机动车蒸发排放研究方法及排放特征的研究进展

在机动车保有量急剧增加的背景下,机动车蒸发排放是大气环境中挥发性有机物(VOCs)的主要人为源之一.本文归纳了蒸发排放的研究方法,在实验室测试层面概述了VOCs测试流程并综合比对了不同国家和地区的排放标准,在模型模拟层面对蒸发排放模型进行归纳总结,在此基础上综述了蒸发排放的VOCs排放特征及其环境效应.结果表明:①蒸发排放测试研究聚焦热浸排放和昼间排放环节,昼间排放的有机物排放总量一般高于热浸排放.②不同蒸发排放环节的有机物源谱受机制影响存在显著差异,其中芳香烃在热浸排放VOCs中的占比明显高于昼间排放.③烷烃是整个蒸发过程中排放量占比最高的VOCs物种,而高反应活性的烯烃和芳香烃是对臭氧生成潜势贡献率最高的物种.研究显示,未来机动车蒸发排放研究应深入对加油排放和运行损失过程的测试,从而综合比对蒸发排放不同环节的VOCs排放特征;还应将整车测试、零部件测试(炭罐逸出排放测试等)和模型模拟相结合,构建蒸发排放VOCs精细化源谱,为机动车蒸发排放的持续有效管控及新车排放标准升级提供科学支撑.

中国工程机械二氧化碳和污染物排放现状评估

国内工程机械保有量长期缺乏官方统计数据,导致计算机械排放量时缺少官方数据来源.为掌握我国工程机械保有和排放情况,本研究通过构建基于存活曲线的保有量获取方法以及基于工作时间的工程机械CO_(2)和污染物排放计算方法,开展我国工程机械污碳融合清单研究,利用本地化的工作时间和排放因子,评估分析了2015−2022年我国工程机械CO_(2)和污染物排放变化趋势和主要驱动因素.结果表明:①工程机械CO_(2)排放因子与机械功率段存在一定关系,我国机械CO_(2)排放因子与欧洲单位功率油耗换算确定的结果接近,是国六阶段重型货车排放因子的120%~133%.②基于美国NONROAD曲线并结合我国调查的中值寿命和销量数据,利用本地化排放系数,计算得到2022年我国工程机械CO_(2)、NO_(x)、PM的排放量分别为1.52×108、141.18×10^(4)、7.16×10^(4)t,其中NO_(x)和PM排放量与生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报(2022年)》数据差异较小;扣减叉车后的工程机械保有量分别为汽车的1%、重型货车的32%,其CO_(2)、NO_(x)、PM排放量分别为汽车的13%、20%、109%,为重型货车的34%、26%、211%,说明工程机械减污降碳潜力较大.③从机械类型看,叉车、挖掘机、装载机是工程机械保有量和排放量的主要贡献者;从区域看,山东省、江苏省、河南省、广东省、浙江省等地区工程排放总量相对较高.④2015−2022年,我国工程机械保有量以及CO_(2)、NO_(x)、PM排放量分别增长6.7%、2.6%、−3.6%、−3.5%,工程机械CO_(2)和污染物排放量得到初步遏制;非道路移动机械排放标准实施对NO_(x)、PM减排贡献显著,淘汰方案的变化对CO_(2)排放贡献显著;新能源机械推广对CO_(2)、NO_(x)、PM减排有一定的贡献.研究显示,基于存活曲线的保有量获取方法可以有效解决工程机械保有量缺少官方统计数据的问题;工程机械污碳融合清单的编制为移动源减污降碳协同减排提供了科学支撑;加大对老旧工程机械的淘汰力度、制定实施污染物和二氧化碳协同标准、加快推广新能源机械,可有效推进工程机械减污降碳协同增效.

我国移动源污染防治历程回顾与展望

从1983年至今,我国在移动源污染防治和环境管理方面开展了大量的工作并取得了显著成效,环境管理体系逐步健全,污染物减排效果显著,污染防治技术快速发展。本文在系统回顾我国移动源污染防治历程的基础上,结合新时期环境空气质量改善和“双碳”目标的新要求,对未来推进移动源相关行业绿色转型与高质量发展提出建议。

生物柴油发动机PM排放的理化特性研究

在1台直喷式增压柴油机上进行了生物柴油B100、柴油和掺混油B20的排放特性试验,对3种燃料排放颗粒物的物质形态、数量浓度以及化学组分等理化参数进行分析研究。试验结果表明:生物柴油的排放颗粒物形态与柴油机排放类似;比表面积BET、挥发性物质VOF比例和数量浓度均高于柴油机排放;总PAHs低于柴油机排放,但五环PAHs和BaP排放高于柴油机排放;在柴油机排放颗粒物元素分析中发现有硫元素。

公路隧道机动车流量调查及其构成特点

报道了谭峪沟隧道和梧桐山隧道实验中机动车流量及其变化的调查和分析结果 ,得出了机动车流量的日变化趋势及车辆构成特点 。

汽车简易工况法与新车排放认证工况法的相关性研究

选取50辆在用轻型汽油车,对国家标准规定的瞬态工况法(IM195)、简易瞬态工况法(IG195)、稳态工况法(ASM)与新车排放认证工况法(NEDC)间污染物排放系数的相关性进行研究.结果表明:瞬态工况法与新车排放认证工况法的污染物排放系数相关性最好,CO,碳氢化合物(HC)和NO的排放系数的R2分别为0.7010,0.7271和0.6609;简易瞬态工况法次之,其CO,HC和NO排放系数与新车排放认证工况法的R2分别为0.5138,0.4846和0.6245;而稳态工况法与新车排放认证工况法的相关性最差,5025工况法下的CO,HC和NO排放系数与新车排放认证工况法的R2分别为0.4109,0.4481和0.5449;2540工况法下R2分别仅为0.3644,0.3395和0.4578.引起不同方法间污染物排放系数相关性差异的主要原因包括车辆热状态、车辆试验循环工况、分析仪器的测量原理和底盘测功机的控制精度等.

京津冀地区机动车污染防治重点及建议

京津冀地区大气污染严重,其中机动车污染是其重要污染来源,特别是货物运输使用的中、重型柴油货车氮氧化物和颗粒物排放问题突出。为有效降低机动车污染,降低由重型柴油车带来的污染物排放,生态环境部、交通运输部等启动了交通运输结构调整的方案研究,在国务院发布的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(国发[2018]22号)部署了京津冀区域交通运输调整的具体指标。本文在梳理京津冀区域机动车污染防治形势基础上,结合目前的交通结构调整部署,给出机动车污染防治具体的措施和建议。

车用燃料环保管理——《2013年中国机动车污染防治年报》(第Ⅴ部分)

环境保护部日前发布《2013年中国机动车污染防治年报》,公布了2012年全国机动车污染排放状况。本期"研究成果展示"专栏以六篇形式连载。本文刊载关于车用燃料环保管理的内容,以飨读者。该年报指出,2012年,全国实施车用汽油国Ⅲ阶段标准,硫含量不超过150ppm。按照国家强制性标准《车用汽油》(GB17930-2011)要求,自2014年1月1日起,全国实施车用汽油国IV阶段标准,硫含量不超过50ppm。2012年,我国车用柴油生产和销售执行《车用柴油》(GB19147-2009)标准和《普通柴油》(GB252-2011)标准。按照规定,车用柴油硫含量不得超过350ppm,2013年7月1日后普通柴油硫含量将不得超过350ppm。在已发布第四阶段车用汽油标准(硫含量不大于50ppm)的基础上,由国家质检总局、国家标准委尽快发布第四阶段车用柴油标准(硫含量不大于50ppm),过渡期至2014年底;2013年6月底前发布第五阶段车用柴油标准(硫含量不大于10ppm),2013年底前发布第五阶段车用汽油标准(硫含量不大于10ppm),过渡期均至2017年底。加快国内炼油企业升级改造,确保按照汽、柴油标准升级实施时间如期供应合格油品。2012年环境保护部发布的《关于加强储油库、加油站和油罐车油气污染治理工作的通知》指出,按照国务院批复的《重点区域大气污染防治"十二五"规划》要求,列入大气污染防治"重点控制区"的地区,应限时完成加油站、储油库、油罐车的油气回收治理;大气污染严重的地区可根据本地实际,提前完成油气污染治理工作。

新生产机动车环保管理——《2013年中国机动车污染防治年报》(第Ⅲ部分)

环境保护部日前发布《2013年中国机动车污染防治年报》,公布了2012年全国机动车污染排放状况。本期"研究成果展示"专栏以六篇形式连载。本文刊载中国新生产机动车环保管理的内容,以飨读者。该年报指出,我国对新生产机动车开展的环保管理,主要通过制定和实施国家机动车污染物排放标准,从设计、定型、批量生产、销售等环节加强环境监管,保证机动车能够稳定达到排放标准的要求。新生产机动车的环保管理是从源头预防和控制机动车污染物排放的重要手段。2012年,全国共有24626个机动车型(含发动机型)通过环保型式核准,达到国家机动车排放标准要求。2012年,共有651家机动车生产企业向环境保护部门提交了5581份环保生产一致性保证计划书,共有750家机动车生产企业提交了环保生产一致性季度报告和年度实施情况报告。

直喷汽油机轿车燃用不同比例甲醇汽油时的颗粒物排放特性

为了研究燃用不同掺混比的甲醇汽油对装备有直喷汽油机的整车颗粒物排放的影响,对一辆帕萨特轿车在新欧洲驾驶循环条件下燃用93#国IV汽油,以及以其为母油配制的M15、M25、M40三种甲醇汽油时的颗粒物质量和数量浓度进行了测试.结果表明,随着燃料中甲醇比例的增加,颗粒物质量呈明显下降趋势,而颗粒物数量却呈快速上升趋势.相比燃用市售汽油时,燃用M15、M25、M40三种甲醇汽油的颗粒物质量分别下降了33.2%、36.5%和40.2%,而颗粒物数量则分别增加了14.4%、15.7%和23.6%.

原子力显微镜针尖的碳纳米管修饰

碳纳米管以其极小的曲率半径、良好的柔韧性和定位性等独特优势成为原子力显微镜针尖修饰的理想材料。文章评述了气相沉积法、化学缩合法等几种成功率较高的修饰技术及其应用。

中国PM_(2.5)污染状况和污染特征的研究

近１０ 余年来在中国的城市地区和清洁地区进行了ＰＭ２－５ 的采集和分析，其中包括ＰＭ２－５ 的质量浓度、离子和元素成分、酸度和酸化缓冲能力以及来源解析，研究结果表明，中国大部分地区ＰＭ２－５ 的污染较重，不论是质量浓度，还是各种主要成分浓度，在ＴＳＰ 和ＰＭ１０ 中都占有很高的比重，而ＰＭ２－５ 的酸度也远远高于ＴＳＰ 和ＰＭ１０ ，特别是近年来ＰＭ２－５

实际作业工况下农用拖拉机的排放特性

为了分析实际工况下农业机械的排放特征,该研究利用车载排放测试系统对12辆农用拖拉机进行怠速、行走和耕作3种操作模式下的田间排放测试。结果发现:在旋耕模式下,CO、HC、NOx和PM单位时间的排放因子要高于怠速和行走模式,同时较高的油耗使得CO、HC、NOx基于油耗的排放因子小于怠速和行走模式;测试拖拉机的污染物排放因子随着排放标准的加严呈减小趋势。与中国第1阶段排放标准的测试拖拉机相比,中国第2阶段排放标准的拖拉机4种污染物的单位时间的排放因子分别降低了31.49%、5.96%、6.17%和5.91%。该研究中拖拉机HC、NOx和PM的排放因子要高于NONROAD模型中美国同类机型的结果。通过对大中型农用拖拉机保有量及年使用小时数调查,估算得到2011年中国大中型拖拉机的CO、HC、NOx和PM排放总量分别为32.3、10.6、81.0和9.1万t。与同年的机动车排放量相比,其排放总量不容忽视。

中国机动车行驶里程分布规律

机动车行驶里程是计算机动车尾气排放量的一个重要参数.对全国数百个地级及以上城市不同车龄的机动车(包括轻型客车、公交车、出租车和摩托车)行驶里程进行了调查.结果表明:除公交车外,其他机动车的累积行驶里程均随车龄而呈现对数递减性,即车龄越长机动车的累积行驶里程增加越慢,年使用率越小;某类型机动车车队的年均行驶里程与调查基准年的各车龄机动车的保有量相关;提出了轻型客车年行驶里程和车龄的经验公式,并得到2007年轻型客车的年均行驶里程为2.691×104km.

联合收割机排放和油耗特性的试验研究

为掌握实际工作状态下联合收割机的排放及燃油消耗特性,该文基于车载排放测试设备选取10台典型的联合收割机,在其实际工作状态下进行了排放及燃油消耗特性的试验研究。研究结果表明:谷物、玉米联合收割机综合燃油消耗分别为6.80和10.29 L/h。基于燃油消耗率的CO、HC排放因子怠速工况下较高,而NOx排放因子在行走工况下较高,PM排放因子在作业工况下较高;谷物联合收割机比玉米联合收割机排放严重。2010年中国联合收割机NOx和PM排放量分别为4.84和0.47万t,分别占同时期机动车排放量的1.91%和1.94%,并给出了联合收割机排放量排在前10位的省份。该文为农业机械排放控制提供参考。

重型柴油车污染物排放因子测量的影响因素

为了调查我国重型柴油车排放污染物的基本水平,确定CO、HC、NO x和颗粒物等污染物的排放因子,利用满足国Ⅲ排放标准的重型柴油车,分别采用PEMS(portable emission measurement system,车载排放测试系统,由便携式SEMTECH-DS型气态污染物排放测量设备和DMM颗粒物排放测量设备组成)及满足法规排放测量要求的重型车整车底盘测功机方法,研究了不同负载(0%、50%、100%及120%)和2种测试工况对重型车排放因子测量的影响.结果表明:过载(120%负载)下NO x和颗粒物等排放因子均比零负载下高出近90%;在平均车速较低、怠速时间长的VECC工况下,气态污染物、颗粒物的排放因子比平均车速高、怠速时间短的C-WTVC工况高出30%左右;PEMS系统和重型车底盘测功机系统所测气态污染物排放因子的相关性较好,但DMM颗粒物排放测试设备与重型车整车底盘测功机所测的颗粒物排放因子相差可达50%左右.

交通来源颗粒物排放因子的研究

用谭裕沟隧道TSP ,PM1 0 和PM2 5 的质量浓度和主要成分的分析结果 ,得到一定机动车流量和速度下交通来源不同粒径颗粒物质量浓度和主要成分的平均排放因子 ,可以基本代表北京市机动车行驶的综合排放因子 ,具有应用价值。

DOC技术对柴油机排放颗粒物数浓度的影响

利用ELPI(电子低压冲击器)对不同转速、不同负荷以及安装DOC(氧化催化转化器)前后颗粒物排放及粒径分布进行了研究.结果表明:无论安装DOC与否,柴油机排放颗粒物数浓度均随发动机转速的增加而增加.增大负荷,颗粒物数浓度峰值处的粒径也随之增大.经过DOC催化转化后,柴油机排放颗粒物的大部分仍呈单峰正态分布,且DOC对核模态粒子的氧化转化效率较高.经过DOC后,在低转速下,不同粒径的颗粒物数浓度均有所降低;中、高转速下,DOC对粒径大于120 nm的颗粒物数浓度无明显降低作用.

中国道路交通二氧化碳排放达峰路径研究

为研究我国道路交通行业CO_(2)排放未来控制路径,结合未来经济社会和货物运输发展状况、运输结构、能源结构和能效结构变化,采用行驶里程法分析了我国道路交通CO_(2)排放现状、未来变化趋势及主要驱动因素.结果表明:①采用行驶里程法计算道路交通行业CO_(2)排放量相对合理,2019年全国汽车CO_(2)排放量为9.52×10^(8) t,比油耗法所得结果高20%左右,二者存在差异的主要原因为交通油耗统计数据偏低.②从车型看,重型货车和小型客车是汽车CO_(2)排放的主要来源,分别占39.7%、38.2%;从燃料种类看,汽油、柴油、其他燃料(天然气、醇类燃料等)CO_(2)排放量分别占42.8%、52.5%、4.7%.③道路交通CO_(2)排放预计于“十五五”末达峰,峰值在12.2×10^(8)~13.9×10^(8) t之间,达峰后有2~3年的平台期.④推广新能源车是道路交通CO_(2)排放控制的主要驱动因素,其次为能效提升,运输结构调整在前期有一定的贡献,2025年上述措施对道路交通CO_(2)减排量占比分别为56%、34%和10%左右,2030年分别为55%、40%和5%左右.研究显示,加大新能源汽车推广力度,持续降低新生产燃油车碳排放强度,推进运输结构调整,可有效降低道路交通CO_(2)排放.