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約克大學(xué)最新ES&T,揭曉藏在家用汽車尾氣中的秘密

閱讀:2460        發(fā)布時間:2024/12/10
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近日,約克大學(xué)大氣化學(xué)實(shí)驗(yàn)室David C. Carslaw教授團(tuán)隊(duì)在環(huán)境科學(xué)頂級期刊Environmental Science & Technology上發(fā)表了題為“An Ambient Measurement Technique for Vehicle Emission Quantification and Concentration Source Apportionment”的研究論文。作者開發(fā)了一種新的技術(shù)來精確測量和量化路過車輛的尾氣排放,并確定不同類型車輛對大氣中氨(NH3)和氮氧化物(NOx)濃度的貢獻(xiàn)。該研究論文將HT8700的應(yīng)用推上了一個新的高度。

 

氨(NH3)是大氣中最關(guān)鍵的堿性氣體之一。人類的農(nóng)業(yè)和交通活動,尤其是施用合成肥料后伴隨的氨揮發(fā),以及交通汽車尾氣的排放,構(gòu)成了人為城市氨排放的主要來源,同時也是農(nóng)田養(yǎng)分流失的一個重要途徑。這些氮(N)負(fù)荷對于生態(tài)系統(tǒng)而言,是作為初級生產(chǎn)力的營養(yǎng)輸入,但過量的氮排放也會引發(fā)一系列環(huán)境和公共衛(wèi)生問題,包括生物多樣性的減少、水體富營養(yǎng)化以及霧霾等空氣污染問題。

 

HT8700大氣氨激光開路分析儀是海爾欣·昕甬智測基于量子級聯(lián)激光技術(shù),自主研發(fā)、設(shè)計(jì) 、生產(chǎn)的開路分析儀,具有低功耗(太陽能供電)、高精度(亞ppbv級)、快響應(yīng)(10Hz)等特點(diǎn),特別適合于地面氨排放和大氣氨沉降通量的渦動相關(guān)法高頻自動連續(xù)監(jiān)測。

約克大學(xué)最新ES&T,揭曉藏在家用汽車尾氣中的秘密 

1. HT8700大氣氨本底激光開路分析儀

 

 

 

約克大學(xué)最新ES&T,揭曉藏在家用汽車尾氣中的秘密 

第一作者:Naomi J. Farren

通訊作者:David C. Carslaw

通訊單位:University of York

論文DOI10.1021/acs.est.4c07907

 

得益于HT8700測量氨氣的高靈敏和高頻特性,研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種名為羽流回歸的新技術(shù),該技術(shù)利用位于路邊的快速響應(yīng)儀器測量過往車輛的排氣羽流。這種方法用于生成按車輛類型高度細(xì)分的車輛排放信息,與傳統(tǒng)的車輛排放遙感相比表現(xiàn)良好。此外,該技術(shù)還提供了按車輛類型對環(huán)境濃度來源進(jìn)行分配的有價值新信息。這項(xiàng)技術(shù)靈活,能夠考慮廣泛的空氣污染物,并可部署在道路環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)。新方法被用來量化氨(NH3)和氮氧化物(NOx)的排放和濃度來源分配。

 

主要結(jié)果

1. 按車輛類型、燃料類型和歐標(biāo)等級分組的平均NH3NOx燃油特定排放因子

約克大學(xué)最新ES&T,揭曉藏在家用汽車尾氣中的秘密 

 

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2. 遙感(RS)和平臺采樣(PS)測量得到的NOx燃油特定排放因子(g kg–1燃料)的平均值比較。誤差條表示平均值的95%置信區(qū)間。

 

約克大學(xué)最新ES&T,揭曉藏在家用汽車尾氣中的秘密 

 

3. 使用羽流回歸方法確定的NOx/CO2NH3/CO2排放比率。車輛按車輛類型、燃料類型和歐標(biāo)等級分組。* 表示已經(jīng)進(jìn)行過實(shí)際駕駛排放測試(RDE)的車輛。插圖顯示了按里程分組的汽油車NOx/CO2NH3/CO2排放比率,通過合并歐標(biāo)46的數(shù)據(jù)并按里程四分位數(shù)劃分得出。

 

約克大學(xué)最新ES&T,揭曉藏在家用汽車尾氣中的秘密 

 

4. 使用羽流回歸方法確定的不同車輛群體的單車路邊NO2增量濃度。百分比顯示了每種車輛類型對總路邊NO2增量的貢獻(xiàn)。* 表示已經(jīng)進(jìn)行過實(shí)際駕駛排放測試(RDE)的車輛。

 

研究結(jié)論

 

1. 柴油車輛(包括使用NH3選擇性催化還原系統(tǒng)以減少NOx排放的車輛)對NH3的排放通常控制得很好。

 

2. 家用汽油乘用車,竟然是NH3排放的主要貢獻(xiàn)者,且隨著車輛行駛里程的增加,NH3排放量增加。

 

3. 汽油車輛的平均燃料特定NH3排放因子在0.31.2/公斤之間,而柴油車輛的排放因子保持在0.06/公斤以下,最新的監(jiān)管規(guī)定下的Euro VI公交車除外(0.5/公斤)。

 

4. 該技術(shù)靈活,能夠適應(yīng)多種空氣污染物的測量,并可以部署在道路旁的環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)。

 

 

原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c07907

 

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