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基于车辆模型的尾气排放因子研究

Farnaz Takizad1*

1伊朗伊斯兰阿扎德大学托内卡邦分校环境系

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.7.1.13

伊朗生产的乘用车的碳氢化合物和一氧化碳排放量非常高本研究试图对2004年,2006年和2008年生产的三种车型(Pride,标致206和萨曼)进行技术检查,以检查HC和CO排放量。采用MGT5装置对该车尾气排放系数进行了测量研究结果表明,2006年生产的标致Pride和206以及2004年生产的沙曼在HC生产中污染最严重。2004年,大部分二氧化碳排放来自汽车生产。沙曼和普赖德的排放量分别最低和最多。2008年生产的车辆接近欧四标准。然而,自2004年以来生产的车辆符合欧II标准。随着车龄的增加,排放也随之增加。


HC和CO排放;车辆;骄傲;Samand;标致206

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李志刚。基于车辆模型的汽车尾气排放因子研究。生态学报,2012;7(1):79-85 DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.7.1.13

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李志刚。基于车辆模型的汽车尾气排放因子研究。环境科学学报,2012;7(1):79-85。环境科学学报,2012;7;79-85。可以从://www.a-i-l-s-a.com/?p=1859


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收到: 2012-05-09
接受: 2012-06-10

介绍

许多空气污染物的排放已被证明对公众健康和自然环境有各种各样的负面影响。排放的主要污染物包括:碳氢化合物、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、颗粒物质、硫氧化物(SOx)、挥发性有机化合物(VOCs)。碳氢化合物是毒素。碳氢化合物是烟雾的主要来源,而烟雾是城市地区的一个主要问题。一氧化碳中毒也是一个主要杀手。到1964年,在美国销售的大多数新车都配备了PCV, PCV很快成为全球所有车辆的标准设备(Rosen和Erwin, 1975)。

20世纪50年代初,一位加州研究人员首次将空气污染和汽车联系起来,他认为洛杉矶上空烟雾弥漫的罪魁祸首是交通。当时,典型的新车每英里排放近13克碳氢化合物(HC),每英里排放3.6克氮氧化物(NOx),每英里排放87克一氧化碳(CO)(《汽车排放里程碑》,1994)。排放水平取决于许多参数,包括与车辆有关的因素,如车型。尺寸,燃料类型,技术水平和里程,以及速度,加速度,档位选择,道路坡度和环境温度等操作因素(Boulter, 2007)。驱动汽车的动力来自发动机中燃料的燃烧。汽车的污染来自这种燃烧过程的副产品(废气)和燃料本身的蒸发(汽车排放,1994)。

类似地,福特汽车公司化学部研究人员在1992年的Aerostar货车上安装了傅里叶变换红外仪器,以高时间分辨率测量道路上大约20种排放(例如,CO, CO2,甲烷,总碳氢化合物,NO等)(Jession, 1994)。柴油发动机虽然有很多优点,但它们也有缺点,即排放大量的颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx),以及较少的碳氢化合物(HC),一氧化碳(CO)和有毒空气污染物(制造商排放控制协会,2009)。

空气污染是德黑兰最严重的环境问题,火花点火发动机的废气排放是问题的主要部分。沉积物在发动机内表面的形成和积累会对车辆的尾气排放产生不利影响。人们认为一些燃料添加剂由于其清净性可以去除这些沉积物。研究发现,脱碳工艺可以显著降低尾气CO和HC的排放。Peykan和Pride汽车的排放量在脱碳后显著下降(Daryabeigi Zand), 2007)。

如果以20年为单位计算乘用车的使用寿命,这意味着1982年之前出厂的1541200辆旧车占伊朗全部乘用车的40.21%。据统计调查,汽车污染空气的份额约为60%,其他排放物约为40% (Khanfekr), 2009)。德黑兰每年大约产生150万吨污染物。一氧化碳在这种材料中占很大比例(Roshan Zamir和Eikani, 2004)。鉴于伊朗生产的乘用车中碳氢化合物和一氧化碳排放的份额非常高,本研究试图对2004年,2006年和2008年生产的三种车型(Pride,标致206和Samand)进行技术检查,以检查该车产生的碳氢化合物和一氧化碳排放量。

材料与方法

技术检查作为一种公认的方法,由世界各地的政府机构或准政府机构进行,以评估符合规定的安全和污染标准的车辆。本研究于2011年完成,并尝试使用车辆技术检验中心前几年收集的数据。根据生产经营年限,对国产三种车型(Pride、标致206、沙曼车型2004、2006、2008)的排放量进行了比较。

采用MGT5装置对汽油动力汽车的废气排放因子CO2 - CO - HC - O2 - NO进行了测量。如果车辆状态不佳或点火系统性能有缺陷,废气污染物就会超标。该装置由一个安装在汽车排气管和泵内的Propp组成。MGT5装置利用计算机系统对废气进行分析,并在显示器或LED上显示。然后打印整车测试结果。车辆废气CO和HC排放量、使用年限和车型是本研究的输入数据。值得注意的是,通过技术审查的测试量如下:在自动喷油器中,对于CO气体的批准编号是2.5,而HC气体的批准编号是250。

结果与讨论

注意表1,沙门汽车的HC排放与2004年标致生产的206之间没有显著差异。也就是说,虽然排放量相近,但今年生产的“沙曼德”、“骄傲”和“206标致”的排放量相差0.05%。2006年和2008年生产的车辆HC排放之间没有显著差异,除了2008年生产的Pride和Samand汽车,这种差异是显著的,因为Samand汽车更现代化。

对2004年、2006年和2008年生产的汽车CO排放量进行相关测量的结果表明,只有标致206与2008年生产的Pride之间的排放量没有显著差异。在本研究中,不同年份生产的其他车辆的CO排放量在0.05%的水平上存在显著差异(表2)。Kelly和Groblicki, 1993年发现,在发动机的中等到重型负荷下,车辆在燃料浓缩条件下运行,导致CO排放量比正常化学计量操作时高出2500倍(HC为40倍)。

勒布朗1995年在他们的研究中似乎能够充分区分与发动机和车辆操作的不同有关的CO排放效应。然而,应该指出的是,正在进行的研究中已经注意到,车辆对车辆CO排放对操作模式变化的响应存在很大的可变性,这表明仅基于车辆速度和加速曲线的模型可能无法为车队提供足够的CO排放率预测能力。

1995年,德黑兰空气中97%的CO和92.8%的HC是由交通部门的污染造成的(能源部,1996年)。2008年,伊朗乘用车排放的HC和CO分别占59%和88%(能源部,1999年)。Yli-Tuomi(2005)通过对芬兰道路车辆细颗粒物、NOx和CO排放的研究得出:相对于固定地点的城市PM2.5,街道空气中Cu、BC、Fe和Zn的PM2.5浓度升高。天气和道路条件对PM浓度的影响大于城市和公路交通环境之间的差异。

表1:相关性测量Pride,标致206和Samand, 2004年,2006年和2008年的生产之间的HC量使用Pearson相关检验。 表1:Pride,标致206和萨曼,2004年生产的HC量的相关性测量
在2006年和2008年使用了Pearson
相关测试。

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表2:通过Pearson相关检验,对Pride、标致206和Samand在2004年、2006年和2008年生产的CO含量进行了相关性测量 表2:相关性测量的骄傲,标致206和沙曼,2004年,2006年生产的CO量
使用Pearson相关检验

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表3:欧洲乘用车CO排放标准(g/km)。 表3:欧洲乘用车CO排放标准(g/km)。
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表4:2004年、2006年和2008年三款车型的平均HC和CO排放量:Pride、标致206和沙曼 表4:2004年、2006年和2008年三款车型的平均HC和CO排放量:Pride、标致206和沙曼
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伊朗政府本着环保和防止空气污染的原则,制定了时间线标准,限制汽油、柴油和双燃烧器车辆、国产车和进口车以及摩托车的排放。据此,2010年和2011年轻型车、半重型车和重型车的排放标准为欧II,而2012年、2013年和2014年必须达到欧IV标准。表3显示了乘用车CO排放的欧洲排放标准。

表4的结果表明,2006年标致生产的Pride和206以及2004年生产的Samand在HC生产中污染最严重。2004年的汽车生产排放的二氧化碳最多。沙曼和普赖德的排放量分别最低和最多。

根据表4的结果可以说新车型更接近国际标准,我们看到了气体排放的减少。将二氧化碳排放量与欧洲排放标准进行比较,可以看出2008年生产的车辆接近欧四标准。然而,自2004年以来生产的车辆符合欧II标准。随着车辆使用年限的增加,排放量也在增加。

库恩2004年,通过将牌照id与州登记数据进行匹配,得出排放因子与车辆年龄、重量类别和燃料类型相关。未观察到PM(颗粒物)排放与VSP(车辆比功率)之间的关系。轻型汽油车PM排放因子随车龄增加而增加。对于车龄不足20年的车辆,HC排放因子的一致性很好。车龄不足13年的车辆一氧化碳排放系数比测量的一氧化碳排放系数大2倍。实测NO排放因子比7 - 15年车龄车辆的排放因子大50%,但与7年车龄以下车辆的排放因子一致。实测PM排放因子随车龄明显增加。

(2012)表明,具有高BC EFs的卡车通常没有高NOx EFs,反之亦然,这表明目前在北京和全国范围内实施的排放标准对NOx排放控制的影响有限。因此,有效的多污染物控制策略和使用中的合规计划对于减少运输部门的总体排放至关重要。

表5:相关性测量生产年份(2004年,2006年和2008年)之间的HC数量,使用t检验三个模型:Pride, Samand和206标致 表5:相关性测量生产年份(2004年,2006年和2008年)之间的HC数量,使用t检验三个模型:Pride, Samand和206标致
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表6:相关性测量生产年份(2004年,2006年和2008年)的CO量,使用t检验三个模型:Pride, Samand和206 Peugeot 表6:相关性测量生产年份(2004年,2006年和2008年)的CO量,使用t检验三个模型:Pride, Samand和206 Peugeot
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另一种用于测量三种车型不同年份HC和CO排放量的检验是t检验。该测试是在2004年,2006年和2008年对一种产品进行的。结果表明,2004年、2006年和2006年生产的标致汽车的HC排放量在0.05%的水平上存在显著差异。2004年和2008年、2006年和2008年生产的车型之间的差异在0.01%的水平上非常显著(表5)。注意表6,2004年和2006年、2004年和2008年、2006年和2008年的沙曼、骄傲和206标致的CO排放量在0.01%的水平上有显著差异。这是在新车中减少HC和CO排放的原因。

洪仔实验结果艾尔,2000),表明在用摩托车的CO和THC的排放量明显高于新摩托车,但不包括NOx,二冲程摩托车的THC排放量远高于四冲程摩托车。在所有五种驾驶模式下,在用摩托车的voc(挥发性有机化合物)排放量都高于新摩托车,二冲程发动机的排放量高于四冲程摩托车。在试驾周期中,减速模式和怠速模式的VOCs排放量占排放总量的最大。

不同类型的研究对氮氧化物的排放有合理的一致性,但对其他污染物排放的一致性是定性的。遥感研究表明,NO的排放呈正态分布,而CO和HC的排放向少数高排放车辆倾斜。(Yanowitz。, 2000)表明,PM、CO和HC的平均排放量在过去二十年中有所减少,但NOx的平均排放量没有变化。因此,针对颗粒物的排放法规在一定程度上是有效的,尽管根据标准的变化,颗粒物的减少程度低于预期。排放法规显然未能有效减少使用中的氮氧化物。相比之下,据估计,公共汽车的行驶里程还不到重型汽车行驶里程的5%。

结论

当今影响车辆排放问题的重要因素之一是车辆的收税问题。在欧洲和世界上其他发达国家,税收取决于他们的污染。高消耗和高污染车辆缴纳更多的税。为使排放标准接近国际标准,应使非标准产品和完全符合标准的车辆和建筑技术检查中心合法化,努力改善伊朗的污染问题。

参考文献

  1. 汽车排放:概述。美国环境保护署办公室移动源。美国环境保护署。400 - f - 92 - 014(1994)。
  2. 博尔特,p.g.,梅卡雷,i.s.,巴洛,T。J.,道路车辆瞬时排放模型综述。交通研究实验室,每年发表项目报告267份。版本:最终版(2007)。
  3. Daryabeigi Zand, A, Nabi bidhendi, G., Mikaeili, A., Pezeshk, H.,沉积物控制添加剂对汽油发动机排气CO和hc排放的影响(案例研究:德黑兰)。交通运输研究D辑:交通运输与环境,12(3):189-194(2007)。
  4. 美国能源部。了解伊朗能源部门并提供基本数据。环境部。伊朗。(1999)。
  5. 美国能源部。1999.在伊朗开发电动汽车的可行性。规划办公室。德黑兰大学技术学院。伊朗。(1999)。
  6. 蔡宏,徐春云,王勇,林寅,林伟,郑天峰,等。摩托车尾气排放因子的分析与分析,环境科学学报,34(8):447 - 454(2000)。
  7. 与发动机参数和驾驶模式相关的车载排放测量研究。第四届中国公路车辆排放研讨会论文集,圣地亚哥,加利福尼亚,3(41):3-58(1994)。
  8. Kelly, N.A.和Groblicki, p.j.,《洛杉矶一辆现代量产汽车的真实排放》。环境科学与技术,43(3):391 - 397(1993)。
  9. Khanfekr, A., Amroni Hoseini, M., Nemati, Z., Arzani, K., Azadmand, M.,混合动力汽车Roa催化转化器的生产及其与进口伊朗Khodro催化转化器的比较。环境科学技术,11(2):87-95(2009)。
  10. Kuhns, H. D, Mazzoleni, C., moosm ller, H., Nikolic, D., Keislar, R. E., Barber, P. W., Li, Z., Etyemezian, V., Watson, J. G.,拉斯维加斯道路汽油和柴油发动机车辆的PM, NO, CO和hc排放因子的遥感。环境科学,322(1-3):123-137(2004)。
  11. LeBlanc, D. C., Saunders, F . M., Meyer, M. D., Guensler, R.,驾驶模式变化及其对车辆一氧化碳排放的影响。交通运输研究委员会。1472,ISSN: 0361-1981。45-52(1995)。
  12. 排放控制制造商协会。,改进柴油动力车辆的排放控制。1730 M街,NW,套房206,华盛顿特区20036(2009)。
  13. 罗森,e.d.,欧文,M.,彼得森汽车故障排除和维修手册。Grosset & Dunlap, Inc.Isbn 978-0-448-11946-5(1975)。
  14. Roshan Zamir, S., Eikani, M. H.,德黑兰空气污染研究。第三届伊朗能源全国会议。伊朗(2004)。
  15. Yanowitz。麦考密克J。r.l.和格拉博斯基。硕士,重型柴油车辆在使用中的排放。环境科学技术,34(5):729-740(2000)。
  16. Yli-Tuomi, T., Aarnio, P., Pirjola, L., Makela, T., Hillamo, R.和Jantunen, M.,芬兰道路车辆的细颗粒物、氮氧化物和一氧化碳排放。大气环境,39(35):6696-6706(2005)。
  17. 王晓霞,Westerdahl, D,胡建军,吴,Y, Yin, H, Pan, X, Zhang, M., 11 .中国两个城市道路上柴油车氮氧化物和黑碳排放因子。大气环境,46(6):45-55(2012)。