当前位置: 首页 » 行业资讯 » 技术应用 » 正文

北京市机动车尾气排放PMi。组分特征研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-08-24  来源:本网  作者:admin
核心提示:  机动车尾气排放可吸入颗粒物对北京市空气质量影响明显,因此研究其采样方法和组成成分具有重要意义,张仁健等1应用比值法估算出北京冬季PMW中碳气溶胶的来源主要是机动车(75%贡献)和燃煤(25%)。陈

  机动车尾气排放可吸入颗粒物对北京市空气质量影响明显,因此研究其采样方法和组成成分具有重要意义,张仁健等1应用比值法估算出北京冬季PMW中碳气溶胶的来源主要是机动车(75%贡献)和燃煤(25%)。陈添等0基于国外机动车的PMW成分谱数据研究提出燃煤、机动车/燃油排放和二次粒子是北京市PMW污染的重要来源。美国在机动车尾气排放颗粒物成分谱研究方面起步最早,美国环保局逐步建立了SPECIATE(V4.3)数据库,主要包括采样方法、分析技术、颗粒物粒径、化学组分种类、含量等信息。

  国内对机动车排放颗粒物的成分谱研究较少,北京大学采用隧道采样方式对珠江和梧桐山隧道进行了PM25样品的采集,分析了多环芳烃、烷烃等4类有机物、EC和OC2种碳组分、4种离子和19种元素34.中国环境科学研究院采用隧道采样方式对谭裕沟隧道中TSP、PMW和PM2.5的元素、离子和多环芳烃进行了化学成分分析0;张延峰等0对轻型车用柴油机排气粒子的9种元素、5种离子和可溶性有机组分进行了分析。

  Watson,动车排放颗粒物是最难监测的一类源,采样方法决定了其成分谱的代表性。机动车排放颗粒物采样方法主要有直接采样和源主导采样(隧道、停车场、路边等)。直接采样法主要为台架模拟和随车采样方法,存在工作量大、车况和油品代表性差、成本高等问题。Bi等68指出停车场和隧道采样所得样品容易受到地面尘的影响,成分谱中地壳元素偏高。蒋昌潭等69的研究表明,隧道内PMi.成分受机动车携带泥块、沙尘、物料遗撒引起的道路扬尘和轮胎磨损、刹车垫磨损等的影响。因此,该研究设计了在机动车尾气检测线上利用稀释通道采样器随机采集机动车排放颗粒物的采样方案,在机动车进行尾气年检时同步完成了颗粒物样品采集,同时采集了被采样机动车的车型、行驶里程等关键数据,具有易实施、效率高、代表性强等优点。

  表2截至2010年北京市主要车辆类型的车龄分布数据登记年份轻型汽油车重型汽油车轻型柴油车重型柴油车(货车)重型柴油车(公交)2000年前年591辆机动车,其中轻型汽油车、重型汽油车、轻型柴油车、重型柴油车(货车)和重型柴油车(公交)分别为384、14、76、77、52辆,样本比例分别为9.57x105、13.3x105、105、82.97x105、265.82x105,重型柴油车(公交)和轻型柴油车的样本比例较高。被采样机动车的车龄分布数据如表3所示。

  表3被采样机动车车龄分布数据登记年份轻型汽油车重型汽油车轻型柴油车重型柴油车(货车)重型柴油车(公交)2000年前年根据机动车管理法规要求新购置的轻型汽油车6年内每2年验车一次,因此需要对相关年份的机动车检测数据进行删除修正,计算表明本研究采集的轻型汽车、轻型柴油、重型柴油车的车龄分布与全市车龄分布的相关系数分别为0.89、0.86和0. 91,均大于0.8,为极强相关;公交车相关系数为0.72,是强相关;上述几种主要类型的车辆类型和车龄分布代表性很好。该研究的重型汽油车的采样数量较少,样本比例低,导致其车龄分布相关系数为-0.03,无相关性。此外,由于重型汽油车仅占北京市机动车保有量的2.46%,其代表性较差的结果对本次机动车成分谱测试影响较小。

  2.2不同类型机动车排放PMi.的成分谱北京市汽油车、柴油车排放PMi.成分谱中23种组分的质量百分比分别如表4、表5所示,主要由3部分组成:化学元素谱,包括Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Ba和Se,共计18种;碳组分谱包括OC和EC,共计2种;离子谱包括NH4 +、NO3-和SO42-,共计3种,未知组分主要包括未检测的离子(如F-、Cl-、CO32-和其他有机酸根离子),与地壳元素(主要以氧化物形式存在)相结合的氧元素和水等。

  表4北京市汽油车排放可吸入颗粒物PMt.成分谱组分轻型汽油车平均重型汽油车车型系数加权平均平均值标准偏差合计表5北京市柴油车排放可吸入颗粒物PMt.成分谱组分A场轻型柴油车A场重型柴油车D场公交柴油车车型加权平均平均值标准偏差平均值标准偏差平均值标准偏差平均值标准偏差合计不同类型机动车排放PMi.成分谱差异明显,含量丰富的组分为OC、EC、SO42、NO3和NH4他研究数据相比39,成分谱中地壳元素(Al、Si和Mn)的含量明显降低,该研究提出的采样方法测得的成分谱避免了道路扬尘、轮胎磨损等影响。

  2.3组分特征分析汽油车排放颗粒物中OC为26. 97%,含量最高,其次是瓦只4+133和8042-,未知组分为23.46%.柴油车排放颗粒物中EC为27.58%,含量最高,其次是OC、Ca、Na、NO3-、SO/-和NH/.汽油车与柴油车排放颗粒物中OC相差不多,但柴油车排放EC的质量分数比汽油车多16.16%,是汽油车的2.4倍。汽油车排放PMW颗粒物中OC和EC的百分比为38. 38%,而柴油车则为49.08%,因此,机动车尾气排放是大气中EC和OC的重要来源。

  +的质量百分比约为8.10%,是柴油车1.51%的5.3倍;汽油车排放-分别为7.85%和3.42%,而柴油车则为2.06%和1.81%;汽油车OC含量和二次离子的含量均比柴油车高。测试数据表明,北京市汽油车、柴油车机动车排放颗粒物中SO/-质量分数分别为3.42%和1. 2002年的测试结果8.57%相比降低明显,这可能是由于北京市在2008年推广使用国四标准燃油、燃料中的S含量大幅降低引起的。

  69%,是汽油车6.25%的1.7倍。这可能与柴油中含添加剂、并使用钙基润滑油有关。

  有机碳与元素碳比值(OC/EC)常用来分析碳质气溶胶的排放及转化特征。该研究所得汽油车排放PMi.中汽油车的OC/EC(2.36)是柴油车(0.78)的3倍(如所示)。轻型汽油车排放PI.中的OC含量比重型汽油车高出20. 4%,但其EC含量则比重型汽油车低52. 5%.轻型柴油车排放PMW中的OC含量比重型柴油车低7.2%,而EC含量则比重型柴油车高67. 0%.其中重型汽油车的OC/EC为3.47,高于轻型汽油车(2.34);公交重型柴油车的OC/EC为0.43,公交车的维修保养状况较好,而普通载货重型柴油车的OC/EC为1.09,是公交柴油车的2. 5倍,这可能是有载货车辆的维修保养状况较差引起的。

  2.5主要离子平衡分析NH/与N3和SO42-来源于石油、煤等化石燃料高温燃烧过程产生烟气中的二次转化过程,机动车排放PMW中的SO42-,NH4+和NO3-可被认为机动车尾气排放的二次转化产物。分析数据如表6所示。汽油车排放PMW中的二次转化产物(SO42-+NH4++NO3-)的质量分数为19.37%,是柴油车(3. 57%)的5.4倍,其中轻型汽油车与重型汽油车基本相同;轻型柴油车的二次离子含量(SO/-+NO3-+NH/)的质量分数2.1%是重型柴油车4. 7%的一半,汽油车气态污染物向颗粒态的凝结和二次转化要高于柴油车。

  由于北京市汽油车占车辆总数的93%以上,汽油车对空气中的二次转化离子(SO/- -)的贡献较大。

  汽油车排放的颗粒物中的NH/浓度很高,NH+与SO42 -、N3-中和反应后仍过剩56. 32%,表明NH4+没有被强酸根离子(SO/-和NO3-)完全中和,而且还可能与其他阴离子(如Cl-或弱酸根离子)反应生成其他颗粒产物,汽油车是重要的NH/排放源。柴油车排放的颗粒物中的NH+与SO42 -、N3-中和后仅过剩15. 39%,表明柴油车排放NH4+基本被强酸根离子(SO/完全中和。

  表6机动车排放PMW中阴阳、离子数据表指标轻型汽油车重型汽油车汽油车加权平均轻型柴油车重型柴油车柴油车加权平均中和反应后过剩NH+浓度m03molm3)NH+过剩比/%注:计算未归一化处理。

  3结论在尾气检测线上利用稀释通道采样器随机采集机动车排出颗粒物(PMW)的采样方案经济简便、可操作性较强。首次提出了机动车排放颗粒物样品代表性的评判方法一车龄分布相关系数法。计算结果表明,该机动车尾气采样方案从车辆类型和车龄分布上代表性较好。

  北京市机动车排放PMi.中含量丰富的组不同类型机动车排放PMt.成分谱存在较大差异,汽油车排放PMt.颗粒物中OC与EC的百分比为38.38%,而柴油车则为49. 08%,汽油车的OC/EC(2.36)是柴油车(0.78)的3倍。

  离子平衡分析表明:北京市汽油车排放PMi.中的二次转化产物(SO42-的质量分数为19.37%,是柴油车(3.57%)的5.4倍,汽油车排放NH4 +是柴油车的5.3倍;汽油车排放的NH4+约有56.32%未被强酸根离子(SO/-和NO;-)中和,是重要的活性NH4 +排放源。

 
 
[ 行业资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 
推荐图文
推荐行业资讯
点击排行
 
网站首页 | 联系我们 | 关于我们 | 网站地图 | 排名推广 | 网站留言 | RSS订阅 | 鲁ICP备15037454号-5      鲁公网安备 37030402000785号
 
关闭