城市機(jī)動(dòng)車尾氣污染排放開題報(bào)告

1、城市機(jī)動(dòng)車尾氣污染排放開題報(bào)告隨著社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全球機(jī)動(dòng)車數(shù)量持續(xù)增加,機(jī)動(dòng)車尾氣造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重。在國(guó)內(nèi)外許多大城市中，機(jī)動(dòng)車尾氣污染排放分擔(dān)率相當(dāng)高。以CO 為例， 1983年英國(guó)汽車尾氣CO 排放率占 85%，1967年芝加哥為 94%，1970年洛杉磯為 98%，1965年紐約占 96%1，美國(guó) 1995 年汽車尾氣污染排放率占總排放的 66%，上海市在 1998年機(jī)動(dòng)車排放的 CO 就占到了總排放的 64%2，廣州市 1994年CO 占 88.8%，北京市 1992年占 62%2。機(jī)動(dòng)車尾氣中另外兩種主要污染物 NOx 、HC 的排放在總排放量中的分擔(dān)率也非常高，如N

2、Ox ，東京市在 1975 年汽車尾氣排放分擔(dān)率占到了80%1。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及機(jī)動(dòng)車保有量的持續(xù)增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車排放所造成的污染也日益成為人們所關(guān)注的焦點(diǎn)39。自九十年代以來本市加強(qiáng)了在用車尾氣排放檢測(cè)、普及使用無鉛汽油、提前執(zhí)行輕型車新車排放標(biāo)準(zhǔn)等一系列機(jī)動(dòng)車污染控制措施，較為有效地控制了中心城區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量繼續(xù)惡化的勢(shì)頭，但郊區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量受機(jī)動(dòng)車污染排放影響日益突出。XX 年全市 NOx 年均濃度 0.056毫克/ 立方米，比 1995年上升了 10%；城區(qū)和郊縣 NOx 年均濃度為 0.090毫克 / 立方米和 0.032毫克 / 立方米，分別比1995年上升了 23%和

3、39%，見表 110。表 1.1995XX 年上海市 NOx 年日平均濃度變化年份全市城區(qū)郊縣第1頁(yè)共12頁(yè)濃度(微克 / 立方米 )相對(duì)濃度(%)濃度(微克 / 立方米 )相對(duì)濃度(%)濃度(微克 / 立方米 )相對(duì)濃度根據(jù)國(guó)外機(jī)動(dòng)車發(fā)展經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到3000美元以上時(shí)，轎車將成為機(jī)動(dòng)車保有量增長(zhǎng)的主要方向。作為國(guó)際大都市的上海，汽車工業(yè)的發(fā)展不僅預(yù)示和帶動(dòng)本市經(jīng)濟(jì)的騰飛，同時(shí)，人民生活水平的提高也急切期待現(xiàn)代化便捷交通方式的到來和家庭汽車的普及，機(jī)動(dòng)車在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將保持快速增長(zhǎng)的速度。根據(jù)市交通所預(yù)測(cè)，到2020年本市機(jī)動(dòng)車保有量將達(dá)到200350萬輛，是XX 年的

4、 35 倍，可以預(yù)見如果不采取措施加以控制，本市大氣環(huán)境勢(shì)必進(jìn)一步惡化。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于機(jī)動(dòng)車污染控制的研究，主要集中于兩個(gè)方面，一是機(jī)動(dòng)車排放因子的研究；二是機(jī)動(dòng)車污染治理和控制對(duì)策的探討。排放因子是反映機(jī)動(dòng)車排放狀況的最基本的參數(shù)，也是確定機(jī)動(dòng)車污染物排放總量及其環(huán)境影響的重要依據(jù)。目前用來計(jì)算機(jī)動(dòng)車第2頁(yè)共12頁(yè)排放因子的模式主要有美國(guó)加州空氣資源局的EMFAC 模式，歐洲共同體的 COPERT 模式，美國(guó) EPA 的 MOBILE 系列模式。其中，MOBILE 汽車源排放因子系列模型是美國(guó)環(huán)保局開發(fā)的計(jì)算車隊(duì)排放水平的程序 11。在該模型中，綜合考慮了汽車的使用年限、行駛里程、新車排放

5、因子、劣化系數(shù)、行駛速度、氣溫、 I/M （檢查 / 維護(hù)）制度以及車用油料特性等因素對(duì)排放的影響 12。國(guó)內(nèi)外對(duì)于該模式已有廣泛的應(yīng)用。墨西哥采用美國(guó) EPA 的 Mobile5a基本結(jié)構(gòu)模式，用來計(jì)算 5 個(gè)特定區(qū)域中 8 種車型的排放因子。根據(jù)氣溫、平均車速、汽車操作模式，燃料揮發(fā)和里程自然增長(zhǎng)率條件估計(jì) 1960年到 2020年的排放因子 13。此模型在加拿大的多倫多地區(qū) 14、泰國(guó)曼谷等也有所應(yīng)用。 MOBILE 模式在國(guó)內(nèi)的小范圍內(nèi)也得到了一定的應(yīng)用。北京清華大學(xué)郝吉明、傅立新等于 1997年曾結(jié)合北京市實(shí)際情況對(duì) MOBILE5 進(jìn)行修正，并將之應(yīng)用于北京市機(jī)動(dòng)車尾氣排放的研究中

6、；祝昌健等應(yīng)用 MOBILE5 模式對(duì)廣州市機(jī)動(dòng)車尾氣排放系數(shù)及污染趨勢(shì)進(jìn)行了探討 15；李修剛等將 MOBILE5 模式用于南京市，將給出的南京市現(xiàn)狀排放因子直接應(yīng)用于南京市及附近城市的環(huán)境影響評(píng)價(jià)16。將 MOBILE5 模式結(jié)合上海實(shí)際情況進(jìn)行本土化已經(jīng)有人做過嘗試，但是由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)嚴(yán)重不足，因此對(duì)于此模式的修正尚不能進(jìn)行檢驗(yàn)。主要的方法仍是采用美國(guó) FTP 的測(cè)試數(shù)據(jù)，將上海市機(jī)動(dòng)車目前的排放水平類比于美國(guó) 70 年代，計(jì)算得到不同車型的排放因子。第3頁(yè)共12頁(yè)在污染物的擴(kuò)散方面，目前一般沿用有限源高斯擴(kuò)散模型，即根據(jù)線源的長(zhǎng)度、高度、強(qiáng)度、距離、風(fēng)速、風(fēng)向和相應(yīng)擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算空間任一點(diǎn)

7、的污染物濃度17。但目前這方面的研究較少考慮城市空間的特殊性，即對(duì)城市各類人為設(shè)施，包括綠化、建筑等對(duì)擴(kuò)散的影響考慮較少。對(duì)于線源排放污染物的擴(kuò)散研究，國(guó)外主要的模式有CALINE 、BLP（BouyantLineandPointSourceModel）、CDM2(ClimatologicalDispersionModel)、 ISC3(IndustrialSourceplexModel)、RAM(Gaussian-PlumeMultipleSourceAirQualityAlgorithm)。以上模型均由美國(guó)環(huán)保局（ USEPA）開發(fā)。其中， CALINE 為穩(wěn)態(tài)高斯擴(kuò)散模型，用于確定高速公

8、路下風(fēng)向的空氣污染濃度，要求地形相對(duì)不太復(fù)雜。BLP 為高斯煙流擴(kuò)散模型，用于處理煉鋁工廠以及其它的工業(yè)污染源的單一建模問題，要求其煙流上升和下降是主要由固定線源所影響的。 CDM2 為氣候穩(wěn)態(tài)高斯煙流模型，用于確定城市區(qū)域平地下風(fēng)向的長(zhǎng)期（每季或每年）的污染物的算術(shù)平均濃度。 ISC3是一個(gè)穩(wěn)態(tài)高斯煙流模型，可用于評(píng)價(jià)來自與工業(yè)帶相關(guān)的許多污染源的污染物的濃度。這個(gè)模型涉及到了下列因素：粒子的下沉和干沉降、風(fēng)向、點(diǎn)面線及立體污染源、煙流的上升為距離的函數(shù)、點(diǎn)源的分離以及有限的地形調(diào)整功能。 ISC3 可以有長(zhǎng)期和短期兩種模式可供選取。 RAM 是高斯煙流多源空氣質(zhì)量算法，是一個(gè)穩(wěn)態(tài)高斯煙流模

9、型，用于估算相第4頁(yè)共12頁(yè)對(duì)穩(wěn)定的污染物濃度，平均從一小時(shí)到一天、從點(diǎn)源到面源、在鄉(xiāng)村或者城市的沉降，其地形條件可以假設(shè)。我國(guó)目前汽車污染僅相當(dāng)于國(guó)外 70 年代中期水平，現(xiàn)有汽車 90% 以上是國(guó)產(chǎn)車，由于排放控制技術(shù)落后，在同樣運(yùn)行工況下，國(guó)產(chǎn)車較發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品排放量高幾倍甚至幾十倍，加上交通管理手段落后，在用車檢查維修制度不完善，城市交通道路擁擠和市內(nèi)居民集中，大量車況惡劣的車輛繼續(xù)行駛，更加劇了污染物的排放。國(guó)產(chǎn)車平均日排污量為 0.60.9kg18。本論文旨在借助 GIS 環(huán)境，根據(jù)城市路網(wǎng)、交通流量、車型比例等信息，采用經(jīng)過修正的 MOBILE 模型，計(jì)算不同車型機(jī)動(dòng)車的排放因

10、子，從而確定每條路段不同污染物的排放量。由于機(jī)動(dòng)車流量和排放因子是計(jì)算道路機(jī)動(dòng)車污染物排放源強(qiáng)的關(guān)鍵參數(shù) 1921，本論文將通過抽樣調(diào)查和MOBILE 模型修正得到了這兩個(gè)量。在確定道路線源排放源強(qiáng)的基礎(chǔ)上，利用 CALINE3 有限長(zhǎng)線源擴(kuò)散模式，建立上海市城區(qū)多線源污染擴(kuò)散模式，以此來分析道路污染物擴(kuò)散狀況，并在 GIS 圖形上進(jìn)行顯示，最終完成上海市交通線源污染管理信息系統(tǒng)。此系統(tǒng)可為政府有關(guān)部門制定道路交通污染管理制度、合理制定城市規(guī)劃和建設(shè)管理決策提供理論依據(jù)。參考文獻(xiàn)1上海市大氣污染防治對(duì)策研究P12上海市環(huán)境科學(xué)院世界銀行上海城市交通項(xiàng)目：減少上海城市車輛排污危害的戰(zhàn)略1997.

11、9第5頁(yè)共12頁(yè)3陳長(zhǎng)虹等，上海市機(jī)動(dòng)車排污狀況與污染控制戰(zhàn)略，1997，16（ 1）： 284赫崇衡等，汽車排氣污染及治理現(xiàn)狀和動(dòng)向，上海環(huán)境科學(xué)，1996，15（8）： 11135彭寶成等，汽車尾氣對(duì)動(dòng)物的生物效應(yīng)研究，上海環(huán)境科學(xué)，1995，14（2）： 14176王培潔 ,上海市汽車排氣污染管理的現(xiàn)狀與對(duì)策,上海環(huán)境科學(xué)，1994，13（7）： 787陳長(zhǎng)虹等，城郊道路污染個(gè)例分析，上海環(huán)境科學(xué)，1993，12（ 9）： 13178陳長(zhǎng)虹等，城郊道路交通帶狀多線源污染擴(kuò)散模式研究，上海環(huán)境科學(xué)， 1993，12（11）： 7109王素云等，上海市汽車排氣污染在大氣中的分擔(dān)率，上海環(huán)境科

12、學(xué)， 1990，9（11）： 272910上海市機(jī)車污染綜合防治領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，上海市機(jī)動(dòng)車污染綜合防治規(guī)劃及規(guī)劃綱要，XX ，311傅立新等， MOBILE 汽車源排放因子計(jì)算模式研究，環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 199717（4）： 47412傅立新等，北京市機(jī)動(dòng)車污染物排放特征，環(huán)境科學(xué)，XX21（ 3）： 68第6頁(yè)共12頁(yè)13WesternGovernor sAssociationDenver,ColoradoandBinationalAdvisorymittee.Mobiel5MexicoDocumentationandUser- ContributiontoAmbientHydrocarbo

13、nDistributionsatUrbanSitesinTORONTODuringtheSouthernOntarioOxidantsStudy.AtmosphereEnvironment,30(12),199615祝昌健，廣州市機(jī)動(dòng)車尾氣排放系數(shù)及污染趨勢(shì)探討，中國(guó)環(huán)境科學(xué)， 199717（3）： 21616李修剛等，用于城市交通規(guī)劃的機(jī)動(dòng)車污染物現(xiàn)狀排放因子研究，交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，XX1 （4）： 87arpollutionprediction.AtmosphericEnvironment,23:555-56218賈艷杰，我國(guó)大城市汽車廢氣污染問題及其治理對(duì)策人文地理199712（3）：

14、4819EPA,User sGuidetoMOBILE5(MobileSourceEmissionFactoryModel)，May199420EgglestonHS,Gori enN.JourmardR,etal.CORINAIRworkinggrouponemissionfactorsforcalculatingemissionsfromroadtrafficR.Methodologyandemis21pilationofairpollutantemissionfactorsR.USEnvironmentProtectionAg第7頁(yè)共12頁(yè)二、研究方案1、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵

15、問題研究目標(biāo)：研究上海市機(jī)動(dòng)車尾氣排放造成的道路線源源強(qiáng)，以及機(jī)動(dòng)車污染物在中心城區(qū)街道峽谷中的擴(kuò)散效應(yīng)，并在GIS 系統(tǒng)上進(jìn)行顯示，完成自主開發(fā)的上海市交通線源污染管理信息系統(tǒng)。研究?jī)?nèi)容： 1）上海市主要道路機(jī)動(dòng)車尾氣排放源強(qiáng)；2）機(jī)動(dòng)車尾氣在街道峽谷中的擴(kuò)散效應(yīng)；3）交通污染在GIS 平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵問題： 1）機(jī)動(dòng)車大氣污染排放源強(qiáng)計(jì)算模型；2）上海市道路機(jī)動(dòng)車尾氣在峽谷中的擴(kuò)散模擬；3）地理信息系統(tǒng)與交通大氣污染模型整體集成的方法和途徑。2、擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析研究方法：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)研、模型修正、機(jī)動(dòng)車污染物排放和影響預(yù)測(cè)可視化界面設(shè)計(jì)、系統(tǒng)整合。技術(shù)路線：

16、如圖1 所示。實(shí)驗(yàn)方案與可行性分析：1）建立機(jī)動(dòng)車排放源強(qiáng)計(jì)算模型、污染物擴(kuò)散模型，以及基于GIS 技術(shù)應(yīng)用模型，其工作量較大，其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（包括車流量、車速）的調(diào)研尤其困難。但是通過參與上海市環(huán)境保護(hù)局XX 年科技攻關(guān)項(xiàng)目上海市機(jī)動(dòng)車發(fā)展和大氣環(huán)境保護(hù)研究，并搜集大量第8頁(yè)共12頁(yè)的國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，可獲得系統(tǒng)開發(fā)所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，因此本研究已經(jīng)有較好基礎(chǔ)。2）參與影響上海大氣能見度的主要因素與控制管理對(duì)策研究課題的研究工作，對(duì)于本市機(jī)動(dòng)車污染現(xiàn)狀和歷史沿革已有所了解。3）參與了“上海市數(shù)字城市大氣環(huán)境模塊”的工作，初步掌握了GIS 系統(tǒng)開發(fā)和實(shí)現(xiàn)方法。據(jù)此我認(rèn)為，按期完成論文是可行的。圖 1

17、.研究技術(shù)路線3、本論文的特色與創(chuàng)新之處建立適合上海市情景的主要道路機(jī)動(dòng)車尾氣中污染物源強(qiáng)排放模式。建立線源擴(kuò)散模式，使其適用于大城市中街道峽谷中機(jī)動(dòng)車尾氣污染物的擴(kuò)散狀況。給出上海市上空污染物擴(kuò)散狀況。目前國(guó)內(nèi)將交通污染模擬與地理信息系統(tǒng)結(jié)合的研究還不多見，因此本論文在該方面的研究將是一個(gè)新的嘗試。4、預(yù)期的論文進(jìn)展和成果預(yù)期進(jìn)展：XX.07 XX.09 收集中外文文獻(xiàn)XX.09 XX.10 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和處理XX.10 XX.12 模型的修正XX.01 XX.03GIS 系統(tǒng)的編程實(shí)現(xiàn)XX.03 XX.05 論文的撰寫與修改第9頁(yè)共12頁(yè)預(yù)期成果：?研究上海市機(jī)動(dòng)車尾氣排放狀況，建立源強(qiáng)

18、計(jì)算模型；?綜合城市氣象條件、交通污染物排放強(qiáng)度、建立污染物擴(kuò)散模式，確定機(jī)動(dòng)車污染物影響的時(shí)間變化、空間分布，；?完成交通污染管理信息系統(tǒng)；?除完成畢業(yè)論文之外，在國(guó)內(nèi)外有關(guān)刊物上發(fā)表論文2 篇。三、論文大綱摘要前言第一章大城市機(jī)動(dòng)車尾氣污染排放數(shù)值模擬的研究背景及意義一、研究背景二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀第二章機(jī)動(dòng)車排放因子計(jì)算模型一、 MOBILE6 模型介紹二、利用修正的 MOBILE6 計(jì)算機(jī)動(dòng)車排放因子第二章道路機(jī)動(dòng)車尾氣污染物排放源強(qiáng)一、線源源強(qiáng)計(jì)算模式二、上海市道路機(jī)動(dòng)車尾氣污染排放源強(qiáng)的計(jì)算第三章城市上空污染物擴(kuò)散模式第四章街道峽谷污染物擴(kuò)散模式一、 CALINE4 模型介紹第10 頁(yè)共12 頁(yè)二、模式修正三、上海市街道峽谷污染物擴(kuò)散模式的建立及應(yīng)用第五章上海市交通污染管理信息系統(tǒng)的建立一、排放清單數(shù)據(jù)庫(kù)的建立二、系統(tǒng)的開發(fā)第六章結(jié)論參考文獻(xiàn)四、研究基礎(chǔ)1、已參加過的有關(guān)研究工作和已取得的研究工作成績(jī)（1）參加中國(guó)氣象百科全書建筑氣象、城市氣象等內(nèi)容的編寫。（2）參與上海市普陀區(qū)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。（3）參加“揚(yáng)塵污染與控制管理研究”課題的研究工作。（4）承擔(dān)了“崇明島綜合開發(fā)項(xiàng)