道路機(jī)動(dòng)車(chē)排放模型技術(shù)方法與應(yīng)用
《道路機(jī)動(dòng)車(chē)排放模型技術(shù)方法與應(yīng)用》針對(duì)道路機(jī)動(dòng)車(chē)污染物排放問(wèn)題，結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展動(dòng)態(tài)，探討了控制技術(shù)、行駛工況、交通流特征等因素影響機(jī)動(dòng)車(chē)排放的作用機(jī)制及定量表征方法；論述了基于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、在路測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和模型模擬等分析手段解析關(guān)鍵參數(shù)與排放之間定量關(guān)系的數(shù)學(xué)和物理建模技術(shù)；從宏觀、中觀和微觀等分析層面總結(jié)并比較了機(jī)動(dòng)車(chē)排放因子模型技術(shù)和排放清單建立方法的特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)；應(yīng)用各模型技術(shù)方法定量分析了全國(guó)、區(qū)域和城市多種尺度和分辨率的機(jī)動(dòng)車(chē)污染排放特征。
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由于道路機(jī)動(dòng)車(chē)保有量和行駛里程的快速增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車(chē)在城市和區(qū)域大氣污染物排放中的貢獻(xiàn)日益增加，對(duì)城市空氣質(zhì)量和人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響，成為城市空氣質(zhì)量管理中重點(diǎn)控制的污染源之一。
道路機(jī)動(dòng)車(chē)排放的定量表征是建立污染源排放清單和實(shí)施城市空氣質(zhì)量管理的重要基礎(chǔ)技術(shù)支撐。由于道路機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量龐大、技術(shù)構(gòu)成復(fù)雜、影響排放的因素多、排放源具有流動(dòng)性的特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的定量表征具有很大的技術(shù)難度，往往需要綜合多種模型技術(shù)和方法來(lái)完成。國(guó)內(nèi)外研發(fā)機(jī)動(dòng)車(chē)排放模型技術(shù)方法，主要集中在三個(gè)方面：①基于尾氣測(cè)試獲取的不同條件下機(jī)動(dòng)車(chē)的排放變化規(guī)律，應(yīng)用數(shù)學(xué)或物理模型方法建立主要影響因素（即關(guān)鍵參數(shù)）與排放之間的定量響應(yīng)關(guān)系；②通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和模型模擬等多種分析手段對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行定量化分析和時(shí)空定位；③構(gòu)建模型耦合上述定量關(guān)系和關(guān)鍵參數(shù)，定量模擬機(jī)動(dòng)車(chē)排放及其時(shí)空變化特征。其中，關(guān)鍵參數(shù)與排放的相關(guān)性分析、關(guān)鍵參數(shù)的定量化與時(shí)空定位是機(jī)動(dòng)車(chē)排放模型技術(shù)方法的核心內(nèi)容，是機(jī)動(dòng)車(chē)排放模型研究領(lǐng)域的國(guó)際熱點(diǎn)和前沿。
近20年來(lái)，作者在國(guó)家“九五”攻關(guān)、973（2010CB951803）、863（2006AA06A305）、自然科學(xué)基金（20625722等）和國(guó)際合作等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持下，圍繞道路機(jī)動(dòng)車(chē)排放定量表征這一科學(xué)問(wèn)題，針對(duì)中國(guó)城市道路機(jī)動(dòng)車(chē)排放特征，開(kāi)展了一系列的模型方法學(xué)探索工作。我們將十幾年來(lái)積累的研究成果和國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展著書(shū)出版，以期求教于大氣環(huán)境與機(jī)動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的同行，并期望能為推動(dòng)我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)排放模型技術(shù)的發(fā)展及其在大氣污染控制決策中的應(yīng)用貢獻(xiàn)一份綿薄之力。
全書(shū)共分11章，主要包括機(jī)動(dòng)車(chē)排放的影響因素和測(cè)試方法、機(jī)動(dòng)車(chē)技術(shù)分布和活動(dòng)水乎確定方法、道路機(jī)動(dòng)車(chē)行駛特征分析方法、宏觀排放因子模型、基于工況的排放因子模型、瞬態(tài)排放因子模型和綜合排放因子模型M。VES、宏觀機(jī)動(dòng)車(chē)排放清單建立方法和城市微觀機(jī)動(dòng)車(chē)排放清單建立方法。全書(shū)以機(jī)動(dòng)車(chē)排放主要影響因素的識(shí)別與量化、影響因素與排放間數(shù)理關(guān)系的建模理論以及各種模型技術(shù)方法的應(yīng)用為主線，力圖全面闡釋機(jī)動(dòng)車(chē)排放特征以及定量表征方法。
本書(shū)由賀克斌、霍紅、王岐東和姚志良策劃并統(tǒng)稿，包含了霍紅和王岐東博士學(xué)位論文，姚志良博士學(xué)位論文的部分工作，何春玉和王新彤碩士學(xué)位論文，以及課題組十多年來(lái)的相關(guān)研究。張強(qiáng)教授為本書(shū)第工章、第9章和第n章提供了部分素材，并為全書(shū)的結(jié)構(gòu)提出了有益的建議，鄭博同學(xué)參與丫部分章節(jié)的編寫(xiě)和圖表繪制工作，周硯參與了全書(shū)的文字整理工作，在此一并表示感謝。作者特別感謝肖亞平研究員，她為本書(shū)提出了許多寶貴的意見(jiàn)和建議。作者還要對(duì)科學(xué)出版社楊震和劉冉編輯的悉心校審衷心致謝。
由于研究條件和作者能力有限，書(shū)中不足和疏漏之處在所難免，敬請(qǐng)同行專家和各界讀者不吝批評(píng)指正。
第1章 緒論
1．1 機(jī)動(dòng)車(chē)排放的主要污染物
當(dāng)前我國(guó)的大氣污染特征正處于由傳統(tǒng)的一次污染向一／二次復(fù)合污染轉(zhuǎn)型的重要時(shí)期。大氣復(fù)合污染的主要表現(xiàn)形式是以高臭氧（O3）濃度為代表的光化學(xué)污染，以高細(xì)顆粒物濃度為代表的灰霾污染，以及硫酸鹽、硝酸鹽等致酸物質(zhì)引起的酸沉降等。
機(jī)動(dòng)車(chē)在啟動(dòng)和行駛過(guò)程中排放的主要污染物有氮氧化物（N02）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）、一氧化碳（CO）、含碳顆粒物、二氧化硫（SO2）等，另外輪胎和剎車(chē)磨損還會(huì)產(chǎn)生顆粒物排放，燃料系統(tǒng)的蒸發(fā)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生VOC排放。上述污染物對(duì)于區(qū)域大氣復(fù)合污染均有不同程度的重要貢獻(xiàn)。
氮氧化物（NO。）在對(duì)流層大氣化學(xué)中具有重要作用。N0X在大氣中通過(guò)均相反應(yīng)形成硝酸之后，可進(jìn)一步與氨（NH。）反應(yīng)生成亞微米級(jí)的硝酸銨粒子。N0X以氣態(tài)形式或硝酸根（NO3）的形式沉降到地面和水體，會(huì)引起生態(tài)系統(tǒng)的酸化和富營(yíng)養(yǎng)化。同時(shí)，N02也是對(duì)流層03的重要前體物之一。氮氧化物的人為源排放主要來(lái)自煤炭、石油等化石燃料的燃燒過(guò)程，生物質(zhì)燃燒、閃電、土壤等天然源對(duì)氮氧化物的排放也具有重要的貢獻(xiàn)。
揮發(fā)性有機(jī)物（V。C）一般是指飽和蒸氣壓較高（20℃下大于或等于0．01 kPa）、沸點(diǎn)較低、相對(duì)分子質(zhì)量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機(jī)化合物。在機(jī)動(dòng)車(chē)排放研究中，也常采用碳?xì)浠衔铮╤ydrocarbon，HO、總碳?xì)浠衔铮╰otal hydrocarbo”’THC）、非甲烷碳?xì)浠衔铮╪on—methanc hydrocarbon，NMHC）、非甲烷有機(jī)氣體（non-methanc。rganic gas，NM。G）等術(shù)語(yǔ)表示包括或不包括甲烷的揮發(fā)性有機(jī)物。大氣中VOC的來(lái)源非常復(fù)雜，既來(lái)自化石燃料燃燒、生物質(zhì)燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、油氣和溶劑揮發(fā)等人為源排放，又來(lái)自植被、土壤等自然過(guò)程的排放，同時(shí)還源于光化學(xué)反應(yīng)的二次生成。VOC是對(duì)流層0，和二次有機(jī)氣溶膠的重要前體物’對(duì)于大氣復(fù)合污染具有非常重要的貢獻(xiàn)。而且，VOC中的很多成分對(duì)于人體具有較強(qiáng)的毒性，健康危害很大。
一氧化碳（CO）是一種五色無(wú)味的氣體，是不完全燃燒的產(chǎn)物，主要來(lái)源為化石燃料和生物質(zhì)的不完全燃燒過(guò)程。CO參與對(duì)流層03的形成，同時(shí)它是大氣中氫氧自由基（OH）最重要的匯。近年來(lái)的研究表明，通過(guò)對(duì)。
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