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机动车尾气是城市群地区氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)的重要排放源,减少机动车尾气排放对改善城区空气质量至关重要,使用更清洁的燃料是降低机动车尾气排放的重要举措之一。公交车和出租车虽然在机动车中保有量中所占比例不大,但在总里程中占相当比例,因此将公交车和出租车能源清洁化,是影响面小、成效相对显著的机动车减排策略。使用液化石油气(LPG)代替传统能源汽油/柴油,是一种广泛采用的措施。虽然LPG替代可大幅降低颗粒物和活性VOCs排放,但对NOx的减排放没有效果。近年来我国典型城市群地区PM2.5浓度显著下降,而臭氧污染凸显,NOx控制日益重要,LPG车因NOx排放问题一直存在争议。然而,前期对LPG车排放还缺乏系统的表征,尤其是在不同工况下的排放特征。

中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室博士生冯晶晶,在导师王新明研究员、张艳利特任研究员的指导下,随机选择在用的26辆出租车,使用底盘测功机测定了在怠速和速度分别为102030405060 km hr-1NOxVOCs的排放因子,并探讨了行驶里程对排放因子的影响。研究结果表明,LPG出租车尾气NOx平均排放因子随行驶速度的增大而显著增加,而VOCs的排放因子随速度变化不大。尾气VOCs以烷烃为主(71.9%),其次为烯烃(25.2%)和乙炔(2.7%),芳香烃(0.2%)占比最小。VOCs中丙烷排放最高,约占总VOCs排放的40~50%。虽然在怠速时VOCs排放因子高于在行驶工况下,而其对臭氧的生成潜势则比行驶工况下要低,主要是由于行驶工况下活性烯烃排放的增加。比较LPG车排放VOCs与隧道测试道路机动车平均VOCs排放情况,因LPG车尾气中活性烯烃排放,其在臭氧生成潜势方面相对汽油车也没有优势。另外也发现,随着车辆行驶里程的增加,NOxVOCs的排放均呈现增加的趋势。

我国LPG出租车多是改装的LPG-汽油双燃料发动机,而不是如香港那样采用专用发动机,同时尾气处理装置缺乏或更换不及时,导致出租车用LPG代替汽油后, O3前体物减排并不理想。如能借鉴香港经验使用LPG专用发动机、加装尾气后处理装置并及时更换,才能实现NOx和活性VOCs的大幅排放。

 LPG出租车不同速度下NOxVOCs的排放因子及对应的OFPs

 

 研究成果近期作为Invited paper在线发表在《Environmental Pollution》上。该项研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院青年创新促进会和中国科学院前沿科学重点研究项目资助。

论文信息:

Feng, J.J., Zhang Y.L.*, Song, W., Deng, W., Zhu M., Fang, Z., Ye, Y.Q., Fang H., Wu, Z.F., Lowther, S., Jones, K.C., Wang, X.M., 2020. Emissions of nitrogen oxides and volatile organic compounds from liquefied petroleum gas-fueled taxis under idle and cruising modes. Environmental Pollution, 267, 115623.

论文链接:

 

有机地球化学国家重点实验室 & 科技与规划处 供稿

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