重型柴油车实际道路排放颗粒物的粒度分布

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柴油机尾气中微粒粒径分布特征的实验研究

第8 卷第11 期环境工程学报V o l． 8 ，N o． 112 0 1 4 年 1 1月Chinese Journal of E nvironmental E ngineering Nov . 2 0 1 4 柴油机尾气中微粒粒径分布特征的实验研究杨双刘乃瑞杨小献( 西北工业大学动力与能源学院，西安710072)摘要柴油机尾气中的微粒粒径大小分布范围广泛，不同直径的微粒所占的比例以及对环境和人身健康造成的危害各不相同，因此对微粒粒径特征进行研究更具有实际意义。

本研究分别采用滤膜称重法和光散射法对厦工XG951 Ⅲ装载机配置的国Ⅲ柴油发动机怠速工况下的尾气进行测试，研究了微粒的质量浓度分布、数量浓度分布以及质量浓度与数量浓度分布的关系。

研究结果表明，从微粒质量上看，可吸入微粒( PM10 ) 占微粒总量( TSP) 的74. 0% ，可入肺微粒( PM2. 5 ) 占可吸入微粒的48. 1% ;2. 5μm 以下粒径范围内的微粒质量浓度是2. 5 ～10 μm 粒径范围内微粒质量浓度的将近3 倍，是10～100 μm 粒径范围内微粒质量浓度的52 倍;2. 5 ～10 μm 粒径范围的微粒质量浓度是10 ～100 μm 粒径范围内微粒质量浓度的18 倍。

数量上，在不同的数量级上，微粒数量浓度随粒径变化差距很明显，尤其是1 μm 以下的微粒较多。

另外，质量浓度的粒径分布滞后于数量浓度。

因此PM2. 5 排放标准中应考虑以个数浓度代替质量浓度为标准。

关键词柴油机微粒质量浓度数量浓度粒径分布中图分类号TK421 + ．5文献标识码A文章编号1673-9108(2014)11-4892-05Experimental study on particle size distribution in diesel exhaustYang Shuang Liu Nairui Yang Xiaoxian( School of Power and Eneger，Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710072，China)Abs t ract It is more practicall y signi f icant t o conduct research on the particle si z e distribution，as hazards t o the environment and human health are di ff erent w ith di ff erent particle si z e w hose distribution in the diesel ex- haust is extraordinaril y unequal． M embranes w eighing method and light scattering method w ere used in this study t o test the diesel exhaust of Eur o Ⅲdiesel engine conf igurated on Xiagong XG951Ⅲloader under idling condi- tion，the mass concentration of particulate distribution，number concentration distribution and the relationship bet w een mass concentration and number concentration distribution w ere studied． T he results s how ed that f or the particle m ass，respirable particles( P M10) account f or74.0% of particulates( T SP)，the lung particulate( PM2. 5) account for 48. 1% of respirable particulate; the particle mass concentration at the size less 2. 5 μm is nearl y tripled of the particle in2.5～10μm，is52times of that in10～100μm; the particle mass concentration in2.5～10μm is18times of the particle in10～100μm．And f or number，there is a bi g gap bet w een the num-ber concentration versus their diameters，especiall y，more particles bel ow 1μm．M oreover，si z e distribution of the mass concentration of the particle l agged t hat o f n umber c oncentration．So the number concentration shouldbe considered as the standard intead of the mass concentration in the P M2. 5emissions．Key words diesel engine; particle; mass concentration; number concentration; size distribution从现行各国针对柴油车的排放法规［1］来看，对微粒的限制都是针对微粒的质量，现行的技术也随之都是基于重量法来测评柴油机微粒的排放水统及肺部疾病。

重型柴油货车排放因子本地化研究

[１８]
在杭
用较广的国ＩＩＩ、国ＩＶ、国Ｖ重型柴油货车. 测试
州城市案例研究中对ＩＶＥ模型与遥感测试的车
的辽中南城市群包括沈阳市、大连市、鞍山市、抚
是减少污染物排放最有效的措施. 郭辉等
辆排放因子进行了比较分析ꎬ发现ＩＶＥ模型得到
的排放因子被高估了. 此外ꎬ还建立了基于燃料的
[１９]
车辆上的测试系统ꎬ记录车辆的行驶特征参数和
现的超载问题ꎬ重型柴油货车单位行驶里程能耗
污染物排放数据ꎬ具有测试结果准确、可直接反映
远大于其他地区ꎬ其污染物排放对大气污染的影
车辆实际运行过程排放状况和反映车辆瞬时运行
响更为突出. 环境保护部发布的« 道路机动车大
等
状况对污染物排放的影响等优点. 例如ꎬ高成康
地区具有很强的适应性. 例如ꎬ高成康等 [１７] 利用
南城市群的重型柴油货车排放因子数据库.
ＩＶＥ模型得出了哈长城市群的机动车排放因子ꎬ
１１测试车辆与路线的选取
系统分析了车辆排放的时空分布特征ꎬ并模拟了
重型柴油货车的排放标准是影响污染物排放
不同情景下的预计排放. 结果表明ꎬ淘汰老旧车辆
因子的重要因素ꎬ因此ꎬ本研究的测试车辆选取应
ｇａｏｃｋ＠ｍａｉｌ. ｎｅｕ. ｅｄｕ. ｃｎ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬ ｄｒｉｖｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｏｔｈｅｒｔｒａｆｆｉｃ
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬ ｔｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｅａｖｙ￣ｄｕｔｙｄｉｅｓｅｌｔｒｕｃｋｓｉｎＭｉｄ￣ＳｏｕｔｈｅｒｎＬｉａｏｎｉｎｇ

燃用生物柴油的柴油乘用车颗粒物排放特性

ｕＤｉｍｉｎｇ，ＫａｎＺｅｃｈａｏ，ＨｕＺｈｉｙｕａｎ，ＴａｎＰｉｑｉａｎｇ
（ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ］ＯｎａｓａｍｐｌｅＰＡＳＳＡＴｄｉｅｓｅｌｃａｒ，ＣｈｉｎａＩＶｐｕｒｅｄｉｅｓｅｌ，ｐｕｒｅｂｉｏｄｉｅｓｅｌａｎｄｄｉｅｓｅｌ－ｂｉｏｄｉｅｓｅｌｂｌｅｎｄｅｄｆｕｅｌｓ
ｔｈｅｈｅｌｐｏｆｅｘｈａｕｓｔｐａｒｔｉｃｌｅｎｕｍｂｅｒａｎｄｓｉｚｅａｎａｌｙｚｅｒ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｓｐｅｅｄｓ，ｐａｔｒｉｃｕｌａｔｅｎｕｍｂｅｒａｎｄｍａｓｓｅｍｉｓｓｉｏｎｆａｃｔｏｒｓｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｃａｒｓｐｅｅｄ．Ｗｈｅｎｄｉｒｖｉｎｇｓｐｅｅｄｅｘｃｅｅｄｓ６０ｋｍ／ｈ，ｔｈｅｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｎｕｍｂｅｒｅｍｉｓｓｉｏｎｆａｃｔｏｒｓｉｎｃｒｅａｓｅｒａｐｉｄｌｙｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｂｌｅｎｄｉｎｇｒａｔｉｏｏｆｂｉｏｄｉｅｓｅ１．Ｐａｔｉｒｃｕｌａｔｅｎｕｍｂｅｒｅｍｉｓｓｉｏｎｆａｃｔｏｒ

国ⅳ柴油机颗粒物与颗粒态多环芳烃排放特征

国ⅳ柴油机颗粒物与颗粒态多环芳烃排放特征一、引言：国Ⅳ柴油机作为一种高效、经济又环保的动力源，已经在交通运输、工业生产和农业生产等领域得到了广泛的应用。

然而，柴油机在运行过程中会产生大量的颗粒物和颗粒态多环芳烃，对空气质量和人体健康造成危害。

为了进一步探究国Ⅳ柴油机排放的颗粒物和颗粒态多环芳烃特征，新的研究逐渐展开。

二、颗粒物排放特征：国Ⅳ柴油机排放的颗粒物主要包括可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）。

这些颗粒物对人体健康具有较大影响。

在国Ⅳ柴油机运行过程中，颗粒物的体积浓度主要受使用燃料和工况条件的影响。

使用低硫燃料和采用 SCR 技术等措施，可以显著降低颗粒物排放浓度。

三、多环芳烃排放特征：国Ⅳ柴油机排放的多环芳烃主要来源于未燃烧的烃类物质和机油等添加物，其中苯并[a]芘、苯并[a]蒽、芘等多环芳烃是最为典型的物种。

多环芳烃的排放浓度除受燃油成分的影响外，还受机油、燃烧温度、油耗等因素的影响。

采用先进的燃烧控制技术和清洁燃料可有效降低多环芳烃的排放。

四、颗粒物和多环芳烃的协同排放特征：国Ⅳ柴油机排放的颗粒物和多环芳烃是相关的，它们在燃烧过程中互相影响，共同排放到环境中。

颗粒物的存在可以促进多环芳烃的形成，而多环芳烃的存在又会附着在颗粒物表面，形成颗粒物的一部分。

因此，控制颗粒物排放是降低多环芳烃排放的有效手段之一。

五、结论：国Ⅳ柴油机排放的颗粒物和多环芳烃对环境和人体健康造成的危害不可忽视。

采用先进的燃烧控制技术和清洁燃料，有效降低颗粒物和多环芳烃的排放，是保障环境和人民健康的必然选择。

未来需要继续深入探究颗粒物和多环芳烃排放的特征，提出更加有效的控制措施，促进柴油机行业的可持续发展。

重型柴油车实际道路氮氧化物和碳排放研究

重型柴油车实际道路氮氧化物和碳排放研究
葛子豪;尹航;徐龙;杨扬;吉喆;黄英
【期刊名称】《中国环境科学》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】通过对20辆国五及国六重型柴油车排放远程监控数据分析,分别使用
3B-MAW方法、总行程平均法以及功基窗口法对数据进行分析,获取了重型柴油车在实际道路上的NO_(x)和CO_(2)排放特征.数据分析结果表明国六重型柴油车实际道路NO_(x)排放显著低于国五重型柴油车,且二者在中/高负荷工况下的NO_(x)排放相比低负荷时亦有明显降低.但国六重型柴油车的CO_(2)排放却比国五重型柴油车高出10%左右,应引起广泛重视.按窗口功率比大小进行NO_(x)排放分析的
3B-MAW方法,既能考虑到重型柴油车道路排放特点,又能兼顾SCR催化剂对
NO_(x)排放控制的技术特点,适合用于进行重型柴油车排放远程监控数据评价分析.【总页数】8页(P646-653)
【作者】葛子豪;尹航;徐龙;杨扬;吉喆;黄英
【作者单位】北京理工大学;中国环境科学研究院;潍柴动力股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】X511
【相关文献】
1.基于发动机在环的重型柴油车实际道路细小颗粒物排放特性研究
2.低负荷工况下城市类重型柴油车的实际道路排放特性研究
3.基于远程数据的重型柴油车实际道
路碳排放测算准确度4.基于实际道路测试的重型柴油车排放评估方法研究5.功率阈值对重型柴油车实际道路排放结果的影响研究
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柴油机排气尾流中核模态颗粒数浓度和粒径分布变化特性

Ｓａｇａ０２０Ｃｈｎ）ｈｎｈｉ０４，ｉａ２
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈｌｔｎａｄｃａｇｈｒｃｅｉｔｃｆｄｅｅｎｉｘａｓｅｒｔｉｉｅａｍｏｐｅｃｅｖｒｎｎｒｅｄｕｉｎｈｎｅｃａａｔｒｓｉｓｏｉｓｌｅｇｎｅｅｈｕｔｎａａｌｐｔｓｈｒｎｉｏｍｅｔｗｅｅｉｏｐｉｎｅｔｔｄｂｓｄｏｗｏｓａｅｄｌｅｘｅｍｅｔ．ｉｖｓｉａｅａｅｎｔ－ｔｇｉｔｒｅｐｒｎｓＴｅｐｒｏｅｉｔｎｅｅｏｕｏｈａｔｒｓｃｆｕｌａｏｄｇｕｉｈｕｐｓｏｆｄｔｖｌｔｎｃａｃｅｔｓｏｃｅｔｎｍｏｅｓｉｈｉｒｉｉｎｉｐｒｉｌｓｉｔｅｅｈｕｔｌｍｅｏｉｓｌｎｉｅ．ｔｓｓｏａｔｅｎｈｘａｓｐｕｆｄｅｅｇｓＩｉｈｗｎｔａｔｅｃａｇｓｏｐｍａｙｄｌｔｎｐｒｍｅｅｓｓｃｓｐｍａｙｃｅｎｈｔｈｈｎｅｆｒｒｉｉｉｕｏａａｔｒ，ｕｈａｒｒｉ
湿度ＯＨ、混合气停留时间ＰＴ和稀释比例ＰＲ等稀释参数会显著影响稀释混合气中ａ）Ｄ（Ｒ）（Ｄ）核模态粒子（ｎ５ｎ）Ｄ＜０ｍ的数浓度和粒径分布，表明核模态粒子主要由排气稀释过程中粒转化作用产生的气．二次颗粒构成；ＰＴ随Ｄ的降低以Ｄ及ＰＨ、
ｐｒｉｌｓｂｅｎｇ —ｏｐｒｉｌｏｖｒｉｎｄｒｎｘａｓｌｉｎａｄｃｏｉｉＴｅｄｃｅｅｏＤＴｒｔｅｉｃａｅｏａБайду номын сангаас ｅａｄｏａｔ－ａｔｅｃｎｅｏｕｉｇｅｕｔｄｕｏｏｌｇ．ｃｓｓｃｓｈｉｔｎｒｈｅｒａｆＰｓｏｎｒｓｆｈｅ

柴油机排放颗粒物特征及影响因素分析

柴油机排放颗粒物特征及影响因素分析YAN Shanshan;LIU Zhaoce;YANG Qi;WU Xin;ZHZO Jinbo;WU Zhenxiao;XUE Fanli;FAN Jingsen;NIU Hongya【摘要】采用二段撞击式单颗粒采样器进行采样,分析柴油机排放颗粒物的形貌、粒径、颗粒物排放的影响因素以及与国外柴油车的对比,最后发现:柴油机排放颗粒物以链状粒子为主,占粒子总数的72％,其次是矿物颗粒,矿物颗粒以单颗粒和粘附二次污染物两种形式存在,粒径大多集中在0.2～0.6 μm.周围大气颗粒物以多边形粒子为主,粒径集中在0.3 ～0.5 μm.随着柴油机负荷增大,颗粒物数量逐渐增加,但有机颗粒物数量表现出先增加后降低的趋势.【期刊名称】《河北工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(035)004【总页数】5页(P90-94)【关键词】柴油机;微米颗粒物;粒径;形貌【作者】YAN Shanshan;LIU Zhaoce;YANG Qi;WU Xin;ZHZO Jinbo;WU Zhenxiao;XUE Fanli;FAN Jingsen;NIU Hongya【作者单位】;;;;;;;;【正文语种】中文【中图分类】X513微米颗粒物在大气中具有较长的滞留时间和比较大的比表面积，已经成为我国当前的首要大气污染物，严重地影响人体健康、农作物生长、大气能见度以及气候变化[1-2]。

机动车排放细颗粒物为细颗粒物污染的重要贡献者之一，机动车污染已经变成空气污染的重要来源，是造成灰霾，光化学烟雾污染的主要原因[3-14]。

虽然在研究内容上已经有大量文献对柴油机排放颗粒物进行研究，但对柴油车颗粒物的研究涉及的比较少，而在研究柴油机排放颗粒物方面，主要研究柴油机排放尾气的化学组分及改进措施，对细颗粒物方面的亚微米粒径段的颗粒物特性研究较少，因而，本文运用透射电镜的方法，研究柴油车和柴油机的微米颗粒物(粒径处于0.2～1.0 μm)，对其形貌、粒径进行系统的梳理，并对不同转速和不同负荷情况下的柴油机所排放的颗粒物进行研究，完善现有对颗粒物的研究，旨在能更深一步地认识现代柴油机排气颗粒物，并为进一步的开展柴油机微粒排放控制的研究提供基础数据。

重型柴油机颗粒物分布规律的试验研究

第34卷第13期农业工程学报V ol.34 No.1362 2018年7月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jul. 2018重型柴油机颗粒物分布规律的试验研究周小波1,2，胡清华1※，闫峰3，苏万华2（1. 天津大学计算机科学与技术学院，天津300350； 2. 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津300072；3. 中国汽车技术研究中心有限公司，天津300300）摘要：为了同时控制车用重型柴油机的颗粒物排放质量和数目，该文对稳态工况及瞬态工况下柴油机排放颗粒物分布规律进行了试验研究。

试验结果表明：在稳态工况下，随着负荷的增加或者转速的提高，积聚态及核态颗粒物数目浓度、中位直径（count median diameter，CMD）、表面积和质量均呈现增大趋势，且峰值向大粒径方向偏移。

在本研究中，稳态工况全工况总颗粒物数目浓度为1.5×106～4.5×106个/cm3，积聚态颗粒物数目浓度为2×106～1×107个/cm3，而核态颗粒物数目浓度为1×107～3×107个/cm3，在总颗粒物数目浓度中占比为65%～96%。

全工况当量比均小于0.7，在中低转速，当量比对颗粒物分布影响较为明显，在高转速尤其是大负荷条件下，当量比的影响减弱。

在瞬态工况下，颗粒物数目浓度出现了与颗粒物质量类似的排放尖峰现象，浓度峰值达到2×108～7×108个/cm3，比其对应的稳态工况出现的浓度峰值高出1个数量级。

而且排放尖峰现象中，积聚态颗粒物数目浓度占主要部分，其峰值浓度比稳态工况要高出2个数量级，此时排放尖峰现象中核态颗粒物数目浓度也出现明显增长。

排放尖峰现象对应的粒径主要集中在积聚态颗粒物的50～200 nm范围和核态颗粒物的6～8 nm及20～50 nm范围。

柴油机排气颗粒浓度和粒径分布特征试验研究

第25卷(2007)第2期内燃机学报T ransactions of CS I CEV o.l 25(2007)N o .2文章编号:1000 0909(2007)02 0113 0525 018收稿日期:2006 05 19;修回日期:2006 12 05。

基金项目:上海市科委重大科技项目(043012015)。

作者简介:李新令,博士研究生,E m ai:l l x@l s jt .cn 。

柴油机排气颗粒浓度和粒径分布特征试验研究李新令,黄震,王嘉松,吴君华(上海交通大学燃烧与环境技术中心,上海200030)摘要:研究了6114柴油机不同工况下排气颗粒的数浓度、体积浓度和粒径分布特征,测试工况下柴油机排气颗粒数浓度均呈包括核模态(峰值粒径为10n m ~20n m )和积聚模态(峰值粒径为50n m ~80n m )的双峰对数正态分布。

高转速下排气颗粒数浓度和体积浓度大于中间转速时的数浓度和体积浓度。

相同转速下,颗粒体积浓度随负荷增加而增大,而数浓度高转速下随负荷增大而增加,中间转速下随负荷增加没有规律性变化。

相同转速下,积聚模态数浓度随负荷增加而增大,核模态数浓度高转速下随负荷增大而增加,但在中间转速下随负荷增加无规律性变化。

相同转速下,随负荷增加,核模态峰值粒径有减小趋势。

中间转速下积聚模态峰值粒径随负荷增大先增大后减小,高转速下积聚模态峰值随负荷变化无明显变化。

中间转速下排气颗粒的核模态峰值粒径小于高转速下核模态的峰值粒径,积聚模态峰值粒径大于高转速下积聚模态的峰值粒径。

排气颗粒中核模态粒子占有较大的数量百分比,积聚模态粒子占有较大的体积百分比。

关键词:柴油机;负荷;排气颗粒;数浓度;粒径分布中图分类号:TK 421.5 文献标志码:AI nvestigation on Concentrations and Size D istribution Characteristic ofParticles fro m D iesel EngineLI X in ling ,HUANG Zhen ,W ANG Jia song ,W U Jun hua(Center for Combustion and Environm enta l T echno l ogy ,Shanghha i Jiao tong U nivers it y ,Shangha i 200030,Chi na)Abstract :Exhaust particle number w ei ghted and volu m e w ei ghted concentrations and size distri buti on w ere m easured i n a 6114 model diesel e ng i ne by a t wo stage dil ution syste m and an S M PS .The number w ei ghte d size distribut i ons clearly sho w a b m i oda l and lognor m al i n for m w ith a nuclei mode i n dia meter range of 10nm to 20nm and an accu m ulat i on mode in dia m eter range of 50nm to 80nm.T he total num ber and volu m e conce ntrat i ons at high e ng i ne speed are lar ger than at m i ddle engine speed .A t the sa me engi ne speed ,t he total vol um e conce ntrat i on increasesw ith the i ncrease of load .The tota l nu m ber c oncen trat i ons i ncrease w ith the i ncrease of l oad at hi gh speed ,wh ile the total nu m ber concentrat i ons vary litt l e w ith load at m iddle engine speed .A t sa me eng i ne speed ,the number conce ntrat i ons of accu mu l ation mode i ncrease w ith the i ncrease of l oad .The number conce ntr at i ons of nuclei mode i ncrease w it h the i ncrease o f l oad at hi gh eng i ne speed ,a nd t he number c oncentration of nucle im ode varies little w it h load at m iddl e engi ne speed .M a x m i um dia m eter of nuclei mode at m i ddle eng i ne speed gives s m aller val ue than that at h i gh engine speed .M a x m i um d i a m eter of accu m ulat i on m ode at m i ddle e ng i ne speed g i ves larger val ue than at h i gh engine spee d .Nucleim ode gives l arge nu mber fraction wh ile acc umulation mode gives large volu m e fracti on .K ey words :D iesel eng i ne ;Loads ;Exhaust particles ;Number concentration ;Size d i stri bution引言空气中的悬浮颗粒物会对人体健康产生危害,悬浮颗粒按照粒径通常被划分为粗颗粒(P M 2.5~10)、细颗粒(P M 2.5)和超细颗粒(粒径小于100nm )。

重型国六发动机细颗粒物排放研究

重型国六发动机细颗粒物排放研究张鸿杰1,2　高磊1,2　陶汉国1,2　徐富强1,21.中国汽车技术研究中心有限公司天津市 3003002.天津索克汽车试验有限公司　天津市 300300摘要：随着排放法规的不断升级，对于10nm以上颗粒物排放进行管控的需求持续增强。

为探究23nm以上颗粒物数量（PN23）和10nm以上颗粒物数量（PN10）排放特性差异，本文选用一款符合国六标准的重型柴油发动机，在发动机台架上运行重型车实际道路车载法排放试验循环（PEMS），冷热态WHTC循环和WHSC循环，使用颗粒物计数器对试验中PN23和PN10同时进行采样测量。

结果表明,PN10和PN23的瞬态排放规律基本一致；各次试验中PN10比排放结果均显著高于PN23，但对于不同测试循环，PN10和PN23排放差异有所不同；虽然PN10比排放结果显著高于PN23，但其结果仍可满足国六排放法规要求，在法规限值不加严的前提下，现有DPF技术可以应对由PN23向PN10的切换。

关键词：颗粒物数量　细颗粒物　重型柴油机　PEMS试验　排放1　前言机动车尾气排放是大气污染的一大原因，而随着机动车保有量的增长，车辆使用年限的累积，由机动车尾气排放带来的问题日益凸显[1,2]。

由机动车造成的颗粒物排放环境和人体健康均构成危害，颗粒物的环境危害主要源于其光学特性，粒子通过吸收与散射光，降低能见度，导致雾霾天气的发生[3]。

一般来说直径大于5.0μm的颗粒物可被上呼吸道拦截，小于2.5μm的颗粒物易发生成积反应，可附着于肺泡，严重危害人体健康[4]。

生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报（2021）》[5]数据显示，2020年中国机动车颗粒物排放量达到6.8万吨，其中柴油车颗粒物排放量占比超过90%。

为限制颗粒物排放，生态环境部2018年发布《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》[6]，除了对前一阶段排放法规中已有限值要求的颗粒物质量（PM）进一步加严，可新引入了对颗粒物数量（PN）的限值要求。

柴油机尾气排放中的颗粒物与氮氧化物控制技术

柴油机尾气排放中的颗粒物与氮氧化物控制技术柴油机是一种高效可靠的动力设备，它的能量密度高、耗油量低，因此在工农业、运输业等领域得到广泛应用。

但是，柴油机的尾气排放却成为了一个严重的环境问题，其中主要的污染物为颗粒物和氮氧化物。

如何有效控制柴油机尾气中的颗粒物和氮氧化物的排放，是当前需要解决的重要问题。

一、颗粒物的控制技术颗粒物是指直径小于或等于10微米的固体或液体微粒，它会对人体健康和环境造成影响，因此应该力求最小化排放。

目前，主要采用的颗粒物控制技术有以下几种方法：（1）颗粒物捕集滤清器(DPF)这是一种通过过滤器滤除颗粒物的技术，它的原理是利用多孔滤纸、陶瓷、金属纤维等材料，将颗粒物截留在滤纸上，而使废气中的颗粒物得到精细过滤。

但是，DPF还需要进行周期性的再生，以去除被积累在滤纸上的颗粒物，这会增加设备成本。

（2）氧化催化剂氧化催化剂是一种能够将一氧化碳、氢气和有机化合物氧化成二氧化碳和水的催化剂，其原理类似于三元催化剂。

氧化催化剂主要负责氧化颗粒物中的有机污染物，使之变成二氧化碳和水，减少颗粒物的排放浓度。

（3）尿素催化还原(SCR)尿素催化还原是一种利用选择性催化还原剂(SCR)来降解氮氧化物的技术。

SCR技术是通过将氨水/尿素溶液注入一系列反应体积，以在某些选择性吸附材料上转化氮氧化物。

这种技术可以有效地去除柴油机尾气中的氮氧化物，但是它需要一个额外的尿素喷射系统，成本比较高。

二、氮氧化物的控制技术氮氧化物包括氮氧化物(NOx)和氧化氮化物，它们的排放会对大气造成严重的污染。

现在常用的氮氧化物控制技术主要有以下几种：（1）选择性催化还原(SCR)SCR技术不仅可以去除颗粒物中的污染物，同样还可以减少车辆尾气中的氮氧化物排放。

目前，SCR技术已经应用于所有类型的内燃机和热电站等领域中。

（2）外部废气再循环(EGR)EGR是通过重复管路和气流样板将部分废气直接引入发动机燃烧室内，使得废气中的氮氧化物再次与空气混合，从而降低NOx的排放。

柴油机和LNG发动机排放颗粒物粒径分布特性研究

柴油机和LNG发动机排放颗粒物粒径分布特性研究刘志华;葛蕴珊;丁焰;何超;谭建伟【期刊名称】《内燃机学报》【年(卷),期】2009(027)006【摘要】利用电子低压冲击仪(ELPI)在发动机台架上进行了非道路风冷柴油机、柴油机及LNG发动机排放颗粒物粒径及质量分布特征研究.试验结果表明:在最大功率点和最大转矩点,非道路柴油机排放微粒浓度最高,柴油机与LNG发动机依次相差一个数量级,且粒径分布结果截然不同;在转速不变时,随着负荷的增加柴油机的比排放数量浓度降低,LNG发动机却是先降低后增加;在油门开度不变时,随着转速的增加柴油机的比排放数量浓度增加,LNG发动机随转速的增加先增加后降低.对比二者的中位直径,LNG发动机要明显小于柴油机.【总页数】5页(P518-522)【作者】刘志华;葛蕴珊;丁焰;何超;谭建伟【作者单位】北京理工大学汽车动力性及排放测试国家专业实验室,北京,100081;北京理工大学汽车动力性及排放测试国家专业实验室,北京,100081;北京理工大学汽车动力性及排放测试国家专业实验室,北京,100081;北京理工大学汽车动力性及排放测试国家专业实验室,北京,100081;西南林学院交通机械与土木工程学院,云南,昆明,650224;北京理工大学汽车动力性及排放测试国家专业实验室,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】TK464【相关文献】1.基于MOUDI采样装置的186FA柴油机微粒物粒径分布特性研究 [J], 梅德清;王书龙;袁银男;孙平2.非道路车用柴油机排放颗粒粒径分布特性研究 [J], 王猛;谭建伟;韩秀坤;葛蕴珊3.汽油机颗粒物数量排放及粒径的分布特性 [J], 潘锁柱;裴毅强;宋崇林;吕刚;宋金瓯;张坤鹏;李金海4.汽油车排气中颗粒物粒径的分布特性 [J], 高继东;宋崇林;张铁臣;范嘉睿;高俊华;刘双喜5.缸内直喷汽油机颗粒物粒径分布特性 [J], 潘锁柱;宋崇林;裴毅强;原达;吴威龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

机动车源大气颗粒物粒径分布及碳组分特征

机动车源大气颗粒物粒径分布及碳组分特征
机动车源的大气颗粒物粒径分布和碳组分对环境的影响甚为重要。

本文综述了机动车源大气颗粒物粒径分布及碳组分的特征，以及它们的影响机理。

一、粒径分布
（一）基本特征
机动车源大气颗粒物主要由颗粒物及细颗粒物构成，其粒径分布主要集中在小于2.5 μm的范围内。

机动车排放的颗粒物大多集中在Dp＜10Μm范围内，而机动车排放的主要细颗粒物则主要在Dp＜2.5 μm范围内。

（二）影响因素
机动车源大气颗粒物粒径分布受燃烧效率、燃料种类、运行模式和环境温度等因素的影响。

燃烧效率影响的是细颗粒物的排放，而燃料种类、运行模式和环境温度则主要影响颗粒物排放。

例如，全氟烷类发动机排放PM1.5含量明显低于甲醇发动机，且环境温度时PM1.5含量会明显变化。

二、碳组分
（一）基本特征
机动车排放的碳组分主要来源有：大气碳源（如CO2，CO，CH4）、燃料焦炭（如EC，OC）、尾气碳烟灰以及三元氧化器内部释放的一氧化碳（CO）。

（二）影响因素
机动车源大气碳组分的排放量受多种因素的影响，主要因素包括：引擎及室内温控系统（冷却水温度、转速等）、大气湿度、发动机油标号、延时系统和氮氧化物等。

这些因素会直接或间接地影响机动车源大气碳组分的排放量。

总之，机动车源大气颗粒物粒径分布及碳组分在环境保护上占有重要作用，其影响因素也很复杂。

如何减少机动车源大气颗粒物排放量以及改善机动车源大气颗粒物及碳组分的排放特性，是今后需要加以研究、完善的重要部分。

深圳市柴油车排放现状深度分析

深圳市柴油车排放现状深度分析2010-8-10共有107人次浏览文字大小：[ 大中小] 收藏本页通过深圳市车流量信息摄录及数据核实，获得深圳市柴油车的基本结构组成，货运车辆在柴油车中所占比例达到了81.5%，是深圳市PM与NOx污染物的主要排放源。

通过使用OBS2200与ELPI进行实际道路情况下的车载测试，得到了深圳市主要类型柴油车PM 的排放因子：其中轻型货车1.4691g/km、货柜车4.1756g/km、重型货车2.3818g/km、客运车辆1.6954g/km；以及NOx排放因子：轻型货车4.44581g/km、货柜车8.4848g/km、重型货车10.7517g/km、客运车辆8.5656g/km。

并由此计算出PM的年排放总量为39171.20t；NOx的年排放总量为120614.01t。

统计结果表明，占柴油车总数6%的国Ⅰ货柜车产生了27%的PM排放。

深圳市20%的高污染柴油车的PM与NOx 排放量超过所有柴油车的PM与NOx排放量的70%。

深圳是我国改革开放的前沿城市和经济特区。

随着经济的高速发展和居民收入的快速增加，市区机动车也呈现出急剧上升态势。

截至2009年6月底，深圳市已注册登记的机动车总数达1323246辆，其中柴油车数量为259149辆，接近机动车总量的20%，其NOx 和PM污染物排放量占到全部机动车排放量的70%以上。

在深圳，占柴油车总量80%以上的货运车辆是柴油车主要组成部分，其尾气排放已成为深圳市主要大气污染源[1]。

1 深圳市柴油车数量及分布现状1.1 深圳市柴油车辆分类统计深圳市柴油车按车辆类型的分类统计数据见表1[2，3]。

深圳市柴油车所占比例较国内其他城市要高。

以北京为例，截至2008年11月，北京市机动车数量达340万辆，其中柴油车数量仅为18.5万辆，占机动车总量的5.5%，而深圳市柴油车比例接近20%，且货运车辆占柴油车总数比例最高，超过了80%。

柴油、生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径及质量的变化规律

燃烧科学与技术Journal of Combustion Science and Technology 2017，23(3)：261-267DOI 10.11715/rskxjs.R201604006收稿日期：2016-05-09．基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB228502)；天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目 (13JCZDJC 35800)；国家自然科学基金资助项目(51476115)．作者简介：张许扬（1991— ），男，硕士，zhangxu2014@. 通讯作者：宋崇林，男，博士，教授，songchonglin@.柴油、生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径及质量的变化规律张许扬，卫将军，吕刚，宋崇林(天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072)摘要：基于全气缸取样平台，在一台高压共轨柴油机上，对近后喷和远后喷策略下生物柴油和柴油后喷燃烧过程中颗粒物的粒数粒径分布、总粒子数密度及质量的变化规律进行了研究．实验结果表明，在后喷燃烧过程中各阶段，生物柴油和柴油所产生的颗粒物的粒数粒径分布、总粒子数密度及质量变化规律相似．颗粒物粒数粒径均呈类似对数正态分布，生物柴油的峰值粒径范围为39.2～69.8,nm ，柴油的峰值粒径范围为60.4～93.1,nm ．与柴油相比，在相同后喷燃烧阶段生物柴油的颗粒物的总粒子数密度较高，但质量浓度较低．关键词：全气缸取样平台；生物柴油；柴油；后喷燃烧；粒数粒径分布；颗粒物质量浓度中图分类号：TK427 文献标志码：A 文章编号：1006-8740(2017)03-0261-07A Comparison of Number and Size Distribution and Mass of Particulatesfor Biodiesel and Diesel in Post -Injection Combustion ProcessZhang Xuyang ，Wei Jiangjun ，Lü Gang ，Song Chonglin(State Key Laboratory of Engines ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China )Abstract ：Experiments were conducted on a direct-injection diesel engine ，which was equipped with a common rail system ．The number and size distribution ，the total particulate number density and mass concentration of particulates produced from biodiesel and fossil diesel during the post-injection combustion were investigated using a total cylinder sampling system ．Experimental results indicate a similar tendency for biodiesel and diesel in the variation of number and size distribution ，total particulate number density and mass concentration of particulates at the same stage of post-injection combustion ．The number and size distributions of particulates for both fuels ap-proximate to the lognormal distribution ，with the peak values in the range of 39.2—69.8nm for biodiesel and of 60.4—93.1nm for diesel ．At the same stage of post-injection combustion ，the total particulate number density for biodiesel is higher than that for diesel ，while an opposite result is found in the mass concentration of particulates.Keywords ：total cylinder sampling system ；biodiesel ；diesel ；post-injection combustion ；size and numberdistribution ；mass concentration of particulate柴油机因为具有较高的热效率、良好的动力性、经济性和耐久性得到广泛应用，随着柴油车的保有量不断增加，其排放物给自然环境和人类的身心带来严重的负面影响，尤其是其颗粒物排放也成为近年来造燃烧科学与技术第23卷第3期— 262 —成全国大规模雾霾天气的元凶之一．世界各国制定了越来越严格的排放法规来限制颗粒物的排放．对柴油机颗粒物生成机理及排放控制方面的相关研究越来越受到重视．伴随着我国经济的快速增长，对能源的需求量也急剧增加，能源供应安全已成为确保我国经济持续稳定增长的重要问题之一．生物柴油作为一种代用燃料，可以在不改变柴油机结构的前提下，获得与柴油接近的动力性能和比柴油更加优越的排放性能[1] ．大量的试验研究表明，柴油机燃用生物柴油及柴油-生物柴油混合燃料时，柴油机的HC 排放量显著降低，CO 排放量也有所降低，同时可以有效地降低颗粒物排放[2-5]；Krahl 等[6]、Jung 等[7]、Di 等[8]和Tsolakis [9]的研究结果表明，燃用生物柴油降低颗粒物质量的同时却增加了其总粒子数密度．Di 等[8]进行了生物柴油、柴油的掺烧和乙醇、柴油的掺烧试验，通过对比不同掺烧组分对柴油机排放颗粒物的影响发现：增加燃料中的含氧量可以降低尾气颗粒物的质量浓度；而随含氧量的增加，颗粒物的几何平均直径变小；生物柴油、柴油的掺烧所生成的颗粒物总粒子数密度升高，但乙醇、柴油掺烧所产生的颗粒物总粒子数密度却降低，这主要是由于乙醇有更低的黏性，雾化效果更好．目前，针对生物柴油及普通柴油颗粒物的研究主要是针对排气中的相关问题，而对于燃烧过程中颗粒物的研究报道很少，鉴于此，本文借助于全气缸取样平台，在一台高压共轨增压柴油机上研究生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物的粒数粒径分布，总粒子数密度及质量浓度的变化规律；并与柴油进行对比，探讨生物柴油对颗粒物的生成及氧化的影响．这对深入理解燃烧过程中碳烟微粒的生成、演化机理及控制污染物的排放有非常重要的意义．1 试验设备与试验方案1.1 试验装置及颗粒采集方法本文借助于全气缸取样平台，在一台由CY6102BQ 型柴油机的第6缸改装而成的试验单缸机上进行试验，全气缸系统机构图及发动机主要参数见参考文献[10]．改装后的试验单缸机加装了DENSO 电控高压共轨燃油喷射系统，采用ETAS 公司的INCA 标定软件，能够精确控制、调节该单缸机的喷油参数．试验台架采用德国产W230型SCHENCK 的电涡流测功机控制发动机运行工况．采用大连新风科技有限公司的采样控制系统，在特定的燃烧时刻精确控制全气缸取样装置打破燃烧空间，使缸内正在燃烧中的气体溢出燃烧室，同时释放高压氮气使燃气迅速降温，“淬灭”其化学反应，经稀释降温的样气沿管路进入取样袋中，然后接发动机废气排放颗粒物粒径谱仪(EEPS-3090)进行粒数粒径的分析测量，或由真空泵以一定的流速将其抽取到特定的滤膜上，而后进行颗粒物的后续处理分析．采用美国TSI 公司的发动机废气排放颗粒物粒径谱仪(EEPS-3090)分析研究柴油机颗粒物粒数浓度以及粒数粒径分布特性．该仪器基于电迁移性原理，可高精度、实时测量稳态和瞬态工况粒径分布，测量粒径范围为5.6～560nm ，该仪器前级配备了379020型旋转式热稀释仪，稀释比范围为15∶1～3000∶1．在本次试验的测试过程中，稀释比为260∶1，此稀释比可有效地减弱采样颗粒物的进一步凝并[11]．采样流量为10L/min ．颗粒物质量的测定采用称重法．将取样袋中的样气利用真空泵过滤到PALLFLEX 公司生产的聚四氟乙烯滤膜上，采样前、后使用电子微量天平(Sartorius ME 5-F )分别称重．以滤膜质量之差作为微粒(particle matter ，PM )的质量．称重之后立即进行索氏萃取[12]，去除颗粒物中的可溶性有机物(soluble organic fraction ，SOF )；萃取后与取样前滤膜质量差近似为干碳烟(soot )的质量[13]． 1.2 试验方案本研究使用的燃油为某公司提供的国Ⅴ柴油及以大豆为原料生产的脂肪酸甲脂生物柴油，相应的燃油参数指标如表1所示．表1 燃油主要参数指标项目柴油生物柴油十六烷值 51.6 51.6运动黏度(20,℃)/(mm 2·s -1) 4.67 6.31密度(20,℃)/(kg ·m -3) 831 881热值/(kJ ·kg -1) 42.9 37.2 氧质量分数/% — 10.77 多环芳烃质量分数/% 1.9 0 闪点(闭口)/℃ 70.5 120硫含量/(mg ·kg -1) 7.8 6.3台架试验中，为保证较高的取样时间分辨率[14]，本文选用发动机转速为1000r/min ；选择柴油的主喷油量为每循环28mg ，主喷油角为上止点前7°；后喷油量为每循环6mg ，近后喷和远后喷的起始喷油角(start of post injection ，SOPI )分别为上止点后7°CA 和22°CA (crank angle after top dead center ，CA ATDC ). 生物柴油的主后喷油量是以柴油喷油量为基准通过等热值换算得到的，其喷油策略为：主喷油张许扬等：柴油、生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径及质量的变化规律燃烧科学与技术— 263 —量为每循环32.3mg ，主喷油角为上止点前7°，后喷油量为每循环6.9mg ，后喷油角分别为7°CA ATDC 和22°CA ATDC ．发动机试验条件为：进气压力0.15MPa ，进气温度45±2℃，冷却水温75～80℃，机油温度80～90℃．具体工况见表2．表2 试验工况工况燃油种类每循环主喷油量/mg每循环后喷油量/mg后喷油角/(°CA ATDC )D-1柴油 28.0 6.0 7B-1 生物柴油 32.3 6.9 7 D-2 柴油 28.0 6.0 22 B-2生物柴油 32.36.9222 试验结果与讨论2.1 后喷燃烧过程中各阶段的划分图1为在后喷油角为7°CA ATDC 的工况下，燃用生物柴油和柴油时放热率、缸内压力和缸内平均温度曲线，由图可以看出，整个燃烧过程中生物柴油与柴油的燃烧相位相似，燃用生物柴油时缸内平均温度略低于柴油．（a ）放热率（b ）缸内压力和平均温度图1 生物柴油和柴油的放热率、缸内压力和缸内平均温度后喷燃烧是一个快速而又复杂的过程，目前国内外对后喷燃烧阶段划分尚无文献报道．根据缸压曲线或燃烧放热率曲线很难对其进行阶段划分，而碳烟的生成和氧化历程能比较准确地反映缸内燃烧过程．本文在大量的试验结果基础上，根据后喷燃烧过程中碳烟质量的变化特点，把后喷燃烧过程划分为4个燃烧阶段．图2为典型的生物柴油和柴油后喷燃烧过程中碳烟质量变化规律．4个燃烧阶段如图2所示：Ⅰ阶段为后喷燃烧准备阶段，从后喷始点7° CA ATDC 到10.5°CA ATDC ，此阶段碳烟质量随曲轴转角增加而降低；Ⅱ阶段为后喷燃烧初期(10.5～15.5°CA ATDC )，碳烟质量开始升高并达到峰值，此阶段可以观察到燃烧放热率明显上升；Ⅲ阶段为后喷燃烧中期(15.5～24.5°CA ATDC )，此阶段碳烟开始快速氧化，燃烧放热率降低；Ⅳ阶段为后喷燃烧末期(≥24.5°CA ATDC )，碳烟氧化速率变小，燃烧放热率趋近平缓．本文主要是针对上述4个燃烧阶段进行研究和讨论．图2后喷燃烧过程中生物柴油和柴油的碳烟质量(后喷油角为7°CA ATDC )2.2 后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径分布规律图3和图4分别为燃用生物柴油、柴油时在后喷油角为7°CA ATDC 和22°CA ATDC 工况下测得的颗粒物粒数粒径分布．由图可以看出，两种燃油在后喷燃烧过程中生成的颗粒物的粒数粒径均呈类似对数正态分布，生物柴油峰值粒径分布在39.2～69.8nm 之间，而柴油峰值粒径分布在60.4～93.1nm 之间．图5为各个工况下生物柴油、柴油颗粒物粒数峰值和峰值粒径随曲轴转角的变化规律．从图中可以看出，无论是在近后喷(后喷油角为7°CA ATDC )还是远后喷(后喷油角为22°CA ATDC )工况下，两种燃油的颗粒物粒数峰值均呈现在后喷燃烧准备阶段降低、在后喷燃烧初期升高、在后喷燃烧中期及末期不断降低的趋势．另外，整个后喷燃烧过程中，相同曲轴转角下生物柴油峰值粒径小于柴油的峰值粒径，燃烧科学与技术第23卷第3期— 264 —这可能与生物柴油分子中含有氧元素有关，Di 等[8]的研究结果表明，燃油分子中含氧更容易促使较小粒径的颗粒物产生．针对上述两种燃料，在后喷油角为7°CA ATDC 工况下，在后喷燃烧初期，颗粒物峰值粒径较小，这主要是后喷燃油开始燃烧产生大量小粒径（a ）生物柴油（b ）柴油图3 后喷油角为7°CA ATDC 时不同曲轴转角下生物柴油和柴油颗粒物粒数粒径分布规律（a ）生物柴油（b ）柴油图4 后喷油角为22°CA ATDC 时不同曲轴转角下生物柴油和柴油颗粒物粒数粒径分布颗粒物；而后，随着燃烧的进行，峰值粒径呈增大趋势．在后喷油角为22°CA ATDC 工况下，峰值粒径在后喷燃烧初期较小，而后在后喷燃烧中期、末期朝着大粒径方向移动，但由于此时缸内温度较低，颗粒物的生成和氧化速率均较慢，其变化幅度不大．（a ）后喷油角为7°CA ATDC（b ）后喷油角为22°CA ATDC图5各个工况下生物柴油、柴油颗粒物粒数峰值和峰值粒径随曲轴转角的变化规律2.3 后喷燃烧过程中颗粒总粒数浓度的变化规律图6和图7分别表示在不同后喷油角的条件下，生物柴油、柴油后喷燃烧过程中颗粒物总粒子数密度随曲轴转角的变化规律．在两个不同后喷油角工况下，生物柴油和柴油颗粒物总粒子数密度在后喷燃烧准备阶段降低、后喷燃烧初期升高、后喷燃烧的中期末期不断降低．在相同后喷燃烧阶段，生物柴油的总粒子数密度要高于柴油，这与文献[6-9]的研究结果一致．他们认为可能是由于生物柴油黏性较高、挥发性及燃油雾化质量较差，导致由不完全燃烧生成的小粒径颗粒物增多，总粒子数密度增大．在后喷油角为7°CA ATDC 工况下，后喷燃烧准备阶段(7～10.5°CA ATDC )，两种燃油的总粒子数密度均随曲轴转角的增大而降低，此降低的原因可能源于以主喷燃油所产生颗粒物的氧化；后喷燃烧初期(10～15.5°CA ATDC )，后喷入的燃油迅速燃烧并生成了大量的颗粒物，导致此阶段颗粒物总粒子数密度快速增加，生物柴油总粒子数密度的增加量为2.1×108cm -3，张许扬等：柴油、生物柴油后喷燃烧过程中颗粒物粒数粒径及质量的变化规律燃烧科学与技术— 265 —是柴油的1.79倍；在后喷燃烧中期，颗粒物被迅速氧化，总粒子数密度迅速降低，生物柴油总粒子数密度的降低量是柴油的1.43倍；燃烧末期，生物柴油约有总粒子数密度的69.5%的微粒被氧化燃烧掉，总粒子数密度的氧化率高于柴油的66.4%，这可能是由于生物柴油颗粒物比柴油颗粒物有较低的活化能，其反应频率因子是柴油颗粒的2～3倍，致使在颗粒物的后期氧化过程中表现出更高的氧化速率[7]，促使其颗粒物总粒子数密度降低幅度较大．总之，从整个后喷燃烧过程来看，生物柴油颗粒物的生成和氧化速率(总粒子数密度)均高于柴油．在远后喷(后喷油角为22°CA ATDC )时，颗粒物的生成和氧化速率较低，至燃烧结束生物柴油颗粒物总粒子数密度的降低量为2.84×108cm -3，是柴油的1.54倍．图6 后喷油角为7°CA ATDC 时后喷燃烧过程中生物柴油和柴油颗粒物总粒子数密度的变化规律图7 后喷油角为22°CA ATDC 时后喷燃烧过程中生物柴油和柴油颗粒物总粒子数密度的变化规律2.4 后喷燃烧过程中颗粒物质量的变化规律．图8和图9分别表示在不同后喷油角工况下，燃用生物柴油和柴油时碳烟、颗粒物的质量随曲轴转角变化规律．由图可以看出，在后喷油角为7°CA ATDC 时，生物柴油和柴油的颗粒物质量变化规律基本一致，在后喷燃烧准备阶段(7～10.5°CA ATDC )，燃用两种燃油时碳烟、颗粒物的质量均呈现变小趋势，在此阶段后喷燃油并未开始燃烧形成颗粒物，缸内颗粒物的质量变化主要是源于主喷燃油所产生的颗粒物的氧化；在后喷燃烧初期阶段(10.5～15.5°CAATDC )，碳烟质量升高，而颗粒物质量先升高后降低，表明该阶段刚生成的微粒中含有大量的SOF 成分，随着燃烧的进行，SOF 成分迅速氧化及部分转化为碳烟；在后喷燃烧中期(15.5～24.5°CA ATDC )和末期(≥24.5°CA ATDC )，碳烟和颗粒物质量迅速下降，这主要是由于后喷燃烧的加入增强了缸内的气流扰动，促进了燃烧产物和空气的混合，并提高了缸内温度，促进了颗粒物氧化；燃烧结束时，同峰值相比，燃用生物柴油碳烟、颗粒物质量的下降率分别为94%、90.2%，比燃用柴油时高8.2%和13.5%，燃烧结束时，燃用生物柴油时颗粒物质量仅为燃用柴油时的35%．由图9可以看出，在后喷油角为22°CA ATDC 工况下，在后喷燃烧准备阶段，燃用生物柴油和柴油时颗粒物和碳烟质量下降；在后喷燃烧初期(27.5～30°CA ATDC )燃用生物柴油时碳烟、颗粒物的生成量分别是燃用柴油时的50%、69%，表明在该条件下燃用生物柴油也能有效减少碳烟和颗粒物的生成量．此外，与后喷油角为7°CA ATDC 工况相比，该阶段未发现颗粒物呈先上升、后下降的变化趋势，而是呈单调递增的趋势．这主要是近后喷(后喷油角为7°CA ATDC )促进和延长了主喷燃烧[15]，使后喷生成的SOF 快速氧化并向碳烟转化，导致此阶段颗粒物呈先上升、后下降的趋势；在后喷燃烧中期和末期，燃用生物柴油和柴油时的颗粒物和碳烟均（a ）碳烟（b ）颗粒物图8后喷油角为7°CA ATDC 时后喷燃烧过程中燃用生物柴油和柴油时每循环碳烟及颗粒物质量演变规律燃烧科学与技术第23卷第3期— 266 —（a）碳烟（b）颗粒物图9后喷油角为22°CA ATDC时后喷燃烧过程中燃用生物柴油和柴油时每循环碳烟及颗粒物质量演变规律呈下降趋势.总之，无论是近后喷还是远后喷，从整个后喷燃烧过程来看，在相同后喷燃烧阶段燃用生物柴油时碳烟和颗粒物的质量均小于柴油，其原因可能是：由于生物柴油含氧(10.77%)，含有较少的C—C 键，燃料与空气中氧气反应的同时，燃料自身所含氧元素也参与反应，单位质量的燃油完全燃烧需要的空气量较少，有效减少了缸内局部缺氧区出现的可能性，减少了碳烟的生成[3-4,16]；其次，由于生物柴油不含芳烃[3,17]，所生成碳烟的前驱物的量减少；燃用生物柴油时生成的碳烟表现出更多的无定型纳观结构和更高的反应活性[18]，更容易被氧化．3 结论(1) 根据后喷燃烧过程中碳烟质量的变化规律，可以将后喷燃烧过程划分为4个阶段．(2) 燃用生物柴油和柴油时，在后喷燃烧过程中，粒数粒径分布，总粒子数密度及质量变化趋势类似．(3) 生物柴油和柴油后喷燃烧过程中生成的微粒的粒径均呈类似对数正态分布规律．生物柴油峰值粒径在39.2～69.8nm范围内，而柴油峰值粒径分布在60.4～93.1nm之间．在相同后喷燃烧阶段，生物柴油峰值粒径一般要小于柴油的峰值粒径．(4) 在近后喷(后喷油角为7°CA ATDC)和远后喷(后喷油角为22°CA ATDC)工况下，生物柴油和柴油颗粒物总粒子数密度均随燃烧进行呈现先减小、后增大、然后再减小的变化趋势．整个后喷燃烧过程中，相同后喷燃烧阶段燃用生物柴油时的总粒子数密度要高于燃用柴油时的总粒子数密度．从整个后喷燃烧过程来看，燃用生物柴油时颗粒物的生成和氧化速率均高于燃用柴油时的值．(5) 无论在近后喷还是在远后喷工况下，在整个后喷燃烧过程中，燃用生物柴油时碳烟、颗粒物的质量浓度均小于燃用柴油时的值，后喷燃烧结束时，燃用生物柴油时碳烟、颗粒物质量的下降率均要高于燃用柴油时的值．参考文献：［1］王显刚. 生物柴油喷雾、燃烧和碳烟生成特性及其对柴油机微粒排放影响的研究[D]. 西安：西安交通大学能源与动力工程学院，2011.Wang Xiangang. Study on Spray，Combustion and SootFormation Characteristics of Biodiesels and ParticulateEmissions from a Diesel Engine Fueled with Biodiesels[D]. Xi′an：School of Energy and Power Engineering，Xi′an Jiaotong University，2011(in Chinese).［2］Monyem A，Gerpen J H V. The effect of biodiesel oxida-tion on engine performance and emissions [J]. Biomass& Bioenergy，2001，20(4)：317-325.［3］Schmidt K，Van Gerpen J H. The effect of biodiesel fuel composition on diesel combustion and emissions [C]//SAE Technical Paper. Detroit，MI，USA，1996，961086.［4］Lapuerta M，Armas O，R odríguez-Fernández J. Effect of biodiesel fuels on diesel engine emissions [J]. Pro-gress in Energy & Combustion Science，2008，34(2)：198-223.［5］Agarwal A K. Biofuels(alcohols and biodiesel)applica-tions as fuels for internal combustion engines[J]. Pro-gress in Energy & Comb stion Science，2007，33(33)：233-271.［6］Krahl J，Munack A，Schröder O，et al. 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Tianjin ：School of Mechanical Engineer-ing ，Tianjin University ，2007(in Chinese ).［14］刘仪，刘巽俊，白翎. 柴油机全气缸取样技术存在的几个问题[J ]. 内燃机学报，1995，13(3)：237-243.Liu Yi ，Liu Xunjun ，Bai Ling. Some problems with the total cylinder sampling technique for a diesel engine [J ]. Transactions of CSICE ，1995，13(3)：237-243(in Chinese ).［15］ Arrègle J ，Pastor J V ，López J J ，et al. Insights onpostinjection-associated soot emissions in direct injection diesel engines [J ]. Combu stion and Flame ，2008，154(3)：448-461.［16］ Haas M J ，Scott K M ，Alleman T L ，et al. Engineperformance of biodiesel fuel prepared from soybean soapstock ：A high quality renewable fuel produced from a waste feedstock [J ]. Energy & Fu els ，2001，5：1207-1212.［17］ Lapuerta M ，Armas O ，Hernández J J ，et al. Potentialfor reducing emissions in a diesel engine by fuelling with conventional biodiesel and Fischer-Tropsch diesel [J ]. Fuel ，2010，89(10)：3106-3113.［18］ Nagle J ，Strickland-Constable R F. Oxidation of carbonbetween 1000—2000℃[C ]// Proceedings of the Fifth Carbon Conference . Oxford ：Pergamon ，1962，1(1)：154-164.。

重型柴油机基于ESC试验的颗粒物及有害气体排放规律试验研究

0引言随着汽车行业近些年的不断发展，国内重型卡车也得到爆发式增长，2016年国内重型卡车（含非完整车辆、半挂牵引车）累计销售732919辆，同比累计增长33.08%。

一汽、东风、重汽和陕汽四家企业累计销量超过10万辆，销量前十企业共销售706593辆，占据整个重型卡车（含非完整车辆、半挂牵引车）市场总销量96.41%的份额。

从增幅看，销量前十企业全部实现增长，累计增幅较高的是一汽集团、上依维柯红岩，均超过70%，成都大运的累计增幅也超过50%。

柴油机不仅在中、重型汽车上占有统治地位，轿车柴油机化也是未来汽车行业的发展趋势。

城市道路路况复杂，频繁起停，怠速比例较高，平均行驶车速低，发动机在大部分时间内都工作在现行排放法规排放测试区域以外的工况，这是造成实际道路行驶过程中车辆污染物排放量（尤其是NO X排放）较高的主要原因[1]，重型柴油机的排放污染的控制一直是标定工程师关键工作之一。

在标定的过程需要根据燃烧特性关系以及污染物生成原理，针对排放污染物需要均衡有害气体、颗粒物、碳烟、油耗使发动机既能排放满足法规测试要求，又能发挥最好的性能与油耗。

1排放物污染物测试1.1试验设备试验时使用的发动机基本参数如表1。

表1发动机类型功率/kW扭矩/Nm转速/rpm缸数排量/L缸径/mm冲程/mm压缩比柴油机3152100250061212811518.5试验所需排放设备如表2。

表2排放系统组成设备型号备注气态污染物-直采气态污染物-稀释采气态污染物-袋采颗粒物采样系统颗粒物计数测量称重室AMA I60AMA I60CVS I60PSS i60APC489直接从排气中采样，加热分析从稀释通道内采样，再加热分析CVS流量160m3带温控（42~52℃），用滤纸收集颗粒物从稀释通道内采样温度控制22±1℃，精度1ug，分辨率0.1ug1.2试验方法根据国标法规《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）》，法规试验循环选用ESC，ETC，ELR[2]国家环保部在2014年针对柴油机增加WHSC及WHTC循环。

重型卡车实际道路颗粒物排放特征

重型卡车实际道路颗粒物排放特征王军方;丁焰;尹航;谭建伟;张海燕;殷宝辉【摘要】为获得重型卡车实际道路颗粒物数浓度和粒径分布排放特性,利用车载测试系统(PEMS)在实际道路上对重型卡车颗粒物数浓度及粒径分布进行了研究.结果表明:在不同车速下30 s的稳定工况内,排放的颗粒物数量变化不大；不同工况粒径分布结果类似,均为单峰分布,怠速工况颗粒物数浓度峰值处于粒径20 nm颗粒物,其余工况峰值处于粒径70 nm的颗粒物,随着车速的增加,颗粒物数浓度向粒径增大方向移动；各种工况下粒径大于770 nm的颗粒物非常少,在总数量中所占比例不足0.1％.【期刊名称】《环境工程技术学报》【年(卷),期】2012(002)002【总页数】6页(P110-115)【关键词】PEMS;颗粒物;粒径分布;数浓度【作者】王军方;丁焰;尹航;谭建伟;张海燕;殷宝辉【作者单位】中国环境科学研究院,北京100012;中国环境科学研究院,北京100012;中国环境科学研究院,北京100012;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081;中国环境科学研究院,北京100012;中国环境科学研究院,北京100012【正文语种】中文【中图分类】X701随着我国汽车产业的快速发展，汽车排放引起的环境问题和对人体健康的影响已经成为重要问题，汽车排放的NOx、CO、HC，以及细颗粒物(PM2.5)等更是国内外研究的热点［1-5］。

由于超细颗粒及纳米级颗粒物有更大的危害性，重型柴油车颗粒物数浓度及粒径分布也是国内众多研究者［6-10］的研究重点。

研究发现，机动车行驶工况及运行环境是影响机动车排放的重要因素［11-13］。

已经有不少研究人员开展了运用车载排放测试系统在实际道路上对重型柴油车的实时测量［14-21］。

车载排放测试法是车辆在实际道路运行条件下，利用放置在车辆上的车载排放测试系统(portable emission measure system，PEMS)及全球定位系统(global positioning system，GPS)直接和实时测量机动车瞬时污染物排放量、排气流量、地理信息及车速。

浅谈柴油机排放中的颗粒与烟度

浅谈柴油机排放中的颗粒与烟度王志新1，吉学之1，支怀斌2(1．潍柴动力股份有限公司，山东潍坊261001；2．中国北方发动机研究所，山西大同031000) 摘要：在比较颗粒与烟的概念、颗粒和烟度的测试手段的基础上，分析了两者的不同和联系。

通过欧Ⅱ8与欧Ⅲ13工况试验，分析得出了烟度与颗粒的近似关系：即烟度大时颗粒排放也大，二者表现出正向的对应关系。

Particle and Smoke in Diesel Engine＇s EmissionWANG Zhixing1，JI Xuezhi1，ZHI Huaibin2(1．WeichaiPower Co.,Ltd.，ShandongWeifang 261001；2．China North Engine Research Institute，ShanxiDatong031000)Abstract：Soot and PM were differentiated based on concept and measurement，and analysis the relationship based on experiments．From the 8-mode EuroⅡand 13-Mode Euro ETC procedures we got the approximate connection：the PM weight more with high smoke，they show positive matches．Based on the comparison between the concept and measurement of soot and PM，their differences and connections are analyzed．Through the 8-mode EuroⅡand 13-Mode Euro Ⅲtest,the approximate connection between soot and PM are discovered：the PM weight more with high smoke，they show positive matches．1 概念在最新的国家排放标准(下简称国标)GBl7961-2005[1]中，对颗粒(PM)与烟的定义分别如下：发动机的排气污染物主要包括气态污染物和颗粒物。

中型柴油车的尾气颗粒元素成分谱

中型柴油车的尾气颗粒元素成分谱佚名【摘要】城市环境空气中的颗粒物可经过人的呼吸系统进入人体造成损伤,而机动车尾气是城市大气颗粒物主要来源之一,建立其成分谱是大气颗粒物来源解析的重要基础工作.为建立柴油车尾气颗粒成分谱,使用尾气流量计滤纸、车载滤膜采集仪、清扫流量管内壁三种不同方法对中型柴油车尾气颗粒物进行了采样.采用XRF光谱测定法分别对采样前后的滤纸、滤膜、聚乙烯袋进行元素分析,共检测了LE(原子序数＜Mg)及Al、Mg等37种元素.应用单因素方差分析得出存在显著性差异的元素,共得到LE (89.5882％),4种非金属元素Si、P、S、C1(3.2601％),及9种金属元素Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Rh、Pd(1.199％).【期刊名称】《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(034)006【总页数】5页(P663-667)【关键词】成分谱;汽车尾气颗粒物;单因素方差分析【正文语种】中文【中图分类】X21根据环境保护部发布的《2016年中国环境状况公报》，2016年338 个地级及以上城市发生重度污染 2 464 天次、严重污染 784 天次，PM2.5为首要污染物的天数占重度及以上污染天数的80.3%，以 PM10为首要污染物的占 20.4%[1].由此可知有效控制颗粒物污染仍然是我国大气防治的首要任务.2016年全国机动车保有量达到2.95亿辆，我国已成为世界机动车产销第一大国，因此移动源已成为大气颗粒物的重要来源之一，尤其是细颗粒物；经初步统计2016年全国机动车排放颗粒物(PM)5.34×105 t，尽管柴油车仅占总保有量的10.2%，但其排放的颗粒物占比却超过90%，表明移动源排放的颗粒物主要来自柴油车[1].柴油车排出的颗粒物具有排放源离人群近，排放高度接近人的呼吸带等特点，粒径细小而不被人的鼻腔所阻挡直接进入人体，易引发疾病[3-4].有研究表明柴油车排出的颗粒物主要由碳黑团聚物和无机物烧结形成的灰分两部分组成，而未经过颗粒过滤器(DPF)两者间不互相附着；其中电子显微镜下碳黑团聚物在<0.5μm的纳米级及1.5～3 μm这两个粒径尺寸最为常见，而无机灰分的粒径主要在0.2～2 μm之间，灰分检出含有Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Cr、Fe、Ni、Zn、Sn、Pb等元素[5].本研究使用X射线荧光光谱测定法对柴油车尾气颗粒物进行多元素分析，以此建立柴油车排放颗粒物的成分谱；成分谱是大气颗粒物源解析的重要前提，而颗粒物来源解析可为为大气污染的防治提供理论依据，因此建立柴油车尾气颗粒成分谱具有重要的意义.1 材料与方法1.1 主要仪器SEMTECH-FEM3汽车尾气流量计(美国Sensors公司)，将尾气稀释后滤纸采集尾气中总悬浮颗粒物(TSP)； PJ-PFC车载滤膜采集仪，以滤膜收集尾气的一次颗粒物(TSP)；塑料刷，聚乙烯袋.X射线荧光光谱XRF-DP 4050(美国OlympusInnov-X公司)元素分析.测试车辆：江铃晶马(19座)，中型柴油客车，总质量:4950kg，排放依据标准GB17691-2005(国Ⅳ),GB3847-2005.1.2 样品采集与检测本研究于2017年10月27日以福州高速物流园为起点，鼓岭柳杉王公园停车场为终点，全长39.4km，测试路线涵盖城市快速路(27.3 km)和山区道路(12.1 km)，返程起讫点互换.本研究柴油车尾气颗粒物样品采集以三种方式进行:尾气流量计滤纸及车载滤膜采集仪中滤膜在车辆实际道路行驶过程中对尾气颗粒物进行采集，取得样品各两份，二者原理均是将高温的尾气在稀释通道中用清洁的空气进行稀释，冷却至大气温度后采集；在上述过程后，待流量计中的流量管冷却，使用塑料刷清扫流量管内壁收集冷却后聚集在流量管内壁的颗粒物装入聚乙烯采样袋中备用，取得样品两份.1.3 样品检测采用XRF光谱测定法测定样品中元素含量，该方法可对样品无损地完成多元素分析[6].XRF仪的X射线管中发射出的高能量X射线原始光子撞击到样品上，不同元素的电子跃迁产生次级荧光，次级光子的能量取决于在电子单次转移出发轨道与到达轨道间的能量差异，公式为：(1)其中：E为光子能量，h为普朗克常数，c为光速，λ为光子特定波长.以此确定元素成分和含量.使用XRF(X射线荧光光谱法)仪照射未经使用的滤纸、滤膜、聚乙烯袋作为对照样品；滤纸、滤膜、聚乙烯袋采集尾气颗粒后使用XRF仪照射样品；每份样品进行三次照射取以此确定元素成分与含量，本研究共检测Mg、Al、Si、P等37种元素，LE(light elements)表示原子序数小于Mg的元素.1.4 单因素方差分析单因素方差分析是分析实验数据最简单的一种方法，实验中仅有1个确定的可能影响结果的因素.实验中使用k个不同方法去测定某种试样的成分，每一个方法均重复测定n次，为判断实验数据组与组之间是否存在差异，可用F检验：其中：F为方差比率，σ12为各方法所得平均值之间的方差，即方法之间的方差，σ02 表示方法内部测定数据存在的实验误差，f1=k-1 表示方法间的自由度，f0=k(n-1) 表示全部实验数据的自由度[7].采用单因素分析旨在明确对照组A与采样组B数据间是否存在显著性差异.本研究中以各元素的含量值为实验对象，滤纸样品分为2组，分别是未经使用的滤纸A1、A2、A3为对照组；采集尾气颗粒物后的滤纸样品B1、B2、B3为采样组；即只有滤纸中采集的尾气颗粒一个因素变化，两组中滤纸，测试方法，测试环境均相同.2 结果与讨论2.1 样品元素含量本研究采用3种不同采样方法对柴油车尾气颗粒物进行采样，共获得对照样品及尾气颗粒物样品6组，其中3组元素含量平均值结果见表1.由表1可见，其中Mg、Co、Ag、Sn、Sb、Pt、Au、Hg、Bi等9种元素均未检出(ND)，表明尾气颗粒物中不含这9种元素.Ca、Ti、V、Sr、Cd、W等6种元素均为未检出或B-A<0，其中仅Ca在对照样中均含有较高百分含量1.48%～12.16%，导致采样组中Ca元素产生的荧光仍主要来自滤纸、滤膜等对照样品(掩盖采样组尾气颗粒中Ca元素产生的荧光)；剩余5种元素以未检出或在对照样极低时B-A仍小于0两种测量结果并存，所以尾气颗粒物中不含Ti、V、Sr、Cd、W等5种元素或含量极低(远小于0.01%).表1 样品元素含量(n=3)/%滤纸-白A1卷1(最黑)B1(B1-A1)差值滤(片)A2片(最黑-中)B2(B2-A2)/A2塑料袋A3尾气颗粒B3(B3-A3)/A3LE78.970 0 84.707 5 5.737 5 91.420 0 94.306 7 2.886 7 86.880 0 90.336 7 3.4567MgNDNDNDNDNDNDNDNDNDAl0.530 0 0.580 0 0.050 0 0.326 7 0.643 30.316 6 0.350 0 0.390 0 0.040 0Si13.473 3 8.175 0 -5.298 3 0.711 7 1.246 0 0.534 3 0.580 1 3.216 3 2.636 2PND0.085 2 0.085 20.021 5 ND-0.02150.021 5 0.225 40.203 9SND0.095 0 0.095 0ND0.016 20.016 20.015 1 0.464 8 0.449 7Cl0.348 0 0.524 0 0.176 00.060 00.199 00.139 00.045 10.516 00.470 9Ca1.479 3 1.466 5 -0.012 8 7.248 2 3.359 7 -3.888 5 12.162 5 4.150 0 -8.012 5Ti1.224 2 1.051 3 -0.172 9 NDNDNDNDNDNDV0.919 3 0.835 8 -0.083 5 NDNDNDNDNDNDCrNDNDNDNDNDNDND0.051 6 0.0516Mn0.073 1 0.070 4 -0.002 7 NDNDNDND0.075 5 0.075 5Fe0.116 7 0.114 4 -0.002 3 0.024 2 0.027 8 0.003 6 0.038 2 0.483 8 0.4456CoNDNDNDNDNDNDNDNDNDNiND0.002 5 0.002 5NDNDNDND0.007 8 0.007 8CuND0.004 2 0.004 20.007 7 0.005 6 -0.002 1 0.008 2 0.010 4 0.002 2Zn2.699 6 2.545 7 -0.153 9 0.002 1 0.004 6 0.002 5 0.002 9 0.132 2 0.129 3AsNDNDND0.000 5 0.000 7 0.000 2 0.000 6 0.000 8 0.000 2Rb0.005 6 0.005 7 0.000 1 0.000 6 0.000 7 0.000 1 0.000 7 0.000 8 0.000 1Sr0.019 5 0.019 2 -0.000 3 0.006 1 0.005 9 -0.000 2 0.006 3 0.006 0 -0.000 3Y0.001 4 0.001 2 -0.000 2 0.001 6 0.001 7 0.000 1 0.001 6 0.001 8 0.000 2Zr0.010 0 0.009 8 -0.000 2 0.017 4 0.013 6 -0.003 8 0.014 9 0.012 8 -0.002 1Nb0.002 9 0.003 0 0.000 1 0.004 4 0.004 6 0.000 2 0.004 1 0.004 6 0.000 5Mo0.003 0 0.003 3 0.000 3 0.004 8 0.004 8 0.000 0 0.004 5 0.005 2 0.000 7Rh0.087 6 0.094 3 0.006 7 0.103 5 0.112 0 0.008 5 0.094 0 0.111 1 0.017 1PdND0.041 8 0.041 80.033 3 0.036 3 0.003 0 0.036 7 0.044 3 0.0076AgNDNDNDNDNDNDNDNDNDCdNDNDNDNDNDND0.004 3 0.004 0 -0.000 3SnNDNDNDNDNDNDNDNDNDSbNDNDND0.005 4 ND-0.0054NDNDNDW0.035 3 0.030 2 -0.005 1 NDNDND0.002 0 ND-0.002PtNDNDNDNDNDNDNDNDNDAuNDNDNDNDNDNDNDNDNDHgN DNDNDNDNDNDNDNDNDPb0.003 9 0.004 2 0.000 3 NDNDNDNDNDNDBiNDNDNDNDNDNDNDNDNDTh0.005 8 0.006 4 0.000 6 0.007 7 0.007 5 -0.000 2 0.007 0 0.008 2 0.001 2U0.001 5 0.001 1 -0.000 4 0.001 2 0.001 4 0.000 2 0.001 2 0.001 5 0.000 3注：LE: Light elements(轻元素/原子序数<Mg)，ND: no detect，1%=10000mg/kg，A、B分别表示对照组和采样组将余下23个元素的差值相加，增量最大的5种元素分别为LE、Cl、S、Fe、Al ；而对照样品A中LE(轻元素/原子序数<Mg)占比最大，分别高达78.97%，91.42%，86.88%，但经捕捉尾气颗粒物后的混合样B中LE仍可有不同程度上升(2.87%～5.74%)，可初步判断尾气颗粒物中含有大量LE，这是是由于柴油是复杂烃类混合物(碳原子数约10～22) [8].为了了解表1中余下23个元素的百分含量(A 与B)之间是否存在显著差异，即明确元素百分含量的上升是由实验测量误差造成还是由采集的尾气颗粒物引起，用单因素方差分析可做出明确判断.2.2 尾气颗粒物元素成分谱经查阅F检验临界值表，当α=0.01时F(4，1)= 21.198；本研究认为F大于21.198，P<0.01(**)时A与B存在显著的差异.经单因素方差分析3组样品各元素的方差比率(F)和假设性检验的概率(P)如表2所示.选取6份组中P<0.01的元素百分含量作为有效数据(未展示的3组样品方法同上)，计算得各元素百分含量平均值，以此作为尾气颗粒物元素成分谱；P>0.01的元素不存在显著差异，即元素含量的上升是由实验测量造成，尾气颗粒物不含该元素.如表2所示，LE在尾气颗粒物中对测试元素总含量贡献了近90%，其中C、O、N等元素在机动车排放的污染物占比最大，研究人员曾对北京典型道路进行黑碳颗粒监测发现机动车黑碳排放因子与重型柴油车在总车流中所占比例呈现出极强的相关性；氧元素经燃烧可与其他元素形成化合物固定于颗粒物中；邢金仙等对两种不同油品检出其含氮量分别为1 317、1 120mg/kg[2,9-11].除LE外，共筛选出Si、P、S、Cl等4种非金属元素累计3.2601%，Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Rh、Pd九种金属元素累计1.199%.所有元素中Si元素百分含量最高为2.542 6%，与石贤峰在普桑(2.45%)和丰田考斯特(2.12%)尾气颗粒物检出的含Si量相似，其原因是由于油品中含有不同形态的有机硅；润滑油中添加剂对Al、P、S、Zn等元素排放产生贡献，发动机磨损和腐蚀产生则会使得Al、Fe、Cr、Ni 排放，而油品仍被认为是检出元素的主要来源[5,12-13].Rh、Pd等贵金属是由于制成的三元催化器在高温下可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体催化为无害的二氧化碳、水和氮气而被大量应用，导致三元催化器成为Rh、Pd的排放源[14].九种金属元素Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Rh、Pd百分含量累计达1.199%；比重大于5的金属为重金属(Al毒性相似，因此列入)，人类过量摄入重金属会对人体产生危害.相对于其他污染物重金属的危害在于其累积性与不可降解性，而其毒性取决于其含量和不同价态下的化学毒性[15].并且不同的重金属对人体均有其特定器官和毒性，可能导致呼吸道、肺、肾、神经系统受损，严重可致癌[15-18].表2 单因素方差分析A1,B1A2,B2A3,B3FPFPFP平均值FLE27.20 **6 521.36**89.25 **89.588 2 Al25.00 **79.87 **26.85 **0.521 1 Si450.11 **946.99**2.542 6 P165.53 **13 291.98 **0.148 9 S112.49 **50.60 **922.71 **0.181 3 Cl44.97 **2 423.01 **460.20 **0.387 3 Cr76.72 **0.051 6 Mn1 428.63**0.056 8 Fe 40.03 **933.17 **0.262 1 Ni208.33 **219.79 **0.006 0Cu330.75 **36.46 **0.008 3 Zn127.84 **494.62 **0.136 6 As6.25 0.072.50.19Rb1.13 0.35 Y0.20 0.68 7.200.06ZrNb0.17 0.70 1.28 0.327.360.05Mo1.92 0.24 12.100.03Rh4.82 0.09 25.35 **3.950.120.105 4 Pd2 487.13 **0.86 0.41 2.990.18 0.051 1 Pb0.88 0.40 Th1.74 0.26 7.310.05U0.720.44 4.050.11注：F检验的临界值F(4,1)=21.198，仅显示表1中B-A>0的F与P值，**表示在0.01水平上显著3 结论1)检测了中型柴油客车尾气颗粒物的LE,分析了Mg、Al等37种元素.未检出或含量极低的元素共计23种，其中尾气颗粒物中不含Mg、Co、Ag、Sn、Sb、Pt、Au、Hg、Bi等9种元素；不含Ti、V、Sr、Cd、W等5种元素或含量极低(远小于0.01%).经单因素方差分析As、Rb、Y、Zr、Nb、Mo、Pb、Th、U等9种元素不存在显著差异，即尾气颗粒物中不含As等9种元素或含量极低(远小于0.01%).2)轻元素LE(原子序数<Mg)在尾气颗粒物中占比最大达89.588 2%，非金属元素Si、P、S、Cl累计达3.260 1%，金属元素Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Rh、Pd累计达1.199%.参考文献：【相关文献】[1] 中华人民共和国环境保护部. 2016年中国环境状况公报[J]. 中国环境监察, 2017(6)：8-16.[2] 中华人民共和国环境保护部. 环保部发布《中国机动车环境管理年报(2017)》[J]. 商用汽车, 2017(6):10-10.[3] 金花, 常玉军, 韩巧叶. 机动车尾气中颗粒物对人体健康的危害[J]. 环境与发展, 2007, 19(1):97-99.[4] 唐荣莉, 马克明, 张育新,等. 北京城市道路灰尘重金属污染的健康风险评价[J]. 环境科学学报, 2012, 32(8):2006-2015.[5] LIATI A, SCHREIBER D, DIMOPOULOS E P, et al. 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