中国机动车污染物排放因子研究

中国机动车污染物排放因子研究

随着汽车使用量的增加，汽车污染问题变得越来越受到重视。近年来,国内许多学者对机动车污染物排放量进行研究,表明机动车污染已经影响中国大气质量的重要源,尤其是在北京、天津、上海等大城市和经济发达的珠江三角洲地区。机动车排放的CO、NOx、HC、PM等有害物质对人体健康和城市环境的影响日益引起人们的关注,因此控制机动车尾气排放是改善城市空气质量和保障人体健康的有效措施。机动车污染物排放量的相关研究中,准确定量车队的排放因子是关键。国内机动车的排放因子采用了隧道法,在线测量法,燃料消耗法和台架测试法,而由于在用车类型较多,车队构成复杂,相关文献中的排放因子基本是单车的排放因子,并不能准确代表车队的综合排放因子。国外对机动车排放因子及其修正方法研究较多,其中美国环保署推荐的MOBILE6.2的理论较为完善[13,14,15,16,17,18]。机动车类型众多,同一类型机动车具有不同的技术水平和使用状况,单一的机动车排放因子不能反映整个车队的水平,需要通过系统的研究得到反映在用车车队的综合排放因子。本文建立系统的数据采集和分析方法,大量实地调查机动车的活动水平。在国内目前已有的新车审报排放因子数据库的基础上,结合MOBILE6.2提出的排放因子计算及修正方法,通过分析车队累积行驶里程、技术类型、燃料硫含量等,得到中国在用机动车的综合排放因子。1用车使用速度表征由于国内在用机动车排放的基础数据还较为缺乏,准确性不够,本文根据MOBILE6.2提出的排放因子计算及修正方法,以新车审报的零公里里程机动车的排放因子为基本排放因子(BEF)。以平均行驶速度表征的实际行驶工况与标准工况的差异,以累积行驶里程来表征的在用车使用引起排放劣化,在用车车队中不同车龄机动车的组成及技术类型变化,以及近年来车用燃料的改善等因素的影响,对基本排放因子进行修正得到综合排放因子(EF),基本关系见公式(1)。EFM=BEF+DR·VMT(1a)EF=EFM·Sf·Ff(1b)式中,EFM为对应累积行驶里程下的排放因子,g/km;BEF为基本排放因子,g/km;DR为劣化系数,(g/km)/104km;VMT为累积行驶里程,km;EF为综合排放因子,g/km;Sf为速度修正系数;Ff为硫含量修正系数。2汽车类型本文机动车类型采用中国统计年鉴的分类方法,并结合车用燃料性质,车辆使用性质和技术类型,将机动车分为以下几类,见表1。3调查方法与加害行为的累积行驶里程机动车的排放因子随行驶里程的增加而产生劣化现象,因此需要调查2007年不同车龄机动车的累积行驶里程,调查方法见文献19,各类型机动车的累积行驶里程见表2。4结果和分析4.1微框架汽车hc、co、nox排放因子累积行驶里程对机动车HC、CO、NOx排放因子的影响见图1至图3。本次研究了国I、国II和国III阶段的微\轻(小)型汽车的HC、CO、NOx排放因子与累积行驶里程的关系。从图1至图3可知,HC、CO、NOx排放因子随累积行驶里程的增加而增大,即在用机动车的排放因子由于使用而产生劣化。4.2基本排放因子与标准硫含量的关系为改善机动车的排放现状,中国对车用燃料中的硫含量进行规定,相关标准中硫含量见表3。硫含量修正系数为不同硫含量下的基本排放因子与标准硫含量的排放因子的比值,见图4。从图4可以看出,燃料中硫含量增加,相应的修正系数增大,即排放因子增大。汽油中硫含量小于200ppm时,轻型汽油车的NOx排放因子显著降低。柴油中硫含量小于350ppm时,轻型柴油车的NOx排放因子变化不明显。4.3速度修正系数表征行驶工况的主要参数见表4,这些参数的变化对排放都有一定的影响,经过简化处理后以平均行驶速度的变化来反映行驶工况对排放的影响,轻型车的速度修正系数见表5。4.4小型客车汽油车排放因子根据以上研究结果,计算了2007年机动车的综合排放因子。由于机动车类型较多,本文仅选取小型载客汽油车(LPGV)为例,计算结果见表6。表6中的排放因子是2007年不同车龄小型载客汽油车的排放因子,由于国内统计文献没有历年相应的小型载客汽油车等车型的保有量、注册量以及报废量,因此很难得到其权重分布比例。对不同控制阶段排放因子进行算术平均,得到相应的排放因子。国0阶段CO、HC、NOx的综合排放因子分别为34.29g/km、3.46g/km和0.856g/km;国I阶段CO、HC、NOx的综合排放因子分别为2.80g/km、0.25g/km和0.40g/km;国II阶段CO、HC、NOx的综合排放因子分别为1.39g/km、0.16g/km和0.09g/km。5小型客车汽油车基本排放因子机动车污染物排放因子是表征机动车排放水平的重要参数,是进行污染控制的基础和依据。由于机动车类型较多,车辆使用状况、技术类型和车用燃料性质影响机动车的排放,本文对此进行研究,得到以下结论。机动车的排放因子受使用状况的影响,排放因子与累积行驶里程呈线性关系,随累积行驶里程的增加而增大;料中硫含量改善有助于减小机动车排放。小型载客汽油车的基本排放因子经过相关修正后,国0阶段CO、HC、NOx的综合排放因子分别为34.29g/km、3.46g/km和0.856g/km;国I阶段CO、HC、NOx的综合排放因子分别为2.80g/km、0.25g/km和0.40g/km;国II阶段CO、HC、NOx的综合排放因子分别为1.39g/km、0.16g/km和0.09g/km。6影响车辆行驶速度的因素国内目前的机动车排放因子是热运行的尾气排放因子,没有考虑冷、热启动排放的影响。在用机动车的污染物排放因子除受累积行驶里程、车用燃料硫含量和行驶速度的影响外,还受环境状况(如环境温度