明,开展非道路机械尾气排放现实工况下的测量,对于提高尾气排放清单精准度具有重要作用.     

行驶机动车尾气排放VOCs成分谱及苯系物排放特征

对宁波市10辆不同车型的机动车在实际道路行驶时的尾气排放进行了采样和分析,获得了不同车型机动车的VOCs排放成分谱.此外,分析了排放控制技术和行驶里程对苯系物排放的影响.结果表明,电喷技术车辆尾气中苯、甲苯和二甲苯等污染物明显低于化油器技术车辆;对于同一技术车辆,高行驶里程的出租车由于汽车的劣化使得苯、甲苯和二甲苯的排放量比低行驶里程私人车辆大大增加.检查维护制度(I/M)的实施将对减少有毒有害的汽车尾气排放有着重要意义.此外,对于使用了电喷和三元催化装置的车辆,冷启动将导致苯系物排放大大增加.     

天津城市交通道路扬尘排放特征及空间分布研究

对天津市中心城区道路按照不同道路类型采取道路灰尘样本,研究统计不同类型道路车辆构成和车流量,依据美国EPA AP-42道路扬尘排放因子模型计算排放因子及排放量并应用Mapinfo软件得到了道路灰尘排放量的空间分布图.计算结果表明,天津市区环线、主干路、次干路、支路的道路粉尘负荷分别为0.30,0.40,0.64,2.02g/m2.环线的PM10的排放强度最高,为30.7kg/(km·d),其次为主干路、次干路和支路.天津市区一年道路灰尘的排放量为27985t,其中PM10排放量为5372t.中环线内和平区由于道路密集,交通扬尘排放量最高,向四周排放量递减.     

武汉市道路交通业CO_2排放与减排潜力分析

为了促进武汉市低碳经济发展,减少交通出行带来的碳排放压力,核算了武汉市道路交通出行的CO2排放量,并采用低度、中度和强化3种减排情景模式对武汉道路交通出行的碳减排潜力进行了测算,计算出了不同情景下武汉市道路交通出行的碳减排强度。结果表明,2005年以来道路交通业CO2排放总量呈显著增长趋势。私家轿车的CO2排放量增加速度最快,大货车的CO2排放量在各类交通工具排放量中占比最大,公交车和出租车的CO2排放量所占比例较小。对3种不同情景的模拟结果表明,在低度减排情景减排效果有限,强化低碳情景下才能达到减排效果。建议采取以下减排措施:改进基础设施,创建良好的出行环境;推进技术创新,降低机动车能耗污染;提升公民素质,加大碳减排的宣传力度;优化道路运输的能效和经营效率管理等。     

石家庄市冬季道路积尘PM2.5中金属元素污染特征及来源

为研究石家庄市冬季道路积尘PM_2.5中金属元素污染特征及来源,利用移动式采样法收集石家庄市不同类型铺装道路积尘,使用ICP-MS和ICP-OES分析测定PM_2.5中Cr、Zn、Mn、Cu、Pb、Ni、Sn、As、Sb、Co、Mo、Cd、Al、Mg、Ca、Fe共16种元素的质量分数.结果表明:石家庄市冬季道路积尘PM_2.5中金属元素质量分数之和依次为支路>快速路>主干道>次干道,与车流量、车辆类型、道路类型等影响因素有关,w（Mg）、w（Ca）、w（Cr）、w（Cu）、w（Ni）、w（Zn）、w（Pb）、w（Sn）、w（Sb）、w（Mo）、w（Cd）的平均值均高于当地土壤背景值,是背景值的1.2~40.5倍,其中Cr、Zn、Cu、Pb、Sn、Sb、Mo、Cd等元素中,除Pb的富集因子（9.38）接近10外,其他均高于10,来源于人为污染.I_geo（地累积指数）评价结果显示,Cr、Sn（I_geo为4~5）达到强-极强污染水平;Cd、Cu（I_geo为3~4）达到强污染水平;Sb、Mo、Zn（I_geo为2~3）为中-强污染水平,Pb（I_geo为1~2）为中污染水平.多元统计分析结果表明,石家庄市冬季道路积尘中金属元素来源可分为四大类:As、Mo、Zn、Cd、Ni、Pb主要来自机动车和大气中的燃煤沉降;Mn、Co、Sb来自于自然来源、机动车尾气的排放和焊接材料及轴承的磨损;Cr、Cu、Sn主要来自于工业排放的沉降和机动车刹车片磨损;Al、Ca、Mg、Fe主要来自绿化带或机动车携带的土壤尘.研究显示,石家庄市冬季道路积尘PM_2.5中金属元素污染严重,主要来源于交通排放.      

北京市2017年典型日机动车动态排放特征研究

为深入了解北京市路网机动车排放特征,采用自主开发的基于交通流的机动车动态排放模型,耦合北京市2017年交通流观测数据,测算了北京市机动车在工作日、非工作日、节假日、重污染日和重大活动日5种典型日工况下,主要路网上1 h时间分辨率、1 km×1 km空间分辨率下的时空分布特征.结果表明:①北京市二环路及以内区域和二三环之间(包括三环路)机动车排放强度较高,分别达到0.050和0.043 t/(km2·d).②北京市机动车NO_x排放分布规律性较强,主要分布在东南六环路方向及其联络线,以及东北、西北六环路方向及其联络线上,NO_x排放高峰值在05:00出现.③北京市机动车CO排放主要集中在城区五环路及以内区域,CO排放高峰值在18:00出现,五环路及以内区域及其联络线附近均为CO高排放区.④北京市5种典型日中,非工作日机动车排放量最大.研究显示,五环路及以内区域机动车污染控制应以轻型车为主,六环路及以外区域应以重型柴油车为主.      

基于车速-流量模型的动态化道路扬尘清单编制方法与应用

目前国内外关于道路扬尘排放的计算多采用美国环境保护局推荐的AP-42排放因子法,直接计算道路扬尘的年均排放总量,但其动态化程度不足,难以满足日益增长的精细化管理需求. 本研究采用车速-流量模型构建高时间分辨率的道路车流量获取方法. 以天津市为例,采用自下而上的方法,结合本地化的排放因子以及天津市采取的道路扬尘控制措施,借助GIS平台编制高时空分辨率的道路扬尘排放清单,精细反映天津市道路扬尘排放的时空分布特征. 结果表明:①时间尺度上,受早晚高峰的影响,城市道路在08:00—09:00与18:00—19:00扬尘排放强度较大,13:00—14:00是白天扬尘排放强度的低值时段. ②空间尺度上,夜间(03:00—04:00)道路扬尘排放强度的高值区域集中在高速路段,白天扬尘排放强度的低值时段(13:00—14:00)集中在城市道路中支路密集的地区,道路扬尘排放强度高峰时期(18:00—19:00)集中在各类型的城市道路. 全年道路扬尘排放高值区域集中在城市支路和郊区道路. ③天津市内六区全年道路扬尘PM_2.5、PM₁₀、TSP排放量分别为603、2 492和12 986 t,相较以往研究有所下降. 从区域看,道路扬尘排放总量呈偏远郊区>环城四区>市内六区的规律. 城市道路采取的洒水措施明显降低了道路扬尘排放总量. 研究显示,受交通扰动影响,道路扬尘排放呈现明显的时空分布差异.      

未铺装道路扬尘排放特征研究

在未铺装道路下风向不同高度测量PM10浓度和风速风向,同时测量上风向PM10浓度,采用暴露高度浓度剖面法计算未铺装道路的扬尘排放量,同时现场记录通过车辆的类型、车速、车轮个数等信息,计算未铺装道路扬尘PM10排放因子。分别分析车辆类型、车辆重量、车轮个数、路面粉土含量、车辆行驶速度对排放因子的影响。结果表明,大货车的排放因子最大,为362 g(/km.辆),其次为小客车、小货车和机动三轮车,分别为112、105和67 g(/km.辆);随着车辆重量的增加排放因子增大并呈线形相关性;随着车辆平均车轮个数的增加排放因子增大并呈线形相关性;分别研究了大货车、小客车和小货车排放因子与车速的关系,随着车速的增加,3种类型车辆的排放因子都增大,并有较好的线形相关性;路面尘土中粉土含量增大,道路扬尘排放因子也增大,路面尘土湿度增加排放因子减小。     

基于浮动车数据分析交通状态对轻型车排放的影响

为探讨交通状态对道路轻型车运行工况和尾气排放的影响,收集广州市珠江新城路网中出租车、轻型货车的浮动车数据并计算轻型车的运行工况参数,结合MOVES模型(Motor Vehicle Emission Simulator)和交通流量数据仿真计算轻型车的尾气排放量,分析畅通、拥堵、严重拥堵3种交通状态下轻型车的运行工况、排放速率、尾气排放量的变化与差异. 结果表明:在相同道路类型、不同交通状态下,轻型车的运行工况差异较大,其中拥堵和严重拥堵状态下运行模式分布主要集中于怠速、低速运行模式;在相同交通状态下,主干路的运行工况优于次干路,其怠速运行模式所占比例较次干路低15%~20%;畅通状态下,主、次干路轻型车HC、NO_x、CO平均单车排放速率分别为2.00、1.87,2.57、2.47,42.59、37.51 mg/s,分别约为拥堵状态下的1.17、1.27、1.35倍,约为严重拥堵状态下的1.30、1.39、1.70倍,而主、次干路PM_2.5平均单车排放速率在3种交通状态下均接近,范围在0.050~0.056 mg/s之间;轻型车在严重拥堵状态下单位时间的污染物排放量最高,是畅通状态下的2.22~3.87倍. 研究显示,交通状态是影响轻型车动态排放速率及道路总排放的重要因素.      

基于车载移动监测的北京市丰台区道路扬尘源排放特征

基于车载移动监测系统,对丰台区各类型道路、不同季节典型道路的积尘负荷特征进行分析.探讨不同环线区域内的道路车流量、积尘负荷、扬尘排放量的变化规律及原因,并运用ArcGIS软件得到道路扬尘积尘负荷和排放量的空间分布图.结果表明,各类型道路的积尘负荷均值和道路扬尘排放因子的大小顺序都为支路 > 次干道 > 主干道 > 快速路.车流量对道路扬尘积尘负荷和排放强度的影响呈反向关系.PM_2.5、PM₁₀和TSP的年排放量分别为1824、7539、39274 t·a^-1.从PM_2.5的年排放空间分布上来说,三环内网格排放量较大,其次是三环至四环,六环外的单位面积道路扬尘排放量最小.不同环线区域内的单位面积车流量和排放量大小顺序为三环内 > 三环至四环 > 四环至五环 > 五环至六环 > 六环外.而三环内、三环至四环、四环至五环、五环至六环、六环外的年均积尘负荷分别为0.67、0.73、0.76、0.80、0.79 g·m^-2.     

基于交通流的成都市高分辨率机动车排放清单建立

提出一种基于交通流监测数据的道路机动车高分辨率排放清单建立方法,对成都市道路交通流特征进行分析并建立了成都市机动车尾气高分辨率排放清单.结果表明,成都市道路车流量及排放均呈现明显的"双峰"分布,早晚高峰时段机动车通行量占全天的39.85%,车队结构中排放标准以国Ⅳ车为主,车辆类型以小型车为主,燃料类型以汽油车为主;道路机动车SO₂、NO_x、CO、PM₁₀、PM_2.5、BC、OC和VOCs(不含驻车蒸发)日排放量分别为3.89、 162.08、 324.11、 4.79、 4.36、 1.89、 0.78和44.37 t,空间分布整体呈现从城市中心到外围排放强度逐渐降低趋势,时间分布基本呈现"双峰"分布,颗粒物相关指标受货车流量影响较大; NO_x、PM₁₀、PM_2.5、BC和OC主要来源为大型柴油车,CO主要来源为小型汽油车,其中大型车对NO_x的贡献率达80%;基于保有量的计算方法对成都市道路机动车污染物排放存在一...     

重型柴油车区域达标法和窗口平均值法对中国典型路况的适应性

选择2台重型柴油车发动机,在测功机台架上复现其在中国典型道路工况下的运行过程,并测取发动机的外特性曲线、特征转速和ETC（European Transient Cycle,欧洲瞬态循环）做功量;在此基础上,基于美国和欧洲2种典型的重型在用车符合性检测方法,即NTE(Not To Exceed,区域达标)法和AWM(Averaging Window Method,窗口平均值法),对比研究了这2种方法对中国重型柴油车典型道路工况的适应性. 结果发现:NTE法对在重庆国道高速公路下运行的重型柴油车工况具有较好的覆盖性,但对北京通州的公交车运行工况的覆盖性较差;改变NTE事件的采样时间准则和控制区域定义,对NOx比排放的数值影响不大. AWM能够利用全部的道路工况数据,但是由于怠速工况的存在,使得用该方法计算出的平均NOx比排放值比NTE法得出的数值偏高;而基于ETC循环做功量的窗口平均NOx比排放值具有较为合理的离散度.