遙感法與穩(wěn)態(tài)工況法尾氣排放對比研究

張聰 徐宇涵

摘要：對100輛點燃式發(fā)動機在用汽油車進行遙感法和穩(wěn)態(tài)工況法尾氣排放對比實驗。結果表明，三次遙感超標車輛遙感平均值與該車穩(wěn)態(tài)工況值有線性關系。通過對穩(wěn)態(tài)工況值（y）對遙感三次超標平均值（x）進行擬合分析，得到CO的擬合方程為y=-2.376x+1.028，NO的擬合方程為y=0.203x+0.794。兩種方法建立的統(tǒng)一關系，對機動車污染有效控制和管理提供理論依據和數據支持。

Abstract： A comparison experiment of exhaust emission between remote sensing method and steady-state operating method was carried out on 100 gasoline engines in use. The results show that the remote sensing average value of the three remote sensing over-standard vehicles has a linear relationship with the vehicle's steady-state operating value. By fitting the steady-state operating value （y） to the remote sensing average of three over-standards （x）， the fitting equation of CO is y=-2.376x+1.028， and the fitting equation of NO is y=0.203x+ 0.794. The unified relationship established by the two methods provides theoretical basis and data support for the effective control and management of motor vehicle pollution.

關鍵詞：遙感值;穩(wěn)態(tài)工況法;機動車;尾氣污染

Key words： remote sensing value;steady-state working method;motor vehicle;exhaust pollution

0? 引言

近年來，全國機動車保有量迅猛增長，到2017年的時候，全國機動車保有量達到3.10億輛，汽車保有量達到2.17億輛[1]。根據相關機構的數據表明：在2017年全國機動車四項污染物總排放量初步核算為4359.7萬噸，其中CO為3327.3萬噸，HC為407.1萬噸，NOx為574.3萬噸，PM為50.9萬噸，汽車尾氣排放的CO和HC占大氣污染該類別污染物排放的80%以上，NOx和PM占比更是超過90%[2]。由此可見機動車尾氣成為城市空氣質量安全的重要威脅[3]，機動車尾氣排放污染物主要成分為CO、NO、HC和成分復雜的顆粒物，對人體的危害尤其嚴重[4]。

目前國內常用的點燃式在用機動車尾氣檢測方法包括遙感和穩(wěn)態(tài)工況法等測試方法[5]，遙感法目前能在0.7秒內檢測出機動車排放污染物，檢測效率高，不需要大的檢測場地，但是測試結果的重復性和精度較差。穩(wěn)態(tài)工況法在車輛定期年審的時候采用，檢測精度和可重復性較好，但是檢測過程較為麻煩，不能動態(tài)監(jiān)測機動車日常排放。由此可見，探索兩種方法測試數值的內在聯(lián)系，對城市機動車污染防治具有重大意義[6]。

筆者募集100輛點燃式發(fā)動機車輛進行尾氣遙感法和穩(wěn)態(tài)工況法對比實驗，分析兩種檢測方法的最佳配合使用方法，為城市機動車尾氣污染防治提供理論依據。

1? 測試實驗

1.1 測試儀器

遙感法尾氣濃度采用安徽寶龍環(huán)?？萍加邢薰旧a的BDH-1Z型尾氣遙測儀在車輛行駛過程中測試，其試驗測量整體布置如圖1所示。其中，CO和NO使用可調諧二極管激光吸收光譜法檢測[7]（《引用“遙感法與高怠速法尾氣排放狀況對照檢測試驗研究”》）;穩(wěn)態(tài)工況法尾氣濃度采用SZHS-3000C-ASM-LD尾氣分析儀在車輛年檢中進行測量，CO和NO都采用不分光紅外吸收光譜法[8]。檢測設備和檢測過程符合國家和計量檢定規(guī)程的規(guī)定。

1.2 測試車輛

募集100輛點燃式發(fā)動機在用汽車作為實驗車輛，本次測試車輛的基本情況見表1。

1.3 測試方法

穩(wěn)態(tài)工況法和遙感法測試的環(huán)境條件如表2。穩(wěn)態(tài)工況法測試地點選擇在合肥市某機動車檢測服務有限公司。

2? 結果與分析

2.1 測試結果統(tǒng)計

經過一段時間跟蹤測量，表3 為測試結果統(tǒng)計。

發(fā)現遙感三次超標車跟工況法檢測超標車有相關性，所以選取遙感三次都超標的車輛，再跟這些車輛的工況法檢測結果進行比對，結果如表4。

由于遙感法HC與工況法HC檢測標定物不一致，遙測法測HC標定物為丙烷，穩(wěn)態(tài)工況法測HC標定物為1，3丁二烯，兩種方法標定物不同，相關性較差，所以不納入統(tǒng)計分析[9]。

2.2 CO曲線擬合

在IBM SPSS軟件中，分別以各車輛NO和CO等檢測指標的穩(wěn)態(tài)工況值（y）對遙感三次超標平均值（x）做曲線擬合，結果如圖2?？梢钥闯鲞b感三次超標車輛，CO值在0.01～9.21%范圍內與工況法檢測值成正比，CO模型匯總和參數估計值如表5所列。曲線擬合方程為：y=-2.376x+1.028，R2為0.971，擬合結果顯著。

其中因變量為穩(wěn)態(tài)工況法CO，自變量為三次遙感超標CO平均值。

2.3 NO曲線擬合

同理，NO模型匯總和參數估計值如表6所列，NO曲線擬合方程為y=0.203x+0.794，R2為0.994，擬合結果顯，如圖3所示。

其中，因變量為穩(wěn)態(tài)工況法NO，自變量為三次遙感超標NO平均值。

3? 結論

經過本文實驗驗證，可以根據三次遙感超標車輛CO、NO遙測值與穩(wěn)態(tài)工況法值間的線性關系，實現兩種方法的統(tǒng)一，可以為高污染車輛篩選、污染車限行、區(qū)域排比等方面提供技術支持，應用前景廣闊。①發(fā)現遙感一次超標與工況法一次超標的車輛無相關性，遙感三次超標車跟工況法檢測超標車有相關性;②遙感三次超標車輛的CO遙測值在0.01～9.21%范圍內與穩(wěn)態(tài)工況法CO值成正比，曲線擬合方程為y=-2.376x+1.028;③遙感三次超標車輛的NO遙測值在2×10-6～2590×10-6范圍內與穩(wěn)態(tài)工況法NO值成正比，曲線擬合方程為y=0.203x+0.794;④遙測法和穩(wěn)態(tài)工況法在HC檢測時選取的標定物質不一致，所以遙測法與工況法HC的相關性較差。

參考文獻：

[1]劉世偉.國Ⅵ排放后處理系統(tǒng)性能研究[D].山東大學，2019.

[2]肖遙.柴油機尾氣SCR系統(tǒng)的尿素噴射流場特性與防結晶設計分析研究[D].華中科技大學，2019.

[3]郝吉明，吳燁，傅立.北京機動車污染分擔率的研究[J].環(huán)境科學研究，2001，22（5）：1-2.

[4]王瑋，葉慧海，李玉華，等.譚裕隧道CO、SO2和NOx排放因子研究[J].環(huán)境科學研究，2001，14（4）：5-8.

[5]鄧順熙，陳潔，李百川.中國城市道路機動車CO、HC和NOx排放因子確定[J].中國環(huán)境科學，2000，20（1）：82-85.

[6]蔣宇紅，陳桂珠.汽車排放檢測新技術研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2004，20（1）：240-27.

[7]周賢杰，周賢波，鄒敏，李新宇.遙感法與高怠速法尾氣排放狀況對照檢測試驗研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2011，27（05）：82-85.

[8]楊坤.太原市機動車尾氣環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現[D].大連：大連理工大學碩士論文，2015.

[9]劉娟，張健，劉登國，等.上海市在用機動車組成結構及其污染排放分擔率研究報告[R].上海：上海市環(huán)境監(jiān)測中心，2010.