中國機(jī)動(dòng)車污染物排放因子研究

中國機(jī)動(dòng)車污染物排放因子研究

隨著汽車使用量的增加，汽車污染問題變得越來越受到重視。近年來,國內(nèi)許多學(xué)者對(duì)機(jī)動(dòng)車污染物排放量進(jìn)行研究,表明機(jī)動(dòng)車污染已經(jīng)影響中國大氣質(zhì)量的重要源,尤其是在北京、天津、上海等大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠江三角洲地區(qū)。機(jī)動(dòng)車排放的CO、NOx、HC、PM等有害物質(zhì)對(duì)人體健康和城市環(huán)境的影響日益引起人們的關(guān)注,因此控制機(jī)動(dòng)車尾氣排放是改善城市空氣質(zhì)量和保障人體健康的有效措施。機(jī)動(dòng)車污染物排放量的相關(guān)研究中,準(zhǔn)確定量車隊(duì)的排放因子是關(guān)鍵。國內(nèi)機(jī)動(dòng)車的排放因子采用了隧道法,在線測(cè)量法,燃料消耗法和臺(tái)架測(cè)試法,而由于在用車類型較多,車隊(duì)構(gòu)成復(fù)雜,相關(guān)文獻(xiàn)中的排放因子基本是單車的排放因子,并不能準(zhǔn)確代表車隊(duì)的綜合排放因子。國外對(duì)機(jī)動(dòng)車排放因子及其修正方法研究較多,其中美國環(huán)保署推薦的MOBILE6.2的理論較為完善[13,14,15,16,17,18]。機(jī)動(dòng)車類型眾多,同一類型機(jī)動(dòng)車具有不同的技術(shù)水平和使用狀況,單一的機(jī)動(dòng)車排放因子不能反映整個(gè)車隊(duì)的水平,需要通過系統(tǒng)的研究得到反映在用車車隊(duì)的綜合排放因子。本文建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和分析方法,大量實(shí)地調(diào)查機(jī)動(dòng)車的活動(dòng)水平。在國內(nèi)目前已有的新車審報(bào)排放因子數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,結(jié)合MOBILE6.2提出的排放因子計(jì)算及修正方法,通過分析車隊(duì)累積行駛里程、技術(shù)類型、燃料硫含量等,得到中國在用機(jī)動(dòng)車的綜合排放因子。1用車使用速度表征由于國內(nèi)在用機(jī)動(dòng)車排放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)還較為缺乏,準(zhǔn)確性不夠,本文根據(jù)MOBILE6.2提出的排放因子計(jì)算及修正方法,以新車審報(bào)的零公里里程機(jī)動(dòng)車的排放因子為基本排放因子(BEF)。以平均行駛速度表征的實(shí)際行駛工況與標(biāo)準(zhǔn)工況的差異,以累積行駛里程來表征的在用車使用引起排放劣化,在用車車隊(duì)中不同車齡機(jī)動(dòng)車的組成及技術(shù)類型變化,以及近年來車用燃料的改善等因素的影響,對(duì)基本排放因子進(jìn)行修正得到綜合排放因子(EF),基本關(guān)系見公式(1)。EFM=BEF+DR·VMT(1a)EF=EFM·Sf·Ff(1b)式中,EFM為對(duì)應(yīng)累積行駛里程下的排放因子,g/km;BEF為基本排放因子,g/km;DR為劣化系數(shù),(g/km)/104km;VMT為累積行駛里程,km;EF為綜合排放因子,g/km;Sf為速度修正系數(shù);Ff為硫含量修正系數(shù)。2汽車類型本文機(jī)動(dòng)車類型采用中國統(tǒng)計(jì)年鑒的分類方法,并結(jié)合車用燃料性質(zhì),車輛使用性質(zhì)和技術(shù)類型,將機(jī)動(dòng)車分為以下幾類,見表1。3調(diào)查方法與加害行為的累積行駛里程機(jī)動(dòng)車的排放因子隨行駛里程的增加而產(chǎn)生劣化現(xiàn)象,因此需要調(diào)查2007年不同車齡機(jī)動(dòng)車的累積行駛里程,調(diào)查方法見文獻(xiàn)19,各類型機(jī)動(dòng)車的累積行駛里程見表2。4結(jié)果和分析4.1微框架汽車hc、co、nox排放因子累積行駛里程對(duì)機(jī)動(dòng)車HC、CO、NOx排放因子的影響見圖1至圖3。本次研究了國I、國II和國III階段的微\輕(小)型汽車的HC、CO、NOx排放因子與累積行駛里程的關(guān)系。從圖1至圖3可知,HC、CO、NOx排放因子隨累積行駛里程的增加而增大,即在用機(jī)動(dòng)車的排放因子由于使用而產(chǎn)生劣化。4.2基本排放因子與標(biāo)準(zhǔn)硫含量的關(guān)系為改善機(jī)動(dòng)車的排放現(xiàn)狀,中國對(duì)車用燃料中的硫含量進(jìn)行規(guī)定,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中硫含量見表3。硫含量修正系數(shù)為不同硫含量下的基本排放因子與標(biāo)準(zhǔn)硫含量的排放因子的比值,見圖4。從圖4可以看出,燃料中硫含量增加,相應(yīng)的修正系數(shù)增大,即排放因子增大。汽油中硫含量小于200ppm時(shí),輕型汽油車的NOx排放因子顯著降低。柴油中硫含量小于350ppm時(shí),輕型柴油車的NOx排放因子變化不明顯。4.3速度修正系數(shù)表征行駛工況的主要參數(shù)見表4,這些參數(shù)的變化對(duì)排放都有一定的影響,經(jīng)過簡化處理后以平均行駛速度的變化來反映行駛工況對(duì)排放的影響,輕型車的速度修正系數(shù)見表5。4.4小型客車汽油車排放因子根據(jù)以上研究結(jié)果,計(jì)算了2007年機(jī)動(dòng)車的綜合排放因子。由于機(jī)動(dòng)車類型較多,本文僅選取小型載客汽油車(LPGV)為例,計(jì)算結(jié)果見表6。表6中的排放因子是2007年不同車齡小型載客汽油車的排放因子,由于國內(nèi)統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)沒有歷年相應(yīng)的小型載客汽油車等車型的保有量、注冊(cè)量以及報(bào)廢量,因此很難得到其權(quán)重分布比例。對(duì)不同控制階段排放因子進(jìn)行算術(shù)平均,得到相應(yīng)的排放因子。國0階段CO、HC、NOx的綜合排放因子分別為34.29g/km、3.46g/km和0.856g/km;國I階段CO、HC、NOx的綜合排放因子分別為2.80g/km、0.25g/km和0.40g/km;國II階段CO、HC、NOx的綜合排放因子分別為1.39g/km、0.16g/km和0.09g/km。5小型客車汽油車基本排放因子機(jī)動(dòng)車污染物排放因子是表征機(jī)動(dòng)車排放水平的重要參數(shù),是進(jìn)行污染控制的基礎(chǔ)和依據(jù)。由于機(jī)動(dòng)車類型較多,車輛使用狀況、技術(shù)類型和車用燃料性質(zhì)影響機(jī)動(dòng)車的排放,本文對(duì)此進(jìn)行研究,得到以下結(jié)論。機(jī)動(dòng)車的排放因子受使用狀況的影響,排放因子與累積行駛里程呈線性關(guān)系,隨累積行駛里程的增加而增大;料中硫含量改善有助于減小機(jī)動(dòng)車排放。小型載客汽油車的基本排放因子經(jīng)過相關(guān)修正后,國0階段CO、HC、NOx的綜合排放因子分別為34.29g/km、3.46g/km和0.856g/km;國I階段CO、HC、NOx的綜合排放因子分別為2.80g/km、0.25g/km和0.40g/km;國II階段CO、HC、NOx的綜合排放因子分別為1.39g/km、0.16g/km和0.09g/km。6影響車輛行駛速度的因素國內(nèi)目前的機(jī)動(dòng)車排放因子是熱運(yùn)行的尾氣排放因子,沒有考慮冷、熱啟動(dòng)排放的影響。在用機(jī)動(dòng)車的污染物排放因子除受累積行駛里程、車用燃料硫含量和行駛速度的影響外,還受環(huán)境狀況(如環(huán)境溫度