隨著我國大氣復(fù)合型污染問題的不斷惡化和對(duì)污染排放源精細(xì)化管理要求的不斷提高,作為重要排放源之一的非道路移動(dòng)源的污染問題日益受到人們的關(guān)注。其中,工程機(jī)械由于其自身排放標(biāo)準(zhǔn)滯后、維護(hù)水平低、燃油質(zhì)量差和單機(jī)排放高等的特點(diǎn),對(duì)公眾健康和大氣環(huán)境影響較大,亟需從源頭進(jìn)行更加嚴(yán)格的控制。然而,現(xiàn)有的排放因子和成分譜數(shù)據(jù)還不足以支撐對(duì)工程機(jī)械的精細(xì)化的管理。
因此,本研究針對(duì)主要的工程機(jī)械類型,利用車載測(cè)試系統(tǒng)獲取了裝載機(jī)、叉車、挖掘機(jī)和推土機(jī)等共21臺(tái)工程機(jī)械怠速、行走和作業(yè)工況下尾氣流量及污染物等排放數(shù)據(jù),計(jì)算并檢測(cè)分析了污染物的排放因子和組分?jǐn)?shù)據(jù),并據(jù)此詳細(xì)的分析了各機(jī)械的排放特征。通過獲取工程機(jī)械尾氣和燃油的數(shù)據(jù),分析得到了機(jī)械尾氣排放和燃油組分超標(biāo)等特征。機(jī)械燃油消耗率與機(jī)械的功率和負(fù)荷有關(guān),且污染物瞬時(shí)排放率和油耗率的變化趨勢(shì)一致。其中裝載機(jī)、叉車、挖掘機(jī)和推土機(jī)的平均油耗率分別為0.48、0.45、2.00和0.48g/s;PM2.5怠速工況特氟龍膜電鏡分析說明了相同類型工程機(jī)械之間的顆粒形態(tài)存在一定的相似性;油品檢測(cè)發(fā)現(xiàn)機(jī)械用油含硫率和水分含量存在一定的超標(biāo)情況。
對(duì)裝載機(jī)、叉車、挖掘機(jī)和推土機(jī)等四種工程機(jī)械進(jìn)行了測(cè)試,獲取了 SO2、CO、NO、NO2、NOx和PM2.5等尾氣污染物的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并計(jì)算了其排放因子大小。其中SO2裝載機(jī)、叉車、挖掘機(jī)和推土機(jī)的平均排放因子分別為0.7、0.8、1.0和1.7g·kg-1 fuel;CO 的平均排放因子分別為 23.8、24.1、12.9 和 31.0g·kg-1 fuel;NO 分別為 32.8、26.7、31.3 和 34.1g·kg-1 fuel;NO2分別為 10.1、10.2、6.6 和 11.7g·kg-1 fuel;NOx 分別為 42.9、36.9、37.9 和 5.8g·kg-1fuel;PM2.5 分別為 3.6、2.7、3.7 和 5.0g·kg-1fuel。詳細(xì)的分析了各污染物的排放特點(diǎn)并通過橫向?qū)Ρ?發(fā)現(xiàn)本研究的結(jié)果和其他文獻(xiàn)排放因子結(jié)果存在一定的差異性,但都在一定的合理范圍內(nèi)。對(duì)VOCs的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行了組分分析,識(shí)別了烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴等共57種組分。
發(fā)現(xiàn)各工程機(jī)械VOCs主要以C2和C3有機(jī)物為主,其中含量較大的組分有乙烯、乙炔和丙烯等。對(duì)工程機(jī)械細(xì)顆粒物做了 OC、EC、水溶性離子和無機(jī)元素等組分分析,得到了 PM2.5的組分特征數(shù)據(jù)。其中,裝載機(jī)、叉車、挖掘機(jī)和推土機(jī)OC的平均排放因子分別為 2.0、1.4、2.5和 3.7g·kg-1fuel;EC 分別為 0.9、1.0、0.5 和 08g·kg-1 fuel。OC和EC占PM2.5的比重較高,由于燃料、空燃比和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度等因素的影響,OC和EC的比值差異較大。水溶性離子中NO3-、PO43-和SO42-是最重要的貢獻(xiàn)組分,無機(jī)元素中Ca、Mg、Na和Fe等比重較大。雖然水溶性離子和無機(jī)元素占PM2.5的比重較小,但是對(duì)人體健康的影響卻較大。