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摘要:随着生活水平的不断提高以及城市化进程的加快,永城市机动车数量由2012年的12万辆,,增至2013年的13万2000辆,加上气象条件的影响,很容易形成雾霾。因此,机动车的污染防治也成为城市治理大气污染的重中之重。本文针对永城市机动车的现状和污染防治工作进行研究,并提出了对氮氧化物的削减措施,突出了永城市的机动车污染防治特点,具有一定的可操作性。
主题词:永城市;机动车;污染;防治
中图分类号:Q958文献标识码: A
一、机动车减排背景
“十二五”以來,特別是進入到2012年、2013年,“雾霾”成为中国最热门的流行语,也成为华北、华东、华南地区挥之不去的阴影。2013年环保部发布的数据则显示,跟随大雾笼罩的范围,从华北到中部乃至黄淮、江南地区,都出现了不同程度的污染和严重污染。尤其是北京、天津、石家庄等城市由于低空近地面的空气污染物久积不散,主城地区连续出现空气质量重度污染和严重污染,包括PM2.5、PM10、硫酸或硝酸盐等主要污染物徘徊在较高、超标浓度水平,形成严重的雾霾天气,严重影响了人们的身心健康和日常出行,引起了全社会的广泛关注。根据环保部发布的《2013年中国机动车污染防治年报》,公布了2013年全国机动车污染排放状况。年报显示,我国已连续五年成为世界机动车产销第一大国,与此同时机动车污染已成为我国空气污染的重要来源,是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因,机动车污染防治的紧迫性日益凸显。
二、永城市机动车现状与发展趋势
永城位于豫、鲁、苏、皖四省结合部,背靠华北,左邻华东,接近沿海,素有“豫东门户”之称。历史悠久,气候宜人,交通便利,资源丰富,经济发达,是河南省东引西进战略的桥头堡城市,河南省重点建设的区域性中心城市,河南省生态建设市,河南省卫生城市。是全国六大无烟煤基地之一,华东工业的能源后方,也是国家唯一授予“中国面粉城”称号的城市。连霍高速、310国道等均在永城市区纵横交汇;郑徐高铁正在建设,预计2016年投运;徐宿铁路正在设计,预计2018年建成投运。近年来,永城市经济得到快速的发展,机动车数量迅速增加,由2010年的8万辆急增至2013年13万2000辆,年均增长10%,2013年一度增长22.2%。以2013年为例:机动车氮氧化物排放量为5446.05吨,一氧化碳16183.6吨,碳氢化合物2357.22吨。机动车氮氧化物排放量占40%。大气污染从以煤烟型污染为主的大气污染向以氮氧化物排放与煤烟型结合的的复合型大气污染。采取何种措施,控制和减少牢机动车污染物排放已成为环保部门亟需解决的环境问题。
三、机动车排放的污染物对大气环境的影响分析
(一)机动车排放的污染因子分析
机动车尾气中出80多种有害物质,其中以CO、CO2、HC、NOX.、SO2和颗粒物为主。机动车发动机每燃烧1kg汽油,排放150-200g的CO,4-8gHC,4-20gNOX。CO是燃料不完全燃烧而产生的中间产物;NOX是在燃机气缸内产生的,其排放量取决于燃烧温度,时间和空燃比。
(二)机动车污染因子排放源强分析
通过对汽油机汽车和柴油机机车在不同运行情况下的污染物排放强度,可以看出,柴油机、排放小于0.5%,汽油机小于10%,汽油机为柴油机的20倍以上;柴油机HC排放量小于500PPM,汽油车小于300ppm0,汽油车为柴油车的5倍以上,柴油机的NOX的排放量1000-4000ppm,汽油车为2000-4000ppm。机动车在城区道路上行驶时,怠速时间占总运行时间的17.77%,加速时间为29.11,减占27.16%,匀速占25.95%,平均车速只有14.14km/h,因此,路况因素也会进一步增加了机动车污染物的排放。
表1不同燃料在不同工况下的污染源强分析
((三)永城市空气污染现状
空气污染是指由于人类自身活动产生的或天然的原因,使得大气中的一些物质超过其正常的本底含量,对人体和动植物及其他物品产生不良影响的大气状况。其形成原因也较复杂,大致来说影响空气质量的主要因素有两个:一个是污染物质的排放量,另一个是气象条件。
图1为永城市2010-2013年以NO2、SO2年均浓度的变化规律图,可以看出,SO2尝试呈先降后升的趋势;NO2浓度亦呈先降后升的趋势,但均超过国家二级标准,NO2年均值在0.1-0.139mg/m3之间;通过计算发现NO2、SO2、HC比率的变化整体先降后升的趋势,2011年达历史最高峰。NO2污染均超过SO2污染,说明永城市的大气污染已由过去的煤烟型污染向机动车污染转化,NO2已成为主要污染物。
(四)机动车排放分担率
根据永城市机动车辆构成比率以及各类车型的出行量,再依据机动车污染排放因子可计算出汽油车各类的污染排放分担率见表3.
qi=Qi/Q*100%
式中,qi某类省油车的污染排放量占汽油车污染排放总量的百分比;Q为某类型汽油车的污染排放量,kg/m3。从表三可以看出,在移动源排放的污染中,小型车(出租车、其他小型车)和摩托车是一氧化碳、碳氢化合物的主要排放源;公共汽车在氮氧化物分担率已占22.35%,若同时考虑柴油车、公共汽车在氮氧化物在各类车辆中污染排放分担率将更高。所以在移动源排放的污染源中,公共汽车等大型车是氮氧化物的主要排放源之一,而摩托車对氮氧化物的污染分担率最低。
通过对永城市机动车废气排放的特性和现状进行研究,并根据永城市空气污染现状以及对于机动车的污染物排放因子和各类车型排放分担率进行研究分析得出以下结论。
(1)永城市机车保有量逐年递增,从2010年到2013的平均增长率为10%,2013年达到22.2%.
(2)机动车排放已成为永城市的主要污染源。机动车排放污染分担率CO为86.8%,HC为97.4%,NO2为38.2%。
(3)NO2污染在永城市大气污染中的比重越来越大,大气污染类型已从过去的煤烟型向现在的机动车尾气型转化,C O污染有轻微下降。
(4)在机动车排放的污染中,小型车(包括出租车)、和摩托车是CO、HC的平方根排放源;公共汽车等大型车是NO2的主要排放源。所以对永城市机动车污染控制应着重控制摩托车、小型车(特别是轿车和出租车)、公共汽车的污染排放。
五、建议
永城市人民政府已制定了《永城市蓝天行动计划》及相应的法规和管理办法,但还要通过更有效的控制和管理措施来控制机动车的尾气排放。因此建议采用以下措施。
一是成立了强有力的机动车污染减排工作领导小组。由市政府领导挂帅,公安、发展和改革委、环保、商务等部门一把手任成员。
二是全面实施第四阶段机动车排放标准,严格二手车转入条件,严格控制机动车新增污染物排放量。
三是严格实行“黄绿标”发放制度,分期淘汰2005年前注册的尾气排放达不到国Ⅰ标准的运营汽油车和污染物排放达不到国Ⅲ标准的运营柴油车。
四是尽快提升车用燃油品质。燃料的品质对机动车的排放控制也是一个关键因素,对应于机动车排放标准要求,应尽快推进第五阶段标准车用汽油标准,来确定对汽油质量的要求。
五是大力发展清洁公交,发展电车、LPG车辆可有效地消除和减少CO、HC、NOX和颗粒物的排放。
参考文献:
1、郜明、王丹丹.我国城市机动车污染控制与对策初探.2007
2、林巍、刘春华.机动车污染综合控制与防治对策研究.环境科学进展.1997
3、谢晓东、张远航、唐孝炎.我国城市城区机动车污染现状与研究.环境科学研究.2000
4、金小山.广州市机动车尾气污染现状控制与控制措施.汽车节能2009
5、覃有均、陈鲁言.汽车尾气污染.中山大学出版社.1995
主题词:永城市;机动车;污染;防治
中图分类号:Q958文献标识码: A
一、机动车减排背景
“十二五”以來,特別是進入到2012年、2013年,“雾霾”成为中国最热门的流行语,也成为华北、华东、华南地区挥之不去的阴影。2013年环保部发布的数据则显示,跟随大雾笼罩的范围,从华北到中部乃至黄淮、江南地区,都出现了不同程度的污染和严重污染。尤其是北京、天津、石家庄等城市由于低空近地面的空气污染物久积不散,主城地区连续出现空气质量重度污染和严重污染,包括PM2.5、PM10、硫酸或硝酸盐等主要污染物徘徊在较高、超标浓度水平,形成严重的雾霾天气,严重影响了人们的身心健康和日常出行,引起了全社会的广泛关注。根据环保部发布的《2013年中国机动车污染防治年报》,公布了2013年全国机动车污染排放状况。年报显示,我国已连续五年成为世界机动车产销第一大国,与此同时机动车污染已成为我国空气污染的重要来源,是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因,机动车污染防治的紧迫性日益凸显。
二、永城市机动车现状与发展趋势
永城位于豫、鲁、苏、皖四省结合部,背靠华北,左邻华东,接近沿海,素有“豫东门户”之称。历史悠久,气候宜人,交通便利,资源丰富,经济发达,是河南省东引西进战略的桥头堡城市,河南省重点建设的区域性中心城市,河南省生态建设市,河南省卫生城市。是全国六大无烟煤基地之一,华东工业的能源后方,也是国家唯一授予“中国面粉城”称号的城市。连霍高速、310国道等均在永城市区纵横交汇;郑徐高铁正在建设,预计2016年投运;徐宿铁路正在设计,预计2018年建成投运。近年来,永城市经济得到快速的发展,机动车数量迅速增加,由2010年的8万辆急增至2013年13万2000辆,年均增长10%,2013年一度增长22.2%。以2013年为例:机动车氮氧化物排放量为5446.05吨,一氧化碳16183.6吨,碳氢化合物2357.22吨。机动车氮氧化物排放量占40%。大气污染从以煤烟型污染为主的大气污染向以氮氧化物排放与煤烟型结合的的复合型大气污染。采取何种措施,控制和减少牢机动车污染物排放已成为环保部门亟需解决的环境问题。
三、机动车排放的污染物对大气环境的影响分析
(一)机动车排放的污染因子分析
机动车尾气中出80多种有害物质,其中以CO、CO2、HC、NOX.、SO2和颗粒物为主。机动车发动机每燃烧1kg汽油,排放150-200g的CO,4-8gHC,4-20gNOX。CO是燃料不完全燃烧而产生的中间产物;NOX是在燃机气缸内产生的,其排放量取决于燃烧温度,时间和空燃比。
(二)机动车污染因子排放源强分析
通过对汽油机汽车和柴油机机车在不同运行情况下的污染物排放强度,可以看出,柴油机、排放小于0.5%,汽油机小于10%,汽油机为柴油机的20倍以上;柴油机HC排放量小于500PPM,汽油车小于300ppm0,汽油车为柴油车的5倍以上,柴油机的NOX的排放量1000-4000ppm,汽油车为2000-4000ppm。机动车在城区道路上行驶时,怠速时间占总运行时间的17.77%,加速时间为29.11,减占27.16%,匀速占25.95%,平均车速只有14.14km/h,因此,路况因素也会进一步增加了机动车污染物的排放。
表1不同燃料在不同工况下的污染源强分析
((三)永城市空气污染现状
空气污染是指由于人类自身活动产生的或天然的原因,使得大气中的一些物质超过其正常的本底含量,对人体和动植物及其他物品产生不良影响的大气状况。其形成原因也较复杂,大致来说影响空气质量的主要因素有两个:一个是污染物质的排放量,另一个是气象条件。
图1为永城市2010-2013年以NO2、SO2年均浓度的变化规律图,可以看出,SO2尝试呈先降后升的趋势;NO2浓度亦呈先降后升的趋势,但均超过国家二级标准,NO2年均值在0.1-0.139mg/m3之间;通过计算发现NO2、SO2、HC比率的变化整体先降后升的趋势,2011年达历史最高峰。NO2污染均超过SO2污染,说明永城市的大气污染已由过去的煤烟型污染向机动车污染转化,NO2已成为主要污染物。
(四)机动车排放分担率
根据永城市机动车辆构成比率以及各类车型的出行量,再依据机动车污染排放因子可计算出汽油车各类的污染排放分担率见表3.
qi=Qi/Q*100%
式中,qi某类省油车的污染排放量占汽油车污染排放总量的百分比;Q为某类型汽油车的污染排放量,kg/m3。从表三可以看出,在移动源排放的污染中,小型车(出租车、其他小型车)和摩托车是一氧化碳、碳氢化合物的主要排放源;公共汽车在氮氧化物分担率已占22.35%,若同时考虑柴油车、公共汽车在氮氧化物在各类车辆中污染排放分担率将更高。所以在移动源排放的污染源中,公共汽车等大型车是氮氧化物的主要排放源之一,而摩托車对氮氧化物的污染分担率最低。
通过对永城市机动车废气排放的特性和现状进行研究,并根据永城市空气污染现状以及对于机动车的污染物排放因子和各类车型排放分担率进行研究分析得出以下结论。
(1)永城市机车保有量逐年递增,从2010年到2013的平均增长率为10%,2013年达到22.2%.
(2)机动车排放已成为永城市的主要污染源。机动车排放污染分担率CO为86.8%,HC为97.4%,NO2为38.2%。
(3)NO2污染在永城市大气污染中的比重越来越大,大气污染类型已从过去的煤烟型向现在的机动车尾气型转化,C O污染有轻微下降。
(4)在机动车排放的污染中,小型车(包括出租车)、和摩托车是CO、HC的平方根排放源;公共汽车等大型车是NO2的主要排放源。所以对永城市机动车污染控制应着重控制摩托车、小型车(特别是轿车和出租车)、公共汽车的污染排放。
五、建议
永城市人民政府已制定了《永城市蓝天行动计划》及相应的法规和管理办法,但还要通过更有效的控制和管理措施来控制机动车的尾气排放。因此建议采用以下措施。
一是成立了强有力的机动车污染减排工作领导小组。由市政府领导挂帅,公安、发展和改革委、环保、商务等部门一把手任成员。
二是全面实施第四阶段机动车排放标准,严格二手车转入条件,严格控制机动车新增污染物排放量。
三是严格实行“黄绿标”发放制度,分期淘汰2005年前注册的尾气排放达不到国Ⅰ标准的运营汽油车和污染物排放达不到国Ⅲ标准的运营柴油车。
四是尽快提升车用燃油品质。燃料的品质对机动车的排放控制也是一个关键因素,对应于机动车排放标准要求,应尽快推进第五阶段标准车用汽油标准,来确定对汽油质量的要求。
五是大力发展清洁公交,发展电车、LPG车辆可有效地消除和减少CO、HC、NOX和颗粒物的排放。
参考文献:
1、郜明、王丹丹.我国城市机动车污染控制与对策初探.2007
2、林巍、刘春华.机动车污染综合控制与防治对策研究.环境科学进展.1997
3、谢晓东、张远航、唐孝炎.我国城市城区机动车污染现状与研究.环境科学研究.2000
4、金小山.广州市机动车尾气污染现状控制与控制措施.汽车节能2009
5、覃有均、陈鲁言.汽车尾气污染.中山大学出版社.1995