Deriving fuel-based emission factor thresholds to interpret heavy-duty vehicle roadside plume measurements

Remote sensing devices have been used for decades to measure gaseous emissions from individual vehicles at the roadside. Systems have also been developed that entrain diluted exhaust and can also measure particulate matter (PM) emissions. In 2015, the California Air Resources Board (CARB) reported that 8% of in-field diesel particulate filters (DPF) on heavy-duty (HD) vehicles were malfunctioning and emitted about 70% of total diesel PM emissions from the DPF-equipped fleet. A new high-emitter problem in the heavy-duty vehicle fleet had emerged. Roadside exhaust plume measurements reflect a snapshot of real-world operation, typically lasting several seconds. In order to relate roadside plume measurements to laboratory emission tests, we analyzed carbon dioxide (CO₂), oxides of nitrogen (NO_X), and PM emissions collected from four HD vehicles during several driving cycles on a chassis dynamometer. We examined the fuel-based emission factors corresponding to possible exceedances of emission standards as a function of vehicle power. Our analysis suggests that a typical HD vehicle will exceed the model year (MY) 2010 emission standards (of 0.2 g NO_X/bhp-hr and 0.01 g PM/bhp-hr) by three times when fuel-based emission factors are 9.3 g NO_X/kg fuel and 0.11 g PM/kg using the roadside plume measurement approach. Reported limits correspond to 99% confidence levels, which were calculated using the detection uncertainty of emissions analyzers, accuracy of vehicle power calculations, and actual emissions variability of fixed operational parameters. The PM threshold was determined for acceleration events between 0.47 and 1.4 mph/sec only, and the NO_X threshold was derived from measurements where after-treatment temperature was above 200°C. Anticipating a growing interest in real-world driving emissions, widespread implementation of roadside exhaust plume measurements as a compliment to in-use vehicle programs may benefit from expanding this analysis to a larger sample of in-use HD vehicles.

Implications: Regulatory agencies, civil society, and the public at large have a growing interest in vehicle emission compliance in the real world. Leveraging roadside plume measurements to identify vehicles with malfunctioning emission control systems is emerging as a viable new and useful method to assess in-use performance. This work proposes fuel-based emission factor thresholds for PM and NOx that signify exceedances of emission standards on a work-specific basis by analyzing real-time emissions in the laboratory. These thresholds could be used to prescreen vehicles before roadside enforcement inspection or other inquiry, enhance and further develop emission inventories, and potentially develop new requirements for heavy-duty inspection and maintenance (I/M) programs, including but not limited to identifying vehicles for further testing.     

常州市春节期间污染物相关性分析

分析了常州市2017年春节前后各污染物浓度的关联性和差异性。结果表明,除O_3外,春节期间各污染物均值均低于春节前后,春节前后随着污染源的变化,污染物之间的相关性表现出较为明显的差异。SO_2与PM_(2.5)、PM_(10)、CO和NO_2的相关性均较春节前后有显著下降;爆竹集中燃放时间段,CO与综合指数、PM_(2.5)和PM_(10)之间的相关系数0.96;而在烟花爆竹燃放相对较少的初三和初四,该相关系数0.6。工业减产停产和机动车使用减少对空气质量改善有较大贡献,而在不利气象条件下,烟花爆竹可导致空气质量在短时间内恶化。     

三峡库区消落带农用坡地磷素径流流失特征

消落带是三峡库区重要的生态交错带,但自发农用和无序开发可能会造成更多的氮磷流失,进而加剧三峡库区水体富营养化。通过对库区连续3 a的定位监测（2011~2013年）,研究了三峡库区消落带农用坡地的磷素流失特征。结果表明：次降雨事件中常规施肥处理的地表径流、壤中流总磷平均浓度分别为0.848±0.153、0.140±0.006 mg/L,其中地表径流中磷的形态以颗粒态为主,壤中流以溶解态的生物可利用磷为主。常规施肥下,地表径流、壤中流磷素年均流失通量分别为0.236±0.004、0.100±0.003 kg·hm 2,地表径流、壤中流磷素流失通量分别占总流失通量的70.2%、29.8%,地表径流是坡地磷素流失的主要途径,但壤中流也是不可忽视的重要途径。与常规施肥处理相比,减量施肥处理地表径流、壤中流磷素流失量分别降低了45.3%、40.0%。建议采取减量施肥的方式,以降低营养盐负荷,保护水环境。     

石墨相氮化碳协同UV-H_2O_2光催化降解亚甲基蓝

以三聚氰胺为前驱体,经热解—回流法制备了石墨相氮化碳(g-C3N4),采用XRD、FTIR、SEM、EDS、PL等技术对g-C_3N_4进行了表征。研究了g-C_3N_4在UV-H_2O_2体系中对废水中亚甲基蓝(MB)的光降解效果。实验结果表明,UV+g-C_3N_4催化剂+H_2O_2体系能协同降解MB,在初始MB质量浓度为20 mg/L、初始废水p H为5、废水体积为250 mL、g-C_3N_4加入量为0.10 g、H_2O_2浓度为0.4 mmol/L、反应温度为25℃的优化工艺条件下,紫外光照射70 min时MB脱色率达98.32%。g-C_3N_4催化剂具有较好的重复使用性能,使用5次后MB脱色率仍保持在95.10%。     

地下铀矿山留矿法采场受限空间内氡迁移的数值模拟

为研究铀矿山留矿法采场氡迁移规律,依据留矿法采场的构造和物理几何尺寸,建立了受限空间内颗粒堆积型射气介质气体流动的数学模型和氡迁移方程,以10 m和20 m高爆破矿堆为对象,采用计算流体力学(CFD)方法,研究了不同通风条件下采场中氡的迁移规律。结果表明:1)采场下行通风方式降低矿堆上部作业空间氡浓度的效果优于上行通风方式,但对采场运输巷道氡浓度的效果相反;采场排风氡浓度与采场通风风量成反比,氡析出份额与通风风量成正比;2)在相同通风风量下,10 m高爆破矿堆与20 m高爆破矿堆氡析出份额之差随通风风流量增长而逐渐缩小;3)均压通风对渗透率高(k=1×10-8m2)的采场排风氡浓度、矿堆氡析出份额有明显影响。     

于GRI体系的机场企业环境信息披露研究

机场作为民航运输的关键节点和重要枢纽,肩负着服务区域经济的重要使命,同时也面临环境保护与可持续发展的巨大挑战。作为公共基础设施和城市形象窗口,机场上市公司具有披露环境信息的义务与责任。在充分研究国内机场上市公司环境信息披露制度背景的基础上,本研究借鉴全球报告倡议组织（GRI）发布的《可持续发展报告指南》（第四版）及机场运营者行业补充（GRI-AOSS）构建了适用于我国机场的环境信息披露评价指标体系,并利用公开数据对国内6家机场上市公司的环境信息披露情况进行了实际测评。结果表明：我国机场环境信息披露程度较低,存在内容简单、量化不足、质量下降等问题。机场上市公司环境信息披露亟待在法律法规层面进行系统规范。建议借鉴GRI等相关国际标准及成功经验,制定适用于我国的科学可行的环境信息披露标准和制度体系。     

黄、渤海滨海带大气颗粒物时空分布与来源特征

PM10作为大气污染物监测的主要指标之一,探究大气PM10浓度对大气环境质量和人体健康评价具有重要意义。黄、渤海滨海带包括京、津和辽、冀、鲁、苏等工、农业大省,区域大气PM10污染的时空分布和来源特征具有复杂性和典型性。在锦州、北京、天津、烟台、青岛、连云港和盐城7个城市布设10个采样点,含7个城市点和3个农村点,开展为期一年的大气颗粒物的采样;同时,于冬季1月和夏季7月在锦州、天津和烟台进行合计60 d的加密采样,藉以确定研究区域大气PM10的时空分布和来源特征。结果表明,黄、渤海滨海带大气年均PM10总浓度为(129’18)"g·m~(-3),单月最低值出现在2015年7月盐城农村样点15"g·m~(-3),最高值为2015年3月北京城市点307"g·m~(-3)。盐城大气PM10浓度(城市点(85’27)"g·m~(-3)和农村点(66’35)"g·m~(-3))显著低于其他样点大气PM10浓度。渤海滨海带中西部的京(140’68"g·m~(-3))、津(169’60"g·m~(-3))两市大气PM10年均浓度显著高于东部的锦州(125’41"g·m~(-3))和烟台(109’31"g·m~(-3));而且黄海滨海带大气PM10年均浓度(114"g·m~(-3))显著低于渤海滨海带年均浓度(136"g·m~(-3)),总体上表现出西高东低、北高南低的特征。黄、渤海滨海带城市点和农村点年均浓度分别为(129’18)"g·m~(-3)和(112’30)"g·m~(-3);农村点春冬季大气PM10浓度和城市点浓度相当,无显著差异,夏秋季大气PM10浓度略低于城市浓度,表明农村地区大气颗粒物污染情况也较为严重,需受到关注。区域内PM10浓度季节变化整体表现为春冬高、夏秋低。利用多元回归分析初步判断黄、渤海滨海带PM10属于复合来源,大气PM10浓度约30%的变化与降水、人均能耗和沙尘天气相关。黄、渤海滨海带大气PM10浓度的昼夜变化不大,大气PM10浓度与气温呈现正相关,与风速和降水呈现负相关,表现为受各种气象因素综合作用的影响。     

有机磷农药二元混合物联合效应评价新方法的研究

以敌敌畏、乐果联合作用于线虫的毒理学实验为基础,基于FH插值法理论,通过较少的实验数据建立有机磷农药二元混合物联合效应模型,求解作用效应表达式并绘制联合效应三维曲面图;基于合并用药分析公式,计算联合作用评价q值并绘制农药浓度与q值的联合作用评价三维曲面图,结果表明敌敌畏与乐果混合物联合作用不仅表现为相加作用,而且还在局部低浓度表现为拮抗作用,与多元统计分析结果一致。上述研究表明FH插值法理论可作为二元有机磷农药联合效应分析及评价的一种新方法。     

基于小流域尺度的目标抗生素排放量估算方法——以梅江流域为例

抗生素的大量使用和排放造成的环境污染和生态风险问题日益突出,抗生素排放量的估算是评价流域内抗生素污染程度的重要指标,但目前抗生素排放量估算方法尚不完善。本研究以梅江流域为例,建立了适合小流域尺度的典型抗生素排放量估算方法,计算了四环素类抗生素(TCs)向不同环境相的排放量并分析了其主要来源。结果表明:2016年梅江流域TCs排放量为8 558.1 kg,不同行政区抗生素排放量差异较大,其中梅江镇受人口密度及养殖密度影响,抗生素排放量最大,高达1 224.4 kg;同时流域内不同抗生素的排放量也有所不同,其大小顺序为强力霉素(DXC)土霉素(OTC)四环素(TC)金霉素(CTC);TCs受排放源、排放途径等因素影响,以进入环境水相及土壤相为主,其中进入水相中的抗生素主要来自人类及生猪粪便,进入土壤相中的抗生素主要来自生猪及三黄鸡粪便。梅江小流域抗生素具有潜在的生态风险,应加强抗生素使用管理。该研究为我国小尺度流域目标抗生素排放量的估算提供了十分有效的方法。