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我国在船舶工业,港口以及各种船舶的拥有数量方面都居于世界前列,但目前船舶尾气排放实测研究严重缺乏。因此,对我国5艘近海船舶开展了实测工作,给出了所测船舶尾气各种物质的排放浓度、排放因子,并估算了我国海洋机动渔船的污染物排放总量及空间分布;此外,通过对砣矶岛环境空气PM2.5样品的化学组分分析以及运用CMAQ模型,评估了船舶排放对环境空气的贡献。 对五艘实测船舶的CO、SO2、NOx以及PM的排放浓度比较发现,工程船HH与两艘渔船排放的所有大气污染物浓度几乎都高于另外两艘科考船。其中CO排放浓度略低于我国内河船舶CO浓度;NOx排放浓度明显低于我国内河船舶;除渔船外其他三艘船舶的PM排放浓度远低于我国内河船舶,但与其他研究有相同的浓度水平,且不同工况差异较大,而渔船PM排放浓度远高于所测其他三艘船舶。 排放因子计算结果表明:CO排放因子与发动机类型及功率有直接的关系,总体表现为工程船HH与两艘渔船具有较高的排放因子;NOx排放因子整体表现为随船速先上升后降低的趋势,同样,工程船HH的NOx排放因子远高于其他船舶,而两艘渔船排放因子略高于两艘科考船;SO2排放因子与燃油中硫含量有直接关系;两艘小功率渔船PM排放因子远高于其他近海大功率船舶,OC与EC是所有测试船舶颗粒物的主要化学组分。 本研究中以船舶实际运行工况为基础的污染物平均排放因子与其它文献的对比结果表明:五艘船的CO平均排放因子分别为30.2、6.93、9.20、27.0与43.9g kg-1 fuel,NOx平均排放因子为115、35.7、31.6、48.9与63.6g kg-1 fuel,PM平均排放因子为9.40、0.72、0.16、4.79与9.74g kg-1 fuel,而SO2平均排放因子为1.60、0.92、2.60、1.32与1.32g kg-1 fuel;工程船HH与两艘渔船具有非常高的CO、NOx及PM排放水平,基本都大于文献中的排放因子数值,且工程船HH的NOx排放因子水平超过了国际海事组织TierⅠ排放标准的两倍。两艘科考船整体具有较低的污染物排放水平整体较低,基本处于其他文献中船舶排放因子的同一水平。 船舶排放颗粒物中有机物的排放浓度规律为:两艘渔船FS1与FS2的PAHs总浓度明显高于其他三艘船舶。在16种优控PAHs中,4环芳烃所占比例最高,芘(Pyr)是船舶颗粒物中排放浓度最高的一类芳烃,甲基芴(MeFlu)是含量最多的一类甲基多环芳烃。正构烷烃是颗粒物中浓度较高的一类有机物,两艘渔船以及科考船DFH的正构烷烃浓度要远远高于其他两艘船舶。降姥鲛烷、2-甲基十九烷与3-甲基十九烷是浓度含量相对较高的三种环烷烃物质。本研究实测船舶整体PAHs排放因子低于文献研究结果;不同柴油发动机船舶的正构烷烃排放因子具有非常大的差异。 本研究中典型PAHs特征比值、正构烷烃分布特征等均表明船舶尾气排放颗粒物中有机物具有典型的化石类能源特征。OC与所有有机物都没有显著性相关,而EC与绝大多数有机物都有显著性相关。毒性因子(TEFs)法评价PAHs对人类健康威胁的结果表明:16种优控PAHs的毒性当量相当高,其中DahA的贡献率最高,其次为BaP、IcdP以及BaA等;五环的毒性当量总和对总毒性当量贡献率最高,其次为六环以及四环。 以实测渔船排放因子估算我国渔船排尾气放量及空间分布的结果表明:我国2003至2012十年间海洋机动渔船CO、NOx、HC与PM的年排放总量分别为21.4-23.4、36.9-40.4、0.28-0.31以及5.63-6.16万吨,SO2年排放量为0.86-0.95万吨。我国海洋机动渔船尾气污染物排放总量不可忽视,尤其在渔业较为发达的东南沿海地区。砣矶岛PM2.5的V/Ni均值为1.54,可与V一起作为船舶排放大气污染物的示踪物;且当V/Pb或V/Zn比值大于0.27与0.26时可认为砣矶岛地区环境空气PM2.5受船舶排放影响,低于0.11或0.09时基本不受船舶影响。以V为重油船舶尾气排放示踪物,以经验公式评估船舶排放对砣矶岛地区PM2.5的贡献可知:船舶排放对砣矶岛一次PM2.5贡献估算量在0.08至2.57μgm-3之间,均值为0.65μg m-3;船舶一次PM2.5贡献估算值占总一次PM2.5的比例在0.40%-11.76%之间,平均贡献率为2.94%。CMAQ模拟结果表明渤海船舶对我国环境空气有一定量贡献,但结果仍需优化。