壓燃式發(fā)動機顆粒物排放理化特性及其對大氣環(huán)境的影響.pdf

1、高濃度的大氣懸浮顆粒物對大氣能見度、人體健康及氣候變化均有著嚴重的影響，隨著我國機動車保有量的不斷增長，機動車顆粒物排放已成為城市大氣懸浮顆粒物的重要來源。對機動車排氣顆粒物理化特性的研究是正確認識顆粒物生成機理及其環(huán)境健康效應的基礎，并可為判斷大氣懸浮顆粒物的污染來源，進而制定污染排放控制措施提供科學的依據(jù)。本文分別基于臺架實驗和道路實驗兩種方法對機動車顆粒物排放的理化特性做了系統(tǒng)深入的研究，并進一步提出了新的針對道路微環(huán)境下不同車型

2、機動車顆粒物排放因子的計算方法，主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)針對超低硫柴油、低硫柴油和生物柴油三種不同燃料，在臺架實驗條件下，采用基于數(shù)量和質(zhì)量兩種不同方法研究了壓燃式發(fā)動機排氣顆粒物揮發(fā)性及其粒徑分布特征。研究表明，相對低硫柴油，燃用生物柴油可以有效降低發(fā)動機排氣顆粒中揮發(fā)性成分的比排放率，然而相對超低硫柴油，燃用生物柴油所產(chǎn)生顆粒物中揮發(fā)性物質(zhì)成分的比排放率有所增加，其揮發(fā)性物質(zhì)成分主要集中在小尺寸顆粒物中。
　　

3、 (2)研究了不同發(fā)動機工況、不同動力學粒徑、不同燃油條件下發(fā)動機排氣顆粒物形態(tài)、內(nèi)部納米結(jié)構(gòu)及氧化活性。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機顆粒物的氧化活性主要取決于顆粒物基本粒子尺寸、揮發(fā)性物質(zhì)比例及內(nèi)部納米結(jié)構(gòu)特征等。由于燃用生物柴油所產(chǎn)生顆粒物較小的基本粒子尺寸、較高的揮發(fā)性物質(zhì)比例以及相對短小、扭曲的內(nèi)部碳層結(jié)構(gòu)，其在熱重實驗中表現(xiàn)出相對超低硫柴油、低硫柴油顆粒物更強的氧化活性，與此同時，顆粒物的基本粒子尺寸、揮發(fā)性及內(nèi)部碳層結(jié)構(gòu)又與缸內(nèi)燃燒條

4、件、動力學粒徑有著密切的關系。
　　 (3)通過臺架實驗，研究了不同發(fā)動機負荷、不同動力學粒徑以及燃油特性對顆粒物主要成分的影響，成分研究內(nèi)容主要包括有機碳、元素碳及16種多環(huán)芳烴。試驗結(jié)果表明，燃用生物柴油對顆粒物排放的抑制效果主要表現(xiàn)在燃燒生成的成分，如元素碳、大分子量的多環(huán)芳烴等，同時顆粒物的主要成分亦存在著明顯的負荷變化及粒徑分布特征。
　　 (4)選取了上海地區(qū)一條典型的高速公路，開展了機動車排氣顆粒對大氣環(huán)境

5、影響的研究，分別考察了白天和晚上道路微環(huán)境下大氣懸浮顆粒物的理化特性，并與背景樣品做了對比，主要測試內(nèi)容包括不同粒徑顆粒物的形貌、質(zhì)量濃度及所包含的有機碳、元素碳、水溶性離子及多環(huán)芳烴的質(zhì)量濃度。實驗發(fā)現(xiàn)機動車對環(huán)境顆粒物的影響主要集中在＜400nm的粒徑范圍內(nèi)，在顆粒物主要成分中，機動車排放對元素碳、硝酸鹽及多環(huán)芳烴濃度的影響最為明顯?；谂_架實驗所獲得的柴油發(fā)動機的排放源特征，采用正交矩陣因子法對路邊顆粒物樣品的主要成分進行源解析研