城市機(jī)動車尾氣污染排放開題報告

1、城市機(jī)動車尾氣污染排放開題報告一、立論依據(jù)伴著社會的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，全球機(jī)動車數(shù)量持續(xù)增加，機(jī)動車尾氣造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)峻。在國內(nèi)外很多大城市中，機(jī)動車尾氣污染排放分擔(dān)率相當(dāng)高。以CO為例，1983年英國汽車尾氣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%1，20XX年汽車尾氣污染排放率占總排放的66%，上海市在20XX年機(jī)動車排放的CO就占到了總排放的%2，廣州市20XX年CO占88.8%，北京市20XX年占62%2。機(jī)動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NOX，東京市在1975年汽車尾氣排放分擔(dān)

2、率占到了80%1。近年來，伴著經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)展以及機(jī)動車保有量的持續(xù)增長，機(jī)動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。自九十年月以來本市強(qiáng)化了在用車尾氣排放檢測、普及運(yùn)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)動車污染掌握措施，較為有效地掌握了中心城區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量連續(xù)惡化的勢頭，但郊區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量受機(jī)動車污染排放影響日益突出。20XX年全市NOX年均濃度0.056毫克/立方米，比20XX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20XX年上升了23%和39%，見表110。表1.20XX20XX年上海市NOX年日平均濃度改變年

3、份全市城區(qū)郊縣濃度（微克/立方米）相對濃度（%）濃度（微克/立方米）相對濃度（%）濃度（微克/立方米）相對濃度（%）20XX51XXX73XXX23XXX20XX591161051442812220XX561109012332139依據(jù)國外機(jī)動車進(jìn)展經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)人均國內(nèi)生產(chǎn)總值到達(dá)3000美元以上時，轎車將成為機(jī)動車保有量增長的主要方向。作為國際大都市的上海，汽車工業(yè)的進(jìn)展不僅預(yù)示和帶動本市經(jīng)濟(jì)的騰飛，同時，人民生活水平的提高也急迫期望現(xiàn)代化便捷交通方式的到來和家庭汽車的普及，機(jī)動車在今后相當(dāng)長時間內(nèi)將保持快速增長的速度。依據(jù)市交通所預(yù)測，到20XX年本市機(jī)動車保有量將到達(dá)200350萬輛，是

4、20XX年的35倍，可以預(yù)見假如不實(shí)行措施加以掌握，本市大氣環(huán)境勢必進(jìn)一步惡化。目前，國內(nèi)外對于機(jī)動車污染掌握的研討，主要集中于兩個方面，一是機(jī)動車排放因子的研討；二是機(jī)動車污染管理和掌握對策的探討。排放因子是反映機(jī)動車排放狀況的最根本的參數(shù)，也是確定機(jī)動車污染物排放總量及其環(huán)境影響的重要依據(jù)。目前用來計算機(jī)動車排放因子的模式主要有加州空氣資源局的EMFAC模式，歐洲共同體的COPERT模式，EPA的MOBILE系列模式。其中，MOBILE汽車源排放因子系列模型是環(huán)保局開發(fā)的計算車隊排放水平的程序11。在該模型中，綜合考慮了汽車的運(yùn)用年限、行駛里程、新車排放因子、劣化系數(shù)、行駛速度、氣溫、I/

5、M（檢查/維護(hù)）制度以及車用油料特性等因素對排放的影響12。國內(nèi)外對于該模式已有廣泛的應(yīng)用。墨西哥采納EPA的Mobile5a根本結(jié)構(gòu)模式，用來計算5個特定區(qū)域中8種車型的排放因子。依據(jù)氣溫、平均車速、汽車操作模式，燃料揮發(fā)和里程自然增長率條件估量1960年到20XX年的排放因子13。此模型在加拿大的多倫多地區(qū)14、泰國曼谷等也有所應(yīng)用。MOBILE模式在國內(nèi)的小范圍內(nèi)也得到了肯定的應(yīng)用。北京清華高校郝吉明、傅立新等于20XX年曾結(jié)合北京市實(shí)際情況對MOBILE5進(jìn)行修正，并將之應(yīng)用于北京市機(jī)動車尾氣排放的研討中；祝昌健等應(yīng)用MOBILE5模式對廣州市機(jī)動車尾氣排放系數(shù)及污染趨勢進(jìn)行了探討15

6、；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)境影響評價16。將MOBILE5模式結(jié)合上海實(shí)際情況進(jìn)行外鄉(xiāng)化已經(jīng)有人做過嘗試，但是由于根底數(shù)據(jù)嚴(yán)峻缺乏，因此對于此模式的修正尚不能進(jìn)行檢驗(yàn)。主要的方法仍是采納FTP的測試數(shù)據(jù)，將上海市機(jī)動車目前的排放水平類比于70年月，計算得到不同車型的排放因子。在污染物的擴(kuò)大方面，目前一般沿用有限源高斯擴(kuò)大模型，即依據(jù)線源的長度、高度、強(qiáng)度、距離、風(fēng)速、風(fēng)向和相應(yīng)擴(kuò)大參數(shù)計算空間任一點(diǎn)的污染物濃度17。但目前這方面的研討較少考慮城市空間的特別性，即對城市各類人為設(shè)備，包括綠化、建筑等對擴(kuò)大的影響考慮較少。對于

7、線源排放污染物的擴(kuò)大研討，國外主要的模式有CALINE、BLP（BouyantLineandPointSourceModel）、CDM2（ClimatologicalDispersionModel）、ISC3（IndustrialSourceCompleXModel）、RAM（Gaussian-PlumeMultipleSourceAirQualityAlgorithm）。以上模型均由環(huán)保局（USEPA）開發(fā)。其中，CALINE為穩(wěn)態(tài)高斯擴(kuò)大模型，用于確定高速大路下風(fēng)向的空氣污染濃度，要求地形相對不太冗雜。BLP為高斯煙流擴(kuò)大模型，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

8、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)向的長期（每季或每年）的污染物的算術(shù)平均濃度。ISC3是一個穩(wěn)態(tài)高斯煙流模型，可用于評價來自與工業(yè)帶相關(guān)的很多污染源的污染物的濃度。這個模型觸及到了以下因素：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)源的別離以及有限的地形調(diào)整功能。ISC3可以有長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，是一個穩(wěn)態(tài)高斯煙流模型，用于估算相對穩(wěn)定的污染物濃度，平均從一小時到一天、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)。我國目前汽車污染僅相當(dāng)于國外70年月中期

9、水平，現(xiàn)有汽車90%以上是國產(chǎn)車，由于排放掌握技術(shù)落后，在同樣運(yùn)行工況下，國產(chǎn)車較興旺國家同類產(chǎn)品排放量高幾倍甚至幾十倍，加上交通管理手段落后，在用車檢查修理制度不完善，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連續(xù)行駛，更加劇了污染物的排放。國產(chǎn)車平均日排污量為0.60.9kg18。本論文旨在借助GIS環(huán)境，依據(jù)城市路網(wǎng)、交通流量、車型比例等信息，采納經(jīng)過修正的MOBILE模型，計算不同車型機(jī)動車的排放因子，從而確定每條路段不同污染物的排放量。由于機(jī)動車流量和排放因子是計算道路機(jī)動車污染物排放源強(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量。在確定道路

10、線源排放源強(qiáng)的根底上，利用CALINE3有限長線源擴(kuò)大模式，建立上海市城區(qū)多線源污染擴(kuò)大模式，以此來分析道路污染物擴(kuò)大狀況，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)。1上海市大氣污染防治對策研討P12上海市環(huán)境科學(xué)院世界銀行上海城市交通工程：削減上海城市車輛排污危害的戰(zhàn)略20XX.93陳長虹等，上海市機(jī)動車排污狀況與污染掌握戰(zhàn)略，20XX，16（1）：284赫崇衡等，汽車排氣污染及管理現(xiàn)狀和動向，上海環(huán)境科學(xué)，20XX，15（8）：11135彭寶成等，汽車尾氣對動物的生物效應(yīng)研討

11、，上海環(huán)境科學(xué)，20XX，14（2）：14176王培潔，上海市汽車排氣污染管理的現(xiàn)狀與對策，上海環(huán)境科學(xué)，20XX，13（7）：787陳長虹等，城郊道路污染個例分析，上海環(huán)境科學(xué)，20XX，12（9）：13178陳長虹等，城郊道路交通帶狀多線源污染擴(kuò)大模式研討，上海環(huán)境科學(xué)，20XX，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)境科學(xué)，20XX，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)動車污染綜合防治規(guī)劃及規(guī)劃綱要，20XX，311傅立新等，MOBILE汽車源排放因子計算模式研討，環(huán)境科學(xué)學(xué)報，20XX17（4）：47412傅立新等，

12、北京市機(jī)動車污染物排放特征，環(huán)境科學(xué)，20XX21（3）：6813WesternGovernorsAssociationDenver，ColoradoandBinationalAdvisoryCommittee.Mobiel5-MeXicoDocumentationandUsersGuide.Nov.20，20XX14R.MclarenandD.L.Singleton.AnalysisofMotorVehicleSourcesandTheirContributiontoAmbientHydrocarbonDistributionsatUrbanSitesinTORONTODuringtheSo

13、uthernOntarioOXidantsStudy.AtmosphereEnvironment，30（12），20XX15祝昌健，廣州市機(jī)動車尾氣排放系數(shù)及污染趨勢探討，中國環(huán)境科學(xué)，20XX17（3）：21616李修剛等，用于城市交通規(guī)劃的機(jī)動車污染物現(xiàn)狀排放因子研討，交通運(yùn)輸工程學(xué)報，20XX1（4）：8717A.K.LuharandR.S.Patil.1989.Ageneralfinitelinesourcemodelforvehicularpollutionprediction.AtmosphericEnvironment，23：555-56218賈艷杰，我國大城市汽車廢氣污染問題及

14、其管理對策人文地理20XX12（3）：4819EPA，UsersGuidetoMOBILE5（MobileSourceEmissionFactoryModel），May20XX20EgglestonHS，GorienN.JourmardR，etal.CORINAIRworkinggrouponemissionfactorsforcalculatingemissionsfromroadtrafficR.Methodologyandemissionfactors.ReportVol.1，No.EVR12260EN，LuXembourg，1989.21pilationofairpollutantem

15、issionfactorsR.USEnvironmentProtectionAgency.AP-42，NC，USA.1985.50-83二、研討方案1、研討目標(biāo)、研討內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題研討目標(biāo)：研討上海市機(jī)動車尾氣排放造成的道路線源源強(qiáng)，以及機(jī)動車污染物在中心城區(qū)街道峽谷中的擴(kuò)大效應(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)。研討內(nèi)容：1）上海市主要道路機(jī)動車尾氣排放源強(qiáng)；2）機(jī)動車尾氣在街道峽谷中的擴(kuò)大效應(yīng)；3）交通污染在GIS平臺上的完成。關(guān)鍵問題：1）機(jī)動車大氣污染排放源強(qiáng)計算模型；2）上海市道路機(jī)動車尾氣在峽谷中的擴(kuò)大模擬；3）地理信息系統(tǒng)與交通大氣污

16、染模型整體集成的方法和途徑。2、擬實(shí)行的研討方法、技術(shù)路線、試驗(yàn)方案及可行性分析研討方法：根底數(shù)據(jù)調(diào)研、模型修正、機(jī)動車污染物排放和影響預(yù)測可視化界面設(shè)計、系統(tǒng)整合。技術(shù)路線：如圖1所示。試驗(yàn)方案與可行性分析：1）建立機(jī)動車排放源強(qiáng)計算模型、污染物擴(kuò)大模型，以及基于GIS技術(shù)應(yīng)用模型，其工作量較大，其中根底數(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)境愛護(hù)局20XX年科技攻關(guān)工程上海市機(jī)動車進(jìn)展和大氣環(huán)境愛護(hù)研討，并搜集大量的國內(nèi)外，可獲得系統(tǒng)開發(fā)所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，因此本研討已經(jīng)有較好根底。2）參與影響上海大氣能見度的主要因素與掌握管理對策研討課題的研討工作，對于本市機(jī)動車污染

17、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，初步把握了GIS系統(tǒng)開發(fā)和完成方法。據(jù)此我認(rèn)為，按期完成論文是可行的。圖1.研討技術(shù)路線3、本論文的特色與創(chuàng)新之處建立合適上海市情景的主要道路機(jī)動車尾氣中污染物源強(qiáng)排放模式。建立線源擴(kuò)大模式，使其適用于大城市中街道峽谷中機(jī)動車尾氣污染物的擴(kuò)大狀況。給出上海市上空污染物擴(kuò)大狀況。目前國內(nèi)將交通污染模擬與地理信息系統(tǒng)結(jié)合的研討還不多見，因此本論文在該方面的研討將是一個新的嘗試。4、預(yù)期的論文進(jìn)展和成果預(yù)期進(jìn)展：20XX.0720XX.09搜集中外文文獻(xiàn)20XX.0920XX.10根底數(shù)據(jù)的搜集和處理20XX.1020XX.1

18、2模型的修正20XX.0120XX.03GIS系統(tǒng)的編程完成20XX.0320XX.05論文的撰寫與修改預(yù)期成果：研討上海市機(jī)動車尾氣排放狀況，建立源強(qiáng)計算模型；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)大模式，確定機(jī)動車污染物影響的時間改變、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，在國內(nèi)外有關(guān)刊物上2篇。三、論文大綱前言第一章大城市機(jī)動車尾氣污染排放數(shù)值模擬的研討背景及意義一、研討背景二、國內(nèi)外研討現(xiàn)狀第二章機(jī)動車排放因子計算模型一、MOBILE6模型介紹二、利用修正的MOBILE6計算機(jī)動車排放因子第二章道路機(jī)動車尾氣污染物排放源強(qiáng)一、線源源強(qiáng)計算模式二、上海市道路機(jī)動車尾氣污染排放源強(qiáng)的計算第三章城市上空污染物擴(kuò)大模式第四章街道峽谷污染物擴(kuò)大模式一、CALINE4模型介紹二、模式修正三、上海市街道峽谷污染物擴(kuò)大模式的建立及應(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)庫的建立二、系統(tǒng)的開發(fā)第六章結(jié)論四、研討根底1、已參與過的有關(guān)研討工作和已取得的研討工作成果（1）參與中國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)工程環(huán)境影響評價工作。（3）參與“揚(yáng)塵污染來源與掌