汽車(chē)非甲烷有機(jī)氣體排放測(cè)試方法和影響因素

張凡 高俊華 張仲榮

（中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心）

隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步加嚴(yán)和污染物后處理技術(shù)的不斷升級(jí)，輕型車(chē)國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)[1]和歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系[2]規(guī)定的汽車(chē)尾氣排放中HC，CO，NOx等常規(guī)污染物排放已經(jīng)降低到較低的水平，而毒性更強(qiáng)的醇類(lèi)、羰基化合物和芳香烴類(lèi)等非常規(guī)污染物日益受到人們的關(guān)注。美國(guó)法規(guī)體系[3]中規(guī)定的非甲烷有機(jī)氣體（NMOG）能夠有效衡量汽車(chē)排放中常規(guī)和非常規(guī)的碳?xì)漕?lèi)污染物總量，也開(kāi)始受到了國(guó)內(nèi)環(huán)保部門(mén)和研究機(jī)構(gòu)的重視。目前在國(guó)內(nèi)并沒(méi)有系統(tǒng)開(kāi)展汽車(chē)NMOG排放測(cè)試技術(shù)的研究工作，也沒(méi)有國(guó)內(nèi)的文獻(xiàn)涉及機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中NMOG測(cè)試，因此為了更好地推動(dòng)國(guó)內(nèi)汽車(chē)尾氣排放的減排工作，文章針對(duì)汽車(chē)NMOG排放的測(cè)試方法和影響因素進(jìn)行了研究。

1 NMOG定義和標(biāo)準(zhǔn)限值

1.1 NMOG法規(guī)定義

美國(guó)加州環(huán)保署空氣委員會(huì)（CARB）頒布的加州非甲烷有機(jī)氣體測(cè)試程序[4]，將汽車(chē)排放的NMOG進(jìn)行了細(xì)分，包括醇類(lèi)化合物（ROH）、C2-C5碳?xì)浠衔?、C6-C12碳?xì)浠衔锛叭┩?lèi)化合物（RHO）等。京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿[5]中規(guī)定NMOG為除甲烷外，氧化和非氧化的氣態(tài)碳?xì)浠衔铩?/p>

國(guó)內(nèi)對(duì)于非甲烷總烴（NMHC）的定義，在環(huán)境檢測(cè)中一直存在一定的爭(zhēng)議，最早在HJ/T 38—1999《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測(cè)定氣相色譜法》標(biāo)準(zhǔn)中，定義NMHC為除甲烷以外的碳?xì)浠衔铮ㄆ渲兄饕荂2-C8）的總稱(chēng)，并且在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下，NMHC是指于氣相氫火焰離子化檢測(cè)器有明顯響應(yīng)的除甲烷外碳?xì)浠衔锟偭?，以碳?jì)[6]。文獻(xiàn)[7-8]認(rèn)為非甲烷碳?xì)渫ǔＪ侵赋淄橐酝獾乃锌蓳]發(fā)的碳?xì)浠衔铮ㄆ渲兄饕荂2-C8）。而按《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)詳解》中定義，NMHC為除甲烷以外所有碳?xì)浠衔锏目偡Q(chēng)，主要包括烷烴、烯烴、芳香烴和含氧烴等組分。烴類(lèi)物質(zhì)在通常條件下，除甲烷外多以液態(tài)或固態(tài)存在，并依據(jù)其分子量大小和結(jié)構(gòu)形式的差別具有不同的蒸氣壓，因而作為大氣污染物的非甲烷總烴，實(shí)際上是指具有C2-C12的烴類(lèi)物質(zhì)[8-9]。在HJ604—2011《環(huán)境空氣中總烴的氣相色譜法》中總烴定義是，在該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定條件下，用氫火焰檢測(cè)器所測(cè)得氣態(tài)碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏目偭?，以甲烷?jì)[10]。

ROH的定義為分子中含有跟鏈烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳結(jié)合的羥基的化合物，其官能團(tuán)為-OH。醇類(lèi)主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)視神經(jīng)有特殊的選擇作用。未燃甲醇和乙醇是醇類(lèi)燃料汽車(chē)尾氣排放中最重要的非常規(guī)污染物之一。職業(yè)接觸的空氣中甲醇最高允許濃度（MAC）為 50 mg/m3，比汽油的 MAC=350 mg/m3要嚴(yán)格得多，因此一般會(huì)認(rèn)為甲醇毒性大于汽油[11]。

RHO是醛類(lèi)和酮類(lèi)化合物的統(tǒng)稱(chēng)。醛類(lèi)物質(zhì)是醛基（-CHO）和烴基（或氫原子）相連而構(gòu)成的化合物。汽車(chē)尾氣排放的醛類(lèi)物質(zhì)一般包括甲醛、乙醛、丙烯醛、丙醛、2-丁烯醛、甲基丙烯醛、丁醛、苯甲醛、戊醛及己醛等。一般來(lái)說(shuō)，甲醛和乙醛是尾氣排放中最主要的醛類(lèi)污染物，占全部醛類(lèi)污染物排放量的70%～90%[12]。醛類(lèi)污染物均為毒性物質(zhì)，作為直接親電的一類(lèi)化合物，它們表現(xiàn)了一定的遺傳毒性。酮類(lèi)物質(zhì)是羰基與2個(gè)烴基相連而構(gòu)成的化合物。羰基是由1個(gè)碳原子和1個(gè)雙鍵氧原子組成的2價(jià)基團(tuán)。汽車(chē)尾氣排放中的酮類(lèi)物質(zhì)一般包括丙酮、2-丁酮、2,3-丁二酮、2-戊酮及環(huán)己酮等。酮類(lèi)物質(zhì)主要具有對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制和麻醉作用。一般認(rèn)為，酮類(lèi)的毒性低于醛類(lèi)，但是高于甲醇。

1.2 NMOG標(biāo)準(zhǔn)限值

現(xiàn)階段，針對(duì)NMOG排放，主要在美國(guó)法規(guī)體系中規(guī)定了限值。美國(guó)EPA自1993年開(kāi)始對(duì)過(guò)渡期的低排放車(chē)輛（TLEV）、低排放車(chē)輛（LEV）、極低排放車(chē)輛（ULEV）及超極低排放車(chē)輛（SULEV）要求滿足非甲烷有機(jī)氣體的排放標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)從2017年開(kāi)始實(shí)施Tier3排放標(biāo)準(zhǔn)，表1示出Tier3排放標(biāo)準(zhǔn)中在FTP（聯(lián)邦測(cè)試循環(huán)）試驗(yàn)下15萬(wàn)英里（241 401.6 km）使用壽命周期內(nèi)輕型車(chē)、輕型卡車(chē)和中型乘用車(chē)所有污染物按照認(rèn)證Bins的排放要求[3]。

表1 Tier3 Bins排放標(biāo)準(zhǔn) mg/mile

京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)的征求意見(jiàn)稿[5]分別對(duì) M1，M2，N1，M3車(chē)型在 I型試驗(yàn)、FTP75，US06，SC03，HWFET 4 種循環(huán)下 NMOG+NOx的排放量給出了限值：43.5，74.6，43.5，43.5 mg/km。

2 NMOG排放測(cè)試方法

針對(duì)NMOG排放，美國(guó)EPA執(zhí)行以燃料種類(lèi)劃分進(jìn)行不同測(cè)試項(xiàng)目的要求，詳細(xì)測(cè)試要求，如表2所示[4]。美國(guó)EPA的測(cè)試方法規(guī)定：使用排放分析設(shè)備（FID）測(cè)量NMHC時(shí)，使用傳統(tǒng)分析方法。使用化學(xué)分析設(shè)備（GC）測(cè)量NMHC時(shí)，測(cè)量C2-C5碳?xì)浠衔锸褂肊PA Method No.1002方法，測(cè)量C6-C12碳?xì)浠衔锸褂肊PA Method No.1003方法；測(cè)量醇類(lèi)時(shí)使用EPA Method No.1001方法，測(cè)量羰基（醛酮類(lèi)）時(shí)，使用EPA Method No.1004方法。

表2 EPA對(duì)非甲烷有機(jī)氣體的測(cè)試要求

2.1 NMHC測(cè)試方法

從表2可以看出，在美標(biāo)中針對(duì)使用CNG燃料的汽車(chē)，NMHC排放測(cè)量需要使用GC方法，這與測(cè)量大氣環(huán)境中的NMHC方法類(lèi)似。而對(duì)于其他燃料汽車(chē)的NMHC排放，則直接使用排放分析設(shè)備自帶的FID分析單元，這與國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)測(cè)試NMHC排放的方法是一致的?，F(xiàn)階段，還沒(méi)有文獻(xiàn)系統(tǒng)地比較FID和GC測(cè)量NMHC的結(jié)果差異，特別是針對(duì)CNG或LNG汽車(chē)。

EPA中的1002和1003方法[4]是使用專(zhuān)用的氣體采樣袋進(jìn)行樣品收集、密封、避光及低溫保存，然后在氣相色譜儀中使用不同的色譜柱和升溫程序來(lái)分析C2-C5碳?xì)浠衔铮ㄝp烴）和C6-C12碳?xì)浠衔铮ㄖ袡n烴）。GC分析方法雖然已經(jīng)比較成熟，但是在國(guó)內(nèi)的化學(xué)分析文獻(xiàn)中還在大量討論大氣環(huán)境中NMHC測(cè)試方法的比較，因此仍然存在一定的爭(zhēng)議。

目前中國(guó)各級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站測(cè)定NMHC的方法主要是雙柱雙氫火焰氣相色譜法，即通過(guò)1個(gè)氣體進(jìn)樣口并聯(lián)2個(gè)六通閥，并分別連接各自的色譜柱和FID檢測(cè)器，只需1次進(jìn)樣就可同時(shí)測(cè)定氣體中的總烴和甲烷的含量，兩者相減即為NMHC的含量。如文獻(xiàn)[13]用雙柱雙氫火焰離子化檢測(cè)器同時(shí)進(jìn)樣氣相色譜法分析氣體樣品中NMHC濃度的過(guò)程中，認(rèn)為其采用的方法比現(xiàn)有方法的平行性更好、數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確且分析速度更快，各項(xiàng)指標(biāo)大大優(yōu)于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)HJ/T38—1999中的數(shù)據(jù)，且通過(guò)軟硬件改進(jìn)，解決了以前NMHC在分析中由于在時(shí)間上所引起的數(shù)據(jù)倒置及分析誤差等問(wèn)題。文獻(xiàn)[14]也采用雙氣體進(jìn)樣閥及雙氫火焰檢測(cè)器的氣相色譜對(duì)環(huán)境空氣及污染源廢氣中的NMHC進(jìn)行一次進(jìn)樣同時(shí)獲得總烴和甲烷的分析創(chuàng)建方法研究，采用了安捷倫公司的Porapak Q和玻璃微球填料填充柱進(jìn)行了試驗(yàn)。而文獻(xiàn)[15]采用單一進(jìn)樣口六通閥進(jìn)樣，Parapak Q柱和空柱2根填充柱及一個(gè)FID檢測(cè)器的氣相色譜法測(cè)定無(wú)組織大氣中甲醇、甲烷、總烴和非甲烷總烴的濃度。該方法能保持良好的重復(fù)性，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%，操作簡(jiǎn)單、靈敏且分離度好，具有較好的重復(fù)性和可靠的準(zhǔn)確度。文獻(xiàn)[16]在十通閥雙柱進(jìn)樣單檢測(cè)器的GC上進(jìn)行研究，分析了條件、氣源及定量方式對(duì)NMHC的準(zhǔn)確度的影響，綜合考慮了低基線響應(yīng)和高靈敏度。文獻(xiàn)[17]結(jié)合環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的實(shí)際情況，應(yīng)用六通閥雙柱雙檢測(cè)器氣相色譜對(duì)NMHC進(jìn)行了研究，比較了HJ/T 38—1999和HJ 604—2011對(duì)NMHC不同的測(cè)定方法的差異，建議NMHC以甲烷計(jì)更接近實(shí)際情況，認(rèn)為用甲烷和丙烷所建立標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法在定量NMHC方面是等效的，并指出了FID檢測(cè)器響應(yīng)與烴類(lèi)化合物的CH鍵個(gè)數(shù)成正比，但對(duì)非烴類(lèi)化合物的響應(yīng)比較復(fù)雜。文獻(xiàn)[18]研究了氧氣對(duì)空氣中甲烷和NMHC分析時(shí)的干擾。當(dāng)氣樣中氧氣濃度大于28.7%時(shí)，不能用國(guó)標(biāo)氣相色譜法測(cè)試總烴，總烴值應(yīng)等于總烴峰值減去該氣樣的氧值。此外，不同于傳統(tǒng)方法，文獻(xiàn)[19]采用自動(dòng)進(jìn)樣和氣體分流技術(shù)，雙柱雙檢測(cè)器氣相色譜法測(cè)定了空氣中的非甲烷，實(shí)現(xiàn)了非甲烷總烴的連續(xù)自動(dòng)分析，同時(shí)一次進(jìn)樣即可得到甲烷和總烴的數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)[20]研究了采用柱切換反吹氣相色譜法測(cè)定環(huán)境空氣中的甲烷和非甲烷總烴，通過(guò)十通閥切換使甲烷與所有非甲烷烴類(lèi)化合物徹底分離開(kāi)，實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣可直接測(cè)定甲烷和非甲烷總烴，消除雙離子化檢測(cè)器因靈敏度的差異引起的誤差。

目前國(guó)內(nèi)使用GC方法測(cè)試汽車(chē)尾氣中NMHC排放的研究?jī)H處于起步階段，有代表性的是文獻(xiàn)[21]借鑒了環(huán)境NMHC的氣相色譜分析方法，使用十通閥雙定量管取樣、六通閥雙氣路的特殊反吹分析方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)排放物中甲烷和總碳?xì)浠衔锏闹苯?、快速、?zhǔn)確檢測(cè)。對(duì)于汽車(chē)排放測(cè)試工程師來(lái)說(shuō)，由于缺乏必要的化學(xué)分析知識(shí)和實(shí)際操作培訓(xùn)，對(duì)燃用CNG車(chē)輛使用GC準(zhǔn)確測(cè)量NMHC是比較困難的。

在表2的測(cè)試項(xiàng)目中，F(xiàn)ID（排放分析設(shè)備）測(cè)量NMHC的要求最容易滿足，在以往的輕型車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)中都是按該方法測(cè)量碳?xì)浠衔锏目偭浚═HC）和NMHC，對(duì)于汽車(chē)行業(yè)從事排放測(cè)試的技術(shù)人員來(lái)講設(shè)備及方法都非常熟悉。我國(guó)輕型車(chē)國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)[1]、京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿[5]和國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿[22]，均對(duì)裝有點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛（包括汽油和CNG汽車(chē)）要求測(cè)量NMHC，車(chē)輛排放中的NMHC采用帶有FID原理的HC分析單元測(cè)量，其測(cè)量基本原理為HC分析單元中配有雙路FID檢測(cè)器，一路FID測(cè)量THC，另一路測(cè)量甲烷。測(cè)量甲烷的分析儀應(yīng)是GC+FID型，或非甲烷截止器（NMC）+FID型。用甲烷氣體標(biāo)定，以碳原子C1當(dāng)量表示。測(cè)量甲烷的FID檢測(cè)器前安裝有非甲烷截止器或色相色譜柱，其基本功能類(lèi)似一個(gè)催化器或分離器，將非甲烷碳?xì)溥M(jìn)行轉(zhuǎn)化或分離，保證在特定時(shí)間內(nèi)只有甲烷進(jìn)入FID檢測(cè)器，NMHC的值為T(mén)HC測(cè)量值與甲烷測(cè)量值的差值。使用非甲烷截止器（NMC）+FID型分析儀測(cè)量NMHC的準(zhǔn)確性取決于非甲烷截止器的轉(zhuǎn)化效率，一般要定期通過(guò)乙烷氣體檢查非甲烷的截止效率，乙烷被甲烷截止器轉(zhuǎn)化的效率要求超過(guò)98%，另外影響NMHC結(jié)果的另一關(guān)鍵因素是FID的甲烷響應(yīng)系數(shù)，該響應(yīng)系數(shù)也需要定期檢查。

2.2 醇醛酮類(lèi)測(cè)試方法

EPA中的1001方法[4]是采用裝有去離子水或純凈水的玻璃管（15 mL）收集目標(biāo)醇，而且玻璃管采集時(shí)需要進(jìn)行冰浴。然后將樣品溶液直接向氣相色譜儀進(jìn)樣，得到醇類(lèi)燃料汽車(chē)尾氣中的未燃甲醇和乙醇排放值。1004 方法[4]是使用含酸化 2，4-二硝基苯肼（DNPH）溶液的玻璃管或DNPH柱來(lái)收集樣品，樣品中經(jīng)酸化的醛酮類(lèi)化合物與DNPH反應(yīng)，生成穩(wěn)定有顏色的腙類(lèi)衍生物。加入乙腈洗脫采樣管，并將洗脫液收集于5 mL容量瓶中用乙腈定容。然后將樣品溶液自動(dòng)向高效液相色譜儀（HPLC）進(jìn)樣，得到汽車(chē)尾氣中的醛酮類(lèi)化合物排放量。

由于EPA規(guī)定的NMOG測(cè)量方法具有一定的局限性，采用EPA方法在醇類(lèi)和羰基（醛酮類(lèi)）測(cè)量過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一定的應(yīng)用難度，大部分文獻(xiàn)在研究燃燒不同油品的車(chē)輛NMOG排放的測(cè)量過(guò)程中，并不完全采用EPA的方法。如文獻(xiàn)[23]在評(píng)價(jià)汽油添加醇類(lèi)燃料對(duì)汽油車(chē)排放的影響時(shí)，聲稱(chēng)采用修改過(guò)的EPA Method No.1001測(cè)量尾氣中的未燃醇，使用修改的EPA Method No.1004測(cè)量排氣中的醛酮類(lèi)化合物，但沒(méi)有給出上述方法的具體修改細(xì)節(jié)。文獻(xiàn)[24]在評(píng)價(jià)汽油屬性對(duì)輕型車(chē)排放影響的研究報(bào)告中也采用了與EPA Method No.1001，1002，1003，1004 相近的方法測(cè)量NMOG，但也沒(méi)有給出方法的詳細(xì)描述。文獻(xiàn)[25]采用自制或文獻(xiàn)[4]的方法對(duì)燃燒天然氣和汽油的輕型車(chē)進(jìn)行了VOCs和醛酮的比較分析。文獻(xiàn)[26]針對(duì)汽車(chē)排放中羰基化合物濃度較低的問(wèn)題，使用4-氰基-2-甲氧基芐羥胺（CNET）作為吸附劑替代DNPH，能夠有效降低HPLC測(cè)量中羰基化合物的檢測(cè)限。同時(shí)，使用低溫環(huán)境[27]進(jìn)行采樣能夠提升聚合物的穩(wěn)定性，保證醛類(lèi)物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量的一致性。通過(guò)改進(jìn)的測(cè)量方法，能夠大幅提高尾氣中羰基化合物測(cè)量的精度。更有研究人員直接拋棄了EPA的NMOG分析方法，如文獻(xiàn)[28]認(rèn)為采用EPA以及CARB的方法分析醇類(lèi)汽車(chē)尾氣中的醇類(lèi)及NMOG，沒(méi)有在線性分析過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間，而且整個(gè)過(guò)程需要手工參與的環(huán)節(jié)多，故采用光譜氣體分析儀對(duì)乙醇車(chē)輛進(jìn)行了排放測(cè)量，結(jié)果顯示用光譜分析汽車(chē)排氣中的醇類(lèi)及NMOG的線性及敏感度等指標(biāo)比EPA的NMOG測(cè)試方法好。

現(xiàn)有文獻(xiàn)沒(méi)有關(guān)于NMOG分析方法建立過(guò)程的報(bào)道，而且在文獻(xiàn)中大多沒(méi)有進(jìn)行誤差分析和確定每個(gè)方法的測(cè)量不確定度。只有文獻(xiàn)[29]利用2000—2009年生產(chǎn)的21個(gè)車(chē)型共68輛車(chē)，對(duì)600多次FTP冷起動(dòng)循環(huán)NMOG排放結(jié)果進(jìn)行了測(cè)試分析，分析結(jié)果顯示，使用EPA的NMOG測(cè)試方法得到的95%的NMOG測(cè)試結(jié)果的誤差為-0.005 9～0.008 9 g/mile，對(duì)部分車(chē)輛按LA92、US06和高速公路燃油經(jīng)濟(jì)性測(cè)試循環(huán)也進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與FTP循環(huán)的測(cè)試結(jié)果相關(guān)性很好，只是隨著NMOG測(cè)量值的增大，NMOG的測(cè)量誤差增至0.010 g/mile左右。

總的來(lái)說(shuō)，針對(duì)NMOG排放的測(cè)試，大多數(shù)研究都以EPA規(guī)定的4種方法作為基礎(chǔ)，進(jìn)行方法的創(chuàng)新和改進(jìn)，但是都缺乏建立NMOG分析過(guò)程的質(zhì)量控制體系和測(cè)試方法的不確定度分析。

3 NMOG排放特性和生成機(jī)理

汽車(chē)尾氣中的NMOG排放不同于環(huán)境空氣的NMHC，除燃油或燃?xì)庥绊懸蛩赝?，汽?chē)尾氣的NMOG存在高溫、高濕、高烴類(lèi)及化合物種類(lèi)復(fù)雜等特點(diǎn)，因此在取樣、分析及定量等環(huán)節(jié)都比環(huán)境空氣及固定污染源的NMHC存在更多困難。其次由于汽車(chē)尾氣的NMOG成分和燃油、燃?xì)獾脑S多成分都相同，而且在燃燒室的燃燒（化學(xué)反應(yīng)）復(fù)雜，因此研究其生成機(jī)理和來(lái)源也非常困難。文獻(xiàn)搜索過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)NMOG總體生成機(jī)理的研究，但是有研究對(duì)NMOG的某些主要組分的變化規(guī)律進(jìn)行了探討，如烷烴、烯烴、芳香烴等NMHC和羰基、醇類(lèi)等OHC（碳?xì)溲趸铮?/p>

文獻(xiàn)[30]采用Summa罐采樣，VARIAN 3400型氣相色譜儀（FID）進(jìn)行定量、GC-MS進(jìn)行輔助定性，對(duì)5種國(guó)產(chǎn)小汽車(chē)尾氣NMHC排放特征進(jìn)行了研究，和美國(guó)相比，國(guó)產(chǎn)小汽車(chē)C4-C7烴的排放比例較高，而C2-C3烴排放比例較低。文獻(xiàn)[29]對(duì)68輛車(chē)分別使用E0，E10，E20燃料時(shí)的600多次冷起啟循環(huán)NMOG排放結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明燃料中乙醇含量對(duì)OHC中醇類(lèi)和醛類(lèi)成分有正相關(guān)影響，同時(shí)使用線性擬合的方式推導(dǎo)出NMOG/NMHC比例與乙醇含量的相關(guān)性。文獻(xiàn)[31]在1臺(tái)三菱4缸發(fā)動(dòng)機(jī)上燃用B20燃料，試驗(yàn)結(jié)果表明，甲醛和乙醛占全部醛類(lèi)排放量的75%。與柴油相比，B20醛類(lèi)的排放量下降明顯，甲醛減少量達(dá)23%。文獻(xiàn)[32]在1臺(tái)直列6缸重型柴油機(jī)上燃用蓖麻油生物柴油，試驗(yàn)不使用后處理排放控制裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作在1 500 r/min，隨著柴油中生物柴油摻混比的增加，單環(huán)芳香烴的排放量相對(duì)于燃燒柴油呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)。文獻(xiàn)[33]使用不同的DOC+SCR后處理系統(tǒng)方案，重點(diǎn)研究了排氣溫度、催化劑成分、發(fā)動(dòng)機(jī)原排成分等因素對(duì)后處理系統(tǒng)后排氣中NMHC含量的影響規(guī)律，并且對(duì)冷起動(dòng)瞬態(tài)過(guò)程中后處理系統(tǒng)前后的NMHC含量進(jìn)行了對(duì)比分析。文獻(xiàn)[34]使用不同帶催化涂層的HC捕集器分別裝在連續(xù)式反應(yīng)器和汽油車(chē)上進(jìn)行燃用乙醇汽油燃料的排放試驗(yàn)，細(xì)致分析了后處理系統(tǒng)的吸附作用和氧化功能對(duì)排氣中NMHC、乙醇、乙醛等NMOG主要成分的影響規(guī)律。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室使用16輛普通汽油車(chē)（1999—2007年款）進(jìn)行了LA92駕駛循環(huán)的排放試驗(yàn)，研究表明汽油中乙醇比例（不大于20%）的增加將導(dǎo)致NMHC和CO排放降低，乙醇和乙醛排放增加，NMOG和NOx沒(méi)有顯著變化。乙醇比例對(duì)NMOG排放的影響作用與發(fā)動(dòng)機(jī)功率/質(zhì)量比相關(guān)[35]。針對(duì)E85靈活燃料車(chē)，文獻(xiàn)[36]分別使用了傅里葉變換紅外光譜法和沖擊瓶采樣（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化方法）對(duì)乙醇排放量、使用了傅里葉變換紅外光譜法和DNPH采樣對(duì)乙醛排放量進(jìn)行了分析，并研究了乙醇的FID響應(yīng)系數(shù)和2種測(cè)試方法的差異。文獻(xiàn)[37]使用氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)量了乙醇汽車(chē)尾氣排放中的乙醛和芳香烴化學(xué)物排放。研究表明，尾氣中的醛酮類(lèi)排放不僅與燃料中的醇類(lèi)含量有關(guān)，而且受到燃燒溫度和空燃比的影響。文獻(xiàn)[38]使用氣相色譜-氦離子化快速檢測(cè)方法的研究表明，E10和E20的甲醛、乙醛和乙醇排放隨乙醇摻混比的增加而增加，而E85的甲醛、乙醛排放增幅略小，乙醇排放卻大幅增加，三效催化器對(duì)乙醛、乙醇排放的轉(zhuǎn)化效率均在75%以上，但對(duì)甲醛的轉(zhuǎn)化效果不佳。文獻(xiàn)[39]利用氣相色譜技術(shù)研究表明，隨著乙醇摻混比的增大，苯排放明顯降低，對(duì)甲醛排放也有改善作用，但排氣中的乙醛和未燃乙醇濃度卻相應(yīng)增加。三效催化器對(duì)苯和甲醛的凈化效率較高，而對(duì)乙醛和乙醇的凈化效率相對(duì)較低。文獻(xiàn)[40]的研究表明，隨著燃料中乙醇比例的增加，芳香烴和戊烷排放量明顯降低，未燃乙醇排放隨乙醇比例的增加顯著上升，醛類(lèi)的排放雖然都不高，但乙醇成分的加入會(huì)使其濃度升高，常規(guī)三效催化器對(duì)芳香烴、甲醛、乙醛以及未燃乙醇的轉(zhuǎn)化效果顯著。

總的來(lái)說(shuō)，文獻(xiàn)中的研究主要是考慮單一影響因素（如燃料成分和后處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率等）對(duì)NMOG部分成分（如醛酮類(lèi)、醇類(lèi)、芳香烴類(lèi)和NMHC等）的影響規(guī)律，還未發(fā)現(xiàn)全面分析機(jī)動(dòng)車(chē)NMOG中主要成分生成機(jī)理和影響因素的研究。燃料中醇類(lèi)含量對(duì)OHC中醇類(lèi)和醛類(lèi)有正相關(guān)影響，甲醇（乙醇）比例的增加將導(dǎo)致甲醇（乙醇）和乙醇（乙醛）排放增加。中低比例醇類(lèi)燃料的摻燒，NMHC略有下降，NMOG沒(méi)有顯著變化。對(duì)于經(jīng)過(guò)優(yōu)化的高比例醇類(lèi)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，NMHC和CO排放降低，雖然醇類(lèi)和醛類(lèi)排放增加，但是NMOG也有下降的趨勢(shì)。醇類(lèi)比例對(duì)NMOG排放的影響作用與發(fā)動(dòng)機(jī)功率/質(zhì)量比相關(guān)。使用線性擬合方式，可以推導(dǎo)出NMOG與NMHC排放線性相關(guān)。NMOG與NMHC的比值隨著醇類(lèi)比例的增加而增加。三效催化器對(duì)NMHC排放的轉(zhuǎn)化效率很高，但醇類(lèi)和醛類(lèi)污染物在三效催化器上的轉(zhuǎn)化效率則沒(méi)有統(tǒng)一的結(jié)論。一般來(lái)說(shuō)，隨著生物柴油摻混比增加，NMHC和醛類(lèi)排放值略有減小，NMOG呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

因此，為了更好地分析汽車(chē)NMOG的排放特性，需要結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒分析模型理論以及燃燒化學(xué)的理論模型，研究發(fā)動(dòng)機(jī)原排中NMOG隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況和燃燒特性影響的變化規(guī)律以及NMOG中主要成分在后處理系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化特性，初步揭示機(jī)動(dòng)車(chē)NMOG產(chǎn)生的機(jī)理，從而為抑制NMOG生成提供理論基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

1）NMOG包括NMHC，ROH，RHO等部分。

2）針對(duì)NMOG排放的測(cè)試，大多數(shù)研究都以EPA規(guī)定的4種方法作為基礎(chǔ)，進(jìn)行方法創(chuàng)新和改進(jìn)，但是都缺乏建立NMOG分析過(guò)程的質(zhì)量控制體系和測(cè)試方法的不確定度分析。

3）燃料中醇類(lèi)含量對(duì)OHC中醇類(lèi)和醛類(lèi)有正相關(guān)影響，NMOG與NMHC的比值隨著醇類(lèi)比例的增加而增加。三效催化器對(duì)NMHC排放的轉(zhuǎn)化效率很高，但醇類(lèi)和醛類(lèi)污染物在三效催化器上的轉(zhuǎn)化效率則沒(méi)有統(tǒng)一的結(jié)論。