五角场环岛地区机动车尾气排放与污染控制研究

VIP免费
3.0 陈辉 2024-11-19 4 4 2.5MB 62 页 15积分
侵权投诉
I
目 录
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪 论...................................................................................................................1
§1.1 研究背景.............................................................................................................. 1
§1.2 课题的提出...........................................................................................................1
§1.2.1 上海市交通现状.............................................................................................1
§1.2.2 上海市机动车尾气污染现状.........................................................................2
§1.3 国内外研究现状...................................................................................................4
§1.4 本课题研究的内容和意义.................................................................................14
§1.4.1 本课题研究的内容.......................................................................................14
§1.4.2 课题研究的意义...........................................................................................14
第二章 五角场地区交通与环境现状分析...................................................................15
§2.1 试验数据采集......................................................................................................15
§2.1.1 试验仪器和试剂............................................................................................15
§2.1.2 实验原理........................................................................................................16
§2.1.3 采样................................................................................................................18
§2.2 杨浦区五角场环岛中心基本情况......................................................................19
§2.3 交通流状态分析.................................................................................................20
§2.3.1 环岛地区的车类分型研究...........................................................................20
§2.3.2 环岛地区的车流量研究...............................................................................21
§2.3.3 五角场地区车流平均车速的研究...............................................................22
§2.3.4 交通流状态现状分析小结...........................................................................23
§2.4 环境现状分析.....................................................................................................23
§2.4.1 环境质量评价标准的分级和限值................................................................23
§2.4.2 大气环境质量区的划分及其执行标准的级别...........................................24
§2.4.3 污染物排放统计分析...................................................................................25
§2.4.4 环境现状分析小结.......................................................................................26
第三章 机动车尾气排放的影响因素研究...................................................................27
§3.1 机动车尾气污染的特点.....................................................................................27
§3.2 大气污染物浓度观测结果与分析.....................................................................27
§3.3 气象参数分析研究.............................................................................................29
§3.4 交通影响因子分析与研究.................................................................................30
五角场环岛地区机动车尾气排放与污染控制研究
II
§3.5 污染物环境浓度与影响因素的关系研究..........................................................31
§3.5.1 研究方法.......................................................................................................31
§3.5.2 主成分回归的基本思想................................................................................32
§3.5.3 结果与分析...................................................................................................32
§3.6 主要影响因素和污染物浓度的关系研究.........................................................33
§3.6.1 平均车速与污染物浓度之间的关系研究...................................................33
§3.6.2 车流量与污染物浓度之间的关系研究.......................................................35
§3.7 小结.....................................................................................................................37
第四章 机动车尾气污染排放的其它影响因素研究...................................................39
§4.1 不同车型机动车尾气污染排放研究..................................................................39
§4.1.1 车辆等效排放系数的研究现状....................................................................39
§4.1.2 机动车等效排放系数....................................................................................40
§4.2 风速与气温对污染物排放的影响......................................................................42
§4.3 小结.....................................................................................................................43
第五章 机动车尾气污染控制.......................................................................................45
§5.1 机动车尾气污染的控制对策研究......................................................................45
§5.1.1 城市交通控制措施.......................................................................................45
§5.1.2 城市规划对策...............................................................................................45
§5.1.3 汽车技术及汽车燃料的改进.......................................................................46
§5.1.4 大力发展公共交通.......................................................................................46
§5.1.5 政府的干预...................................................................................................47
§5.2 小结.....................................................................................................................48
第六章 结论与建议.......................................................................................................49
§6.1 结论.....................................................................................................................49
§6.2 进一步研究的问题.............................................................................................49
附 录 ...............................................................................................................................51
参考文献 .........................................................................................................................59
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ............................................ 65
致 谢 ...............................................................................................................................67
第一章 绪论
1
第一章 绪 论
§1.1 研究背景
中国城市的空气污染己成为影响人们健康的很大问题。在城市大气污染中，
来自汽车的尾气排放物是一种十分复杂的混合物，其中的成份在 140 种以上，主
要包括汽车废气(HC、CO、NOx) 、微粒(PM)、二次污染物(烟雾、臭氧等)以及
温室效应气体(C02)、臭氧层破坏物质(氟利昂)和酸雨、酸雾、酸雪生成物质等。
这些有物质有的对人体直接有害，有的对人类生存的大气环境有害[1-11]。
由于我国汽车工业起步较晚，加上长期以来对汽车的环境技术重视不够，致
使我国的汽车环境技术与发达国家存在着明显差距。由于近十几年来，我国经济
的持续高速发展，汽车保有量和产量持续以两位数增长，从而使汽车造成的环境
问题越来越突出[12]。
越来越多的证据表明城市机动车污染己成为我国城市大气污染的主要污染
源，而十年前并非如此[13] ，在北京 2001 年的春夏两季，机动车造成的各种污染
物在整个大气污染中的分担率分别为: CO 占92%、HC 占94%、NOX占68%。即
使在秋冬季节也有 76%的CO、
94%的HC、
68%的NOX来源于机动车尾气排放[7]。
可见机动车造成的污染己经成为中国大城市的重要污染源。
汽车工业发展带来诸多利益，但是随着人民生活水平的不断提高，对生存环
境质量要求也在逐步提高，我们不能忽视由于汽车工业发展所带来的问题。如城
市道路容量、燃料及环境等，这些问题如果不能得到妥善解决，将制约汽车工业
的发展。就环境方面而言，汽车排放的废气和产生的噪声所造成的环境污染现在
就已引起社会各界的普遍关注。因此，需要加大机动车排放的研究和管理力度，
制定严格合理的法规制度，努力降低汽车排放污染对环境质量及人身健康的影响。
制定城市的机动车污染控制战略，其依据就是机动车的排放总量和分担率，也就
是说要搞清楚机动车的排放规律，其中的关键参数就是排放因子[12-16]。
§1.2 课题的提出
§1.2.1 上海市交通现状
改革开放以来，我国的城市建设突飞猛进，环境日新月异，倍受世人瞩目。
随着经济的高速发展，机动车数量发展得更快，北京市目前汽车总量已突破 260
万辆。而上海近十几年中市机动车数量也增加的非常快，由 1990 年的 21 万辆增
加到 1996 年的 70 万辆，到 2003 年底，上海市汽车保有量已经达到 170 万辆[1]，
比九十年代增长了 6倍，而目前上海市的汽车保有量已超过 180 万辆。这个数量
还是在极力控制的前提下形成的，但还是远大于道路的增加速度。在上下班高峰
时段，所见之路到处车满为患，不塞车的道路几乎没有。车辆数的迅猛增加，导
五角场环岛地区机动车尾气排放与污染控制研究
2
致了车辆通行速度慢，给上海城市交通道路的通行状况带来了极大的压力，造成
整个社会的工作效率降低，同时还加重了空气污染，已经成为制约城市发展的重
要因素。
§1.2.2 上海市机动车尾气污染现状
随着城市规划与建设的科学性，绝大部分大型工业污染生产厂家集中迁至城
市郊区，从而减少了对城市中心地带的空气污染。但是，调查研究表明，城市中
心大气质量并未得到很好地改善，原因在于：汽车数量的迅猛增长，城市交通网
络的不断拓展，汽车所排放的尾气已经成为城市中心大气污染的主要来源[2]。据
国家环保总局有关负责人表示：目前我国的环境污染已经从原来的煤烟污染型转
为燃煤与机动车污染型，机动车污染已经成为北京、上海、广州等大城市的主要
污染源。防治和控制机动车尾气污染已成为各大城市环保工作的一项重要内容。
机动车的污染物种类多，其中我们熟悉的 NOX、CO、HC 等有害污染物对低
空大气环境影响较大且危害着人类的健康。据统计，城市大气中的一氧化碳（CO）
的74%、碳氢化合物（HC）的 63%、氮氧化物（NOX）的 22%均来自汽车尾气[3]。
上海市环境科学研究院的研究表明，上海市 1995 年机动车 CO 排放量与 80 年代
末期相比增加了 2.3 倍，NMHC 增加了 0.95 倍，机动车在中心城区内的 CO 排放
量约占全市机动车 CO 排放量的 48%，NMHC 约占 40%。1997 年机动车每年排
放的 CO 增加道 38 万t，
NMHC 排放量上升至 10.0 万t。且 CO 日平均浓度为 1.27～
15.5mg/m3，平均值为 6.54mg/m3，80%的 CO 日平均浓度超过国家环境空气质量二
级标准，最高日均浓度超标 2.9 倍。NOX日平均浓度为 0.14～0.87mg/m3，平均值
为 0.37mg/m3，84%的 NOX日平均浓度值超过国家环境空气质量二级标准，最高日
均浓度超标 7.7 倍。NMHC 小时平均浓度为 0.01～4.99mg/m3，平均浓度值为
0.66mg/m3，如果与美国空气质量标准比较（我国无 NMHC 环境空气质量标准），NMHC
超标率高达 91%。
下面对机动车排放的相关污染物的危害做如下阐述[12][17]：
(1) 一氧化碳
一氧化碳是燃料不完全燃烧的产物，是汽车及内燃机排气中有害浓度最大的
产物。现代城市空气污染中 80%左右的 CO 来自于汽车排放。
一氧化碳是无色、无味、无臭的窒息性易燃有毒气体。一般城市中的 CO 水
平对植物及有关的微生物均无害，但对人体则有害，因为它能与血红素作用生成
羧基血红素。实验证明，血红素与 CO 的结合能力较与氧的结合能力大 200～300
倍，因此，使血液输送氧的能力降低而引起缺氧。CO 被人体大量吸收后会使人
发生恶心、头晕、疲劳症状，严重时会引起窒息死亡。CO 对人体的毒害程度大
第一章 绪论
3
小，由许多因素决定。空气中的 CO 的浓度大小、同 CO 接触时间长短、呼吸速
率以及有无吸烟习惯等对人们的受害程度有很大影响。
(2) 碳氢化合物
碳氢化合物是未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物。汽车排放的
碳氢化合物主要有烷烃或饱和烃 CnH2n+2、环烷烃 CnH2n、烯烃、芳香族化合物和
含氧化合物醛、醇、醚类和酮类。烷烃有 100 多种，其中直链烃最多，其碳原子
数为 1～37，带有支链的异构烷烃其碳原子数在 6以下:多环芳香烃有 200 多种；
醚、醉、酮和醛的数量在十几种到几十种不等。通常含有 1～10 个碳原子的挥发
性碳氢化合物在大气中以气相存在。含有较多碳原子的不易挥发的碳氢化合物经
常形成气溶胶或吸附在微粒物上。
饱和烃危害不大，不饱和烃危害很大。甲烷气体没有毒性。当甲醛、丙烯醛
等醛类气体含量(体积分数)超过 lx10-6 时，会对眼、呼吸道和皮肤有强刺激作用；
含量(体积分数)超过 25x10-6 时，会引起头晕、恶心、红白血球减少、贫血;超过
1000，会导致急性中毒。苯是无色气体，但有特殊气味。应当引起特别注意的是
带较多环的多环芳香烃，如苯并芘及硝基烯，是强致癌物质。此外，烃类物质还
是引起光化学烟雾的重要物质。
(3) 氮氧化物
氮氧化物是燃料在高温燃烧过程中剩余的氧与氮化合形成的产物，其主要成
分有 NO、NO2、N2O3、N2O5等，总称为 NOx。在汽车排放中主要是 NO，约占
95%，其次是 NO2，约占 5%。
NO 是无色无味气体，稍溶于水，只有轻度刺激性，毒性不大，高浓度时会
造成中枢神经轻度障碍，NO 可被氧化成 NO2。NO2是一种棕红色、强生理刺激
性有毒气体，是引起急性呼吸道疾病的主要物质，在含量(体积分数)为(0.063～
0.083)x10-6，持续 6个月，儿童的支气管炎发病率就会增加，含量(体积分数)为
0.1x10-6～0.4x10-6 就感到恶臭。NO2吸入人体后，和血液中血红素蛋白 Hb 结合，
使血液输氧能力下降，对心脏、肝、肾都会有影响。NO2会使植物枯黄，但 NO2
较易扩散，遇水易溶解，故其累积含量不会过高。NO2是地面附近大气形成光化
学烟雾的主要物质。此外 NOx 的输送还会导致区域性酸雨、富营养化等大范围污
染。
(4) 光化学烟雾
光化学烟雾是汽车排放到大气中的 HC 和NOx 在太阳光能作用下进行光化学
反应生成臭氧、醛类和过氧化酰基硝酸盐等形成的一种浅蓝色烟雾，它是一种强
刺激性有害气体的二次污染物。HC 和NO2在上午上班时间含量达到最高值；经
五角场环岛地区机动车尾气排放与污染控制研究
4
3～4小时太阳照射后，臭氧和醛类的含量达到最大值。到了晚上，臭氧和醛类等
的含量便显著降低。光化学烟雾的主要危害可归纳为四个方面。第一是光化学烟
雾中的甲醛、过氧化苯甲醛酰硝基酯、PAN 和丙烯醛等物质对眼睛的刺激。第二
是光化学烟雾中的臭氧是强氧化剂，引起胸部压缩、刺激粘膜、头痛、咳嗽、疲
倦等症状。第三是光化学烟雾中的臭氧对有机物(如橡胶、棉布、尼龙和聚醋等)
的损害。第四是使哮喘病增多，植物毁坏。
在美国，光学烟雾使农作物减产已遍及 27 个州，由于光学烟雾的毒害作用，
洛杉机市 100km 外的海拔 2000m 高山上，有大片树木枯死，柑桔严重减产。臭
氧对植物毒害作用很强，许多农作物如豆类、萝卜、洋葱、芹菜、烟叶等，与浓
度为 110ppm 的臭氧接触 8～15 小时后即会受害。光学烟雾还损害工业品，使金
属腐蚀、仪表损坏、棉布质地下降、染料褪色、橡胶老化等。另外，光学烟雾能
降低能见度（主要由光化学气溶胶引起），造成视程缩短，妨碍汽车、飞机安全行
驶，增加交通事故。
(5) 微粒
汽车排放到大气中的微粒绝大多数是直径小于 1μm的固态和液态物质，以
气溶胶、烟雾、尘埃等状态存在于大气中。汽油机和柴油机所排放的微粒是不同
的，汽油机主要是铅化物、硫酸盐和一些低分子物质，只有当烧机油时，才会出
现大量碳烟排出的现象：柴油机微粒排放比汽油机高 30～60 倍，成分也更复杂。
汽车排放的颗粒由于粒径小，能够直接进入人体的肺部，因此对人体健康的影响
更为严重。
(6) 铅（Pb）
铅污染主要影响人的神经系统，可导致智力低下。由于儿童摄入的铅剂量相
对其体重更高，而神经系统又正处于发育阶段，因此儿童是铅污染的主要受害者。
它可通过肺部、消化器官和皮肤等途径进入人体，并在体内逐渐积起来，妨碍红
血球的生长和发育。据美国环保局统计，美国每年有 10 万人死于由铅污染而引发
的心脏病。儿童的血铅水平与儿童智能发育障碍、神经系统发育等问题都有显著
的相关关系。高血铅儿童成年以后高血压、心肌梗塞和慢性肾功能衰竭的发病率
都将明显提高。
§1.3 国内外研究现状
根据调查表明，目前研究道路上污染排放的文章比较少，多数为机动车排放
因子的计算[10-15]。机动车排放因子可以用来研究机动车污染排放状况（包括机动
车本身的排放特性及其对大气污染的贡献），它表示汽车在特定运行工况下单位行
驶里程排放污染物的量，可用每运行单位距离的污染物克数来表示。在国标
摘要：

I目录中文摘要ABSTRACT第一章绪论...................................................................................................................1§1.1研究背景..............................................................................................................1§1.2课题的提出.......................................

展开>> 收起<<
五角场环岛地区机动车尾气排放与污染控制研究.pdf

共62页,预览7页

还剩页未读， 继续阅读

相关推荐

更多
立即下载
作者：陈辉 分类：高等教育资料 价格：15积分 属性：62 页 大小：2.5MB 格式：PDF 时间：2024-11-19

开通VIP享超值会员特权

  • 多端同步记录
  • 高速下载文档
  • 免费文档工具
  • 分享文档赚钱
  • 每日登录抽奖
  • 优质衍生服务

作者详情

相关内容

更多

推荐作者

热门标签

/ 62
评分 收藏
分享
立即下载 VIP免费下载
客服
关注