天津市机动车污染物排放清单及控制对策研究_张意

3.3 道路机动车活动水平现状
道路机动车活动水平直接影响污染物排放量及其时间和空间分布 . 通过部门调研和现场观测，加权得
到天津市典型道路 1 d 内车流量和车速变化情况，如图 3 所示 . 天津市典型道路日交通流量变化呈现出
“M”型，相应地速度变化表现为“W”型，2 者均存在 2 个峰（谷）值，分别对应早高峰 7:00-9:00 和晚高峰 17:
技术分布和活动水平等），核算 3.0
2013 年天津市机动车排放污染
物 共 计 35.43 万 t，其 中 CO
20
22.78 万 t、HC 5.29 万 t、NOx 2.0
6.74 万 t、PM2.5 0.29 万 t、
PM10 0.32 万 t.
1.0
10
4.2 不同类型机动车排放分担率
（1）不同车型机动车的排放 0.0
的交通流量
6
天津市电子地图（带有道路信息）
向测绘部门购买
3 机动车保有量及活动水平现状
3.1 机动车保有量变化趋势 机动车保有量和 GDP 的变化显著相关[14]. 随着经济社会的快速发展和人民生活水平的逐步提高，近
10 年来天津市机动车保有量一直保持高速增长，平均年增增长率达 16.34%（图 1）. 截至 2013 年底，全市机 动车保有量达到 262 万辆，相比 2004 年增长了近 3.48 倍，是国内机动车保有量最多的五大城市之一 . 与此 同时，2013 年公路总里程相比 2004 年增长了近 50%.2013 年底天津市开始实施机动车限购政策，保有量增 速开始放缓，每年递增约 10 万辆 . 机动车保有量和行驶里程（活动水平）的增加均会导致机动车排放对城
表 1 机动车排放清单模型构建所需数据及获取方法 Table 1 The data types and their acquiring methods for the establishment of vehicle emission inventory
序号
数据类型
获取方法
机动车保有量及技术水平
1
（分车型、燃料、排放标准）
中，国Ⅲ和国Ⅳ标准为在用车主流车型，共占机动车总量的 59.38%；柴油车中，国Ⅲ标准为在用车主流车
型 . 此外，2013 年天津市还存在约 23.8 万辆“黄标车”（新车定型时排放水平低于国Ⅰ排放标准的汽油车
和国Ⅲ排放标准的柴油车），占机动车总量的 8.85%.
机动车保有量
250
公路里程
GDP
150
分担率：天津市不同车型机动 0 车的排放分担率如图 4 所示. 汽
流量： 快速路 主干路
支路
速度： 快速路 主干路
支路 0
4
8
12
16
20
24
图 3 2013 年天津市典型道路机动车 1 d 内车流量和车速变化趋势
车（包括载客汽车和载货汽车）
Fig.3 The daily traffic flow and speed of typical roads in Tianjin in 2013
交通环境影响评价 . E-mail: hongjun_mao@hotmail.com
第1期
张 意等: 天津市机动车排放清单及污染控制对策研究
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本文基于环保部《道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南（试行）》（以下简称“《指南》”）[13]以及 机动车实际活动水平和 GIS 手段建立 2013 年天津市机动车污染物排放清单并探讨其时空分布规律 . 在此 基础上，结合机动车排放管控要求提出相应控制对策 .
0.4
50
1.0 0.2
2004 2006 2008 2010 2012
图 1 天津市机动车保有量和行驶里程变化趋势（2004-2013）[15]
Fig.1 Variation tendency of the vehicle population and
travelled distance in Tianjin (2004-2013)
12.86% 13.31%
41.47%
11.47% 58.87%
21.84% 29.10% 17.61%
20.38% 26.95% 20.38%
类型机动车年均行驶里程(km/辆)；V 为机动车平均行驶速度(km/h)；Pg为以汽油为燃料的机动车保有
量(辆). EF1为机动车行驶过程中的蒸发排放系数(g/h)；EF2为机动车驻车期间的综合排放系数，主要包
括热浸、昼间和渗透过程中的排放系数(g/d).
2.2 数据来源及获取方法
机动车排放清单模型构建所需数据及获取方法如表 1 所示 .
国Ⅰ10.19% 国Ⅱ16.2% 国Ⅰ前 6.19%
国Ⅲ5.11%
0% 20% 40% 60%
80% 100%
其他燃料类型主要包括 CNG、LNG、LPG 等
图 2 2013 年天津市在用机动车车队构成情况[16]
Fig.2 The vehicle fleet composition in Tianjin in 2013
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南 开 大 学 学 报（自然科学版）
第 50 卷
市区域大气复合污染的贡献日益突出 .
3.2 在用车车队构成情况
2013 年天津市车队构成情况如图 2 所示 . 按车型分类，小型客车的比例最高，为 80.97%；其次为轻型
货车和微型客车 . 按燃料类型-排放标准分类，汽油车占绝大部分，达到 91.96%，柴油车仅 7.94%；汽油车
（1）
∑ E1 = i Pi × EFi × VKTi ×10-6
（2）
E2
=
æ è
EF1
×
源自文库
VKT V
+ EF2 × 365öø × Pg × 10-6
（3）
式中, E1为 i 类型机动车 CO、HC、NOx、PM2.5、PM10的年排放量(t); E2为机动车每年行驶及驻车期间
的 HC 蒸发排放量(t)；EFi为 i 类型机动车尾气排放系数(g/km)；Pi为 i 类型机动车保有量(辆)；VKTi为 i
机动车以汽油和柴油为主要燃料，在行驶和运行过程中会向大气环境中排放一氧化碳（CO）、碳氢化 合物（HC）、氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、二氧化硫（SO2）等污染物[5-6]，此外，轮胎和刹车磨损还会产生 PM 排放，燃料系统的蒸发过程也会产生 HC 排放 .
机动车污染物排放的影响主要表现在以下 2 个方面： （1）机动车排放严重影响空气质量 . 机动车活动多发生在城市区域，所以在城市层面，其排放贡献更 高，影响更为突出 . 研究显示，天津市机动车对城区大气 CO 和 HC 的贡献率均在 50%以上，对 NOx和 PM2.5 的贡献率为 20%-40%[7-8]，而 HC 和 NOx又是大气中反应生成 PM2.5和 O3的重要前体物，并可能直接导致光 化学烟雾污染和灰霾污染的发生[9]. 此外，天津市城区道路交通拥堵导致机动车的行驶工况大部分处在怠 速、低速、低加速和低减速等工况区域内，而机动车怠速和低速行驶以及频繁加减速是造成单位距离高油 耗和高排放的主要原因[10]. （2）机动车排放直接危害人体健康 . 机动车尾气通过排气管贴地释放，属于低层污染源，且与人体呼吸 带的高度十分吻合，容易通过呼吸道被人体吸入[11]；加之天津市区路网密集、高楼林立、空气流动性差，污 染物难以扩散而在道路两侧积聚，而市区人口又相对集中，因此这种污染更加直接，影响范围更广，对人体 的危害性也更大，容易引发各种呼吸道疾病，同时提高致癌的风险[12].
张 意 1, 吴 琳 1, 毛洪钧 1, 滕 杰 2, 陈 浩 2
（1. 南开大学 环境科学与工程学院，城市交通污染防治研究中心，天津 300071； 2. 天津市机动车排污检控中心，天津 300191）
摘要：基于环保部清单编制指南以及机动车实际活动水平和 GIS 手段建立 2013 年天津市机动车污染物排 放清单并探讨其时空分布规律 .2013 年天津市机动车排放污染物共计 35.43 万 t，每日早高峰（7:00-9:00）和晚高 峰（17:00-19:00）2 个时段出现排放峰值，中心城区和滨海新区核心区的排放强度明显高于其他区县 . 根据机动 车排放管控要求，建议进一步加强新车和在用车环保管理、加快提升燃油品质和推广使用新能源、完善城市交通 管理和规划、加强监管队伍和能力建设、加大宣传力度和鼓励公众参与，实现机动车污染的长期有效治理 .
1.6 1.6
1.4
1.2 1.4 1.0
0.8
按车型分类：
轻型货车 6.74%
小型客车 80.97%
微型客车 4.09% 按燃料类型-排放标准分类：
其他 0.10%
汽油车 91.96% 柴油车 7.94%
机动车保有量/万辆 公路里程/万 km
GDP/万亿元
1.2 0.6
国Ⅲ28.25% 国Ⅳ31.13%
关键词：机动车污染；排放清单；时空分布；控制对策
中图分类号：R917
文献标识码：A
0引 言
近年来，京津冀地区空气污染严重、雾霾天气频发，严重威胁公众健康[1]，大气污染问题已成为京津冀 区域发展的“生态软肋”[2]. 天津市作为首都东大门、环渤海经济圈核心，大气污染问题亟待解决 . 当前天津 市大气污染类型已由传统的煤烟型污染逐渐转变为由燃煤、扬尘、机动车、工业生产以及二次污染物共同 导致的区域复合型污染的“新常态”[3]. 根据 2015 年 4 月环保部公布的最新一期源解析结果，机动车已成为 仅次于扬尘的天津市第二大大气污染来源[4]. 如何减少机动车污染排放、提高城市空气质量、切实保障市民 生命健康，已成为天津城市可持续发展过程中亟需解决的问题 .
00-19:00，这 2 个时间段内车流量达到最大且速度达到最小 .
4 机动车污染物排放清单
车流量×103/(辆 h-1)
车速/(km·h-1)
4.1 机动车污染物排放总量
5.0
40
参考《指南》中机动车年均
行驶里程、尾气排放系数的推荐 4.0
值 ，结 合 天 津 市 实 际 调 研 结
30
果（包括各类型机动车保有量、
第1期
张 意等: 天津市机动车排放清单及污染控制对策研究
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是机动车污染物总量的主要贡献者，摩托车等其他类型车辆排放相对较少 . 不同车型对 CO、HC 和 NOx、
PM2.5、PM10的贡献水平差异较大 .CO 的排放主要以小型客车为主，占比达到 41.47%，其次为微型客车、大
型客车和轻型货车；HC 的排放同样以100 小型客车为主，达到 58.87%，其次是轻 型货车；总的来说，客车 CO 和 HC 的 80 排放量明显高于货车 . 对于 NOx、PM2.5 和 PM10，不同类型机动车排放占比基 60 本接近，其排放主要以货车尤其是轻 型货车和重型货车为主；另一方面，由 40 于大型客车和小型客车具有保有量 大 、活 动 水 平 高 的 特 点 ，其 对 NOx、20
机动车年均行驶里程
2
（分车型、燃料、排放标准）
调研交管部门、环保部门； 查阅统计年鉴；
机动车尾气排放系数、机动车行驶过程中的蒸发排
3
放系数、机动车驻车期间的综合排放系数
参考《指南》
4
机动车平均行驶速度
利用路侧激光分型交通调查仪、计数器等调查
5
机动车道路交通流量（分车型）
典型道路（分为快速路、主干路、支路）1 d 内
2 计算依据及数据来源
2.1 机动车排放清单构建方法
机动车排放清单是指某地区在一段时间内的机动车排放量及时空分布和变化，是开展机动车污染排
放控制研究的基础 . 机动车排放量（E）主要包括尾气排放（E1）和 HC 蒸发排放（E2）2 部分 . 根据《指南》建立 机动车污染物排放数学计算模型如下：
E = E1 + E2
收稿日期：2016-08-25 基金项目：科技部科技基础性工作专项项目(2013FY112700-02)；国家科技支撑计划(2014BAC23B0205)；中央高校基
本科研业务费专项资金 作者简介：张 意(1988-)，男，湖北鄂州人，博士研究生 . 通讯作者：毛洪钧(1962-)，男，辽宁锦州人，博士，教授，博士生导师，研究方向:大气污染防治、机动车污染控制技术、
第 50 卷 第 1 期 2017 年 2 月
南 开 大 学 学 报（自然科学版）
Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Nankaiensis
Vol. 50 №1 Feb. 2017
文章编号: 0465-7942-(2017)01-0090-07
天津市机动车污染物排放清单及控制对策研究