（环境工程专业论文）北京机动车尾气排放控制方案研究.pdf

北京交通人学硕十学位论文中文摘要 中文摘要 近年来北京机动车发展迅猛，机动车排放污染引起关注，单纯减少机动车保 有量对于汽车生产大国是不现实的。只有建立一套与城市经济和谐发展的机动车 污染控制方案，再加上市民合理的出行理念、政府的合理城市规划，才能减少不 同车型的单位车辆排放量，实现机动车可持续发展。 为此本论文首先分析北京市近年来，机动车增长趋势及运行环境不利因素， 调查北京大气环境状况，分析i s c s t 3 模型计算所得机动车大气污染物分担率结果 以了解机动车对北京大气环境的影响程度。其次，作者参考国外新车、在用车排 放标准、排放管理制度，总结国外机动车排放控制成功经验，并得出几点保障北 京机动车排放控制目标得以实现的建议。最后，以城市典型的机动车污染源公交 柴油车为例，运用怠速工况法、模拟工况法测定尾气n o x 、c o 排放量，并验证减 排措施的有效性，为达到2 0 0 8 年实施的欧排放标准提供科学实验数据。为达到 排放控制目标，我们需要对控制方案进行可行性研究，本文把环境经济效益分析 方法运用于北京机动车尾气排放控制方案的可行性研究中，以寻求成本低，效益 高的最佳控制方案。 关键词：北京；机动车；空气质量；尾气排放，；排放标准；新车管理；在用车管 理；费用效益 分类号： 请输入分类号( 卜2 ) ，以分号分隔。 a b s t ra c t t h em o b i l ec a ri nb e i j i n gd e v e l o p m e n ti sf a s ti nr e c e n ty e a r s ，t h em o b i l ec a r t h a t e x h a u s t st h ep o l l u t i o nr a i s e sc o n c e r n ，p u r e l yr e d u c et h en u m b e ro fm o b i l ec a r sa r en o t r e a l i s t i ct oac o u n t r yt h a tr e t e n t i o nm e a s u r e st op r o d u c ec a r s o n l ye s t a b l i s has e to f m a n a g e ds y s t e mw i t hc o n t r o l l e dp o l l u t i o n o fm o b i l ec a rt h a tc i t ye c o n o m l cc a n h a 皿o n i c a l l yd e v e l o p t h ec i t i z e n s r e a s o n a b l eo u t i n gp r i n c i p l e a n dg o v e r n m e n t s r e a s 0 n a b l ep l a n n i n g ，w h i c ha l s oc a nr e d u c ee x h a u s tf o r mt h ed i f f e r e n tt y p eo f c a r s i n t h i st h e s i s ，f i r s t ，ia n a l y z et h em o b i l e c a ri n c r e a s i n gt r e n da n dc i r c u l a t e t h e d i s a d v a n t a g e o u sf a c t o ri n e n v i r o n m e n ti nb e i j i n gi n r e c e n ty e a r s ，a n di n v e s t i g a t e a t m o s p h e r ee n v i r o n m e n tc o n d i t i o ni nb e i j i n g f u r t h e r m o r e ，t h ea p p l i c a t i o no f i s c s t 3 m o d e lc o m p u t et h em o b i l ec a rs h a r i n gt h er a t eo ft h ea i rp o l l u t i o n i nt h i sw a y , w e c a n u n d e r s t a n dm o b i l ec a ri nc i t yh o wt oi n f l u e n c eo na t m o s p h e r ee n v i r o n m e n t i nb e i j i n g ， w h j c hi st h ep r e m i s et oe s t a b l i s hs c i e n c ec o n t r o l l e dp r o j e c t t h en e x t ，it a k ed i e s e lb u s 弱a ne x a l p l em a k eu s eo ft h es o o nw o r k m e t h o d a n di m i t a t ew o r km e t h o dt o m e a s u r e t h em o b i l ec a re x h a u s ti nb e i j i n gi no r d e rt h a tw ec a nu n d e r s t a n dc o n t r o l l e d l e v e lo fm o b i l ec a re x h a u s t s ，a n d w ec a ng e ts c i e n t i a ld a t af o rc o n t r o l l e dp r o j e c t i n o r d e rt or e s e a r c hc o n t r o l l e dt a r g e ti sp o s s i b l e ，w en e e du s ee c o n o m i cp e r f o r m a n c e i n e n v i r o n m e n t a la n a l y s i s t ol o o kf o rs u p e r i o rp r o j e c t f i n a l l y , i c o n s u l tc o n t r o l l e d s t a n d a r da n dm a n a g e m e n ts y s t e ma b o u te x h a u s to fn e wc a ra n d a tu s ec a ri na b r o a d ， f o 彻w h i c hw ec a ng e ts o m es u g g e s t i o nf o rr e d u c i n ge x h a u s t i nb e i j i n g k e y w o r d s ：b e i j i n g ；m o b i l ec a r ；a i rq u a n t i t y ；e x h a u s t ；e x p e n s e sp e r f o r m a n c e ； e x h a u s t i o ns t a n d a r d ；n e wc a rm a n a g e m e n t ；a tu s e t h ec a rm a n a g e m e n t c l a s s n o ： 请输入分类号，以分号分隔。 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 耆敌 签字日期：力旃6 月o n 。导师虢弦宜享_ 签字日期：夕。辑多月肛) 日 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究t 作和取得的研究成果，除 了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得北京交通入学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我- - i 同j ：作的 同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名梭 签字日期加孑年6 月p 日 5 6 致谢 本论文的工作是在我的导师汝宜红教授的悉心指导下完成的，汝宜红教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来 汝宜红老师对我的关心和指导。 汝宜红、任福民教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生 活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向汝宜红、任福民老师表示衷心的谢意。 晏晓林教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 在实验室工作及撰写论文期间，于敏、高明等同学对我论文中的试验研究工作 给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢家人赵谨，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。 序 自改革开放以来，北京的经济迅速发展，城市迅速扩大，人民生活水平大幅 度提高。和世界许多城市一样，北京也遇到了发展带来的诸多环境问题，特别是 机动车保有量迅速增加带来的机动车尾气污染问题。经济和城市的同时快速发展 使北京的大气污染呈复合型污染状态，污染严重到曾被列为世界十大污染城市之 一。其中，机动车污染已成为造成北京大气污染的主要原因。为了改善北京的空 气质量，给百姓提供一个能够健康生活的大气环境；为了2 0 0 8 年能够成功举办奥 运会，实现北京市政府向全世界做出的绿色奥运的庄严承诺；也为了把北京建设 成当代一流的现代化国际大都市，实现十五规划的宏伟战略目标，北京从1 9 9 8 年 起系列实施了十个阶段的控制大气污染防治措施，其中有5 2 条1 3 6 项是防治北京机 动车污染的措施，这些措施的实施对改善北京的大气环境质量起到了非常重要的 作用，但是近几年随着北京机动车保有量的持续迅猛增加，治理效果被进一步增 加的尾气污染所抵消，机动车排放污染未得到根本性缓解，大气质量有下降趋势。 北京以往采取的措施主要是在现有的机动车污染防治框架内通过行政命令的 形式实施，在利用经济手段调控和高科技手段管理方面比较薄弱。目前我国越来 越强调依法行政，而环保方面的有关法律法规规章不健全、不详细致使一些措施 无法律依据而不能实施，而且随着城市的继续扩大和机动车保有量的继续增加， 北京以往治理机动车污染的措施逐渐显现出其局限性。纵观世界治理机动车污染 的历史和经验，北京要想从根本上扭转机动车污染的局面，必须对现有的框架有 所突破，必须建立创新性的政策和措施，必须把防治机动车污染看作一个系统工 程，利用系统工程的思路和方法，围绕相关因素进行综合治理，采取配套措施， 动员全社会共同努力。 1 引言 1 1 背景 国际上机动车污染控制始于6 0 年代初期的美国，目前发达国家已经走过新车 排放控制、在用车排放控制和管理、交通管理以及城市综合规划几个阶段。同发 达国家相比，我国机动车污染控制处于起步阶段。一些城市和地区虽然进行了一 些研究，但由于起点较低，研究工作没有系统全面的反映机动车污染状况以及控 制措施对未来环境的影响，对机动车污染进行控制时往往简单照搬外国的标准和 实施步骤，因此需要建立系统科学的体系进行机动车污染控制方案的研究，为科 学决策服务。 1 1 1 北京机动车保有量增长趋势 数字显示，北京机动车保有量由建国以来的的2 3 0 0 辆，到1 9 7 8 年约7 7 万 辆，走了整整2 9 年；但是，从1 0 0 万辆升至2 0 0 万辆，仅用了6 年时间。许多北 京市民至今仍记得，2 0 0 3 年8 月，市交管局对外发布“全市机动车已达2 0 0 万辆 时，曾引起一片惊呼。呼声犹在，2 0 0 5 年底全市机动车保有量接近2 6 0 万辆，居 全国第一位。2 0 0 7 年5 月北京机动车己冲破3 0 0 万大关。3 0 0 万辆车中，私家车 所占比例超过8 0 。已达2 1 8 万辆。北京机动车增长趋势不容忽视( 见表1 - 1 ) 势 必造成环境更大的压力。因此加大力度控制单位机动车污染物排放量，实现机动 车污染排放总量的大幅度削减是今后大气污染防治工作的重要内容和难点。 表卜11 9 9 7 2 0 0 8 北京机动车保有量变化情况 1 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 7 保有量( 万辆) 1 1 71 3 71 4 31 5 71 6 91 8 92 1 22 2 9 6 2 5 8 32 8 73 2 0 与f ：年相比增k 牢( )1 7 0 4 49 77 7 1 2 31 1 87 6 71 2 51 1 1 l1 1 5 0 与i ：年相比增长量( 万辆) 2 06 1 41 22 02 31 7 62 8 72 8 73 3 i f 均增长率( )1 0 5 7 1 4 9 7 年相比增长率( ) 6 2 3 18 1 5 49 6 2 41 2 0 7 71 4 5 31 7 3 5 数据来源：聊w b j s t a t s g o v c n 5 c 0 4 c1 0 ；+。，。，。，69，鼍匿广2t2卜哩一 3 c1 0 2 c1 0 嗝 2 0 0 l2 0 0 32 0 0 5 3 9 0 巨j 亟囹 图卜i ：j l 京市机动车保有量增长趋势 由表1 1 可见近十年来随着经济的发展，北京机动车以年平均1 0 6 的速度增 长，至i i j 2 0 0 7 年底与1 9 9 7 年相比较，北京机动车保有量增长约2 0 0 万辆。增长率达到 1 7 3 ，如此快的发展速度，预计2 0 1 0 年北京机动车将达到约3 9 0 万。机动车增长进 入了名副其实的“快车道 。 1 1 2 北京机动车行驶工况现状 近年，北京市重要交通干线车流已经趋于饱和，发生交通堵塞的频率和持续 时间明显增加，三环内交通量超负荷的道路比例已经超过8 0 ，车辆运行速度降低、 加减怠速频繁、运行工况恶化。据北京交通管理部门调查表明，1 9 9 4 年，北京市 区平均车速为4 5 k m h ，而2 0 0 6 年仅为2 3 k m h 左右，特别北京市中心( 二环内) 白天的平均车速均在2 0k m h 以下。并且机动车处于低速行驶的时间增长，导致 机动车频繁处于加、减、怠速的运行工况。为满足运行工况要求获得较好的动力 性能，机动车工作于富燃料燃烧状态，这将造成h c 和c o 排放的进一步增加。 1 1 3 北京空气质量现状 ( 1 ) 近年北京空气质量二级和好于二级变化情况 上世纪中叶以来，北京市作为新中国的首都，成为国家重点扶持和发展的地 区，工业、能源、交通( 特别是机动车保有量) 等方面得到了飞速的发展，城市人 口持续增加，建筑业也蓬勃发展。但是，发展的同时，也造成了严重的大气污染 问题，如工业污染、机动车污染、煤烟污染、扬尘污染等等，可以说北京市的大 气污染具有新老污染问题并存的特征，反映了城市快速发展中面临的共同问题； 也是我国东部地区城市大气污染特征的典型代表。 1 9 9 8 年年底北京市开始实施阶段性控制大气污染措施，经过几年的艰苦努力， 2 在全市人民的逐渐理解和支持下，北京的大气污染得到了有效的治理，蓝天越来 越多，市区空气质量达n - - 级和好于二级的天数连年上升。1 9 9 8 年市区空气质量 二级和好于二级优或良天数仅为1 0 0 天，占全年总天数的2 7 4 ；1 9 9 9 年为1 1 7 天，占总天数的3 2 1 ；、2 0 0 0 年为1 7 7 天，占总天数的4 8 4 ；2 0 0 1 年为1 8 5 天， 占总天数的5 0 7 ；2 0 0 2 年达到了2 0 3 天占总天数的5 5 6 ：2 0 0 6 年达到了2 4 1 天，占全年总天数的6 6 0 3 。见表卜2 。 表卜2 近年来北京市大气环境质量持续改善的情况 数据来源：册b j e p b g o v c n 由表卜2 可见，四级及四级以下天数逐年下降。尽管北京的空气质量表现越来 越好，但各项污染物指标距奥运会要求的世界卫生组织指导值有差距。 ( 2 ) 近年北京空气主要污染物质年平均浓度变化情况 北京二氧化硫s o ：年平均浓度变化与国家二级标准和w h o 指导值之比较 表卜32 0 0 0 年2 0 0 6 年北京市二氧化硫s 0 ：年平均浓度 0 0 7 5 o 0 7 卷0 0 6 5 掺o 0 6 杂o 0 5 5 瑚0 0 5 0 0 4 5 o 0 4 ；、! ，令 ： ：_：、： ii- - _ - i - 2 0 0 02 0 0l2 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 6 图卜22 0 0 0 年2 0 0 6 年北京市二氧化硫s o ：年平均浓度变化趋势 由图1 - 2 可看出：北京市二氧化硫s o ：年平均浓度基本上已达到国家二级标准， 但要达到世界卫生组织指导值，其年平均浓度还需降0 0 1 1 毫克立方米，这一降 幅北京还需要大约三年的时间，就象2 0 0 0 年、2 0 0 3 年那样。 北京二氧化氮n o ：年平均浓度变化与国家二级标准和w h o 指导值之比较 表1 - 42 0 0 0 年2 0 0 6 年北京市二氧化氮n 0 。年平均浓度 项目 2 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 6我国二级w h o 标 标准准 o 1 0 0 8 0 0 6 o 0 4 0 0 2 o 一 一一 _ 一 _ 一一一一一 - _ 一 - li 2 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 6 图卜32 0 0 0 年2 0 0 6 年北京市二氧化氮n 0 2 年平均浓度变化趋势 由图1 - 3 可看出北京市二氧化氮n o 。年平均浓度已经达到了国家二级标准，但 要达到世界卫生组织指导值其年平均浓度，还需0 0 3 0 毫克立方米。从2 0 0 0 年 一2 0 0 6 年6 年的时间里n o ：年平均浓度降幅仅为0 0 0 2 毫克立方米，所以要达到世 卫组织指导值，还需做大量的艰苦工作。 北京可吸入颗粒物p m 。年平均浓度变化与国家二级标准之比较( 世界卫生组织 无指导值) 表1 - 52 0 0 0 年2 0 0 6 年北京市可吸入颗粒物p m 。年平均浓度如下 4 ! 、 一 - 一 一一 -i l = 里坚丕塑垂望竺t d 亘垂至巫j 至匿羽 图卜42 0 0 0 年2 0 0 6 年北京市可吸入颗粒物p m ，。年平均浓度变化趋势 由图卜4 可看出北京市可吸入颗粒物p m 。浓度年均值呈下降趋势，2 0 0 3 年为 2 0 0 0 年以来年均值最低的一年，但距国家二级标准还有0 0 4 1m g m 3 ，2 0 0 3 年以后 有上升趋势，这与京城遍布施工工地、机动车污染尚未得到根本性缓解的状况有 关，要在短期内将p m 。浓度年均值降到符合国家二级标准，其任务之艰巨可想而知。 北京一氧化碳c 0 年平均浓度变化趋势 表卜6 2 0 0 0 年、2 0 0 6 年北京市一氧化碳c 0 年平均浓度 图卜52 0 0 0 年一2 0 0 6 年北京市c 0 年平均浓度变化趋势 由图卜5 可看出北京市一氧化碳c o 年平均浓度值呈下降趋势目前北京的c 0 控 制较为理想，但是随着机动车数量的增加，可能导致北京市的c 0 浓度上升。 北京臭氧0 。浓度超标同数变化趋势见表7 表1 7 2 0 0 0 年2 0 0 4 年北京市夏秋季近地表0 ，浓度超标同数天 i 至垂堡丕塾l 图1 - 62 0 0 0 年- 2 0 0 4 年北京市0 3 超标天数 由图卜6 可看出1 刍2 0 0 0 年以来臭氧浓度超标日数总体呈现下降趋势，2 0 0 2 年为 最低，但2 0 0 3 年至今呈现回升趋势，仍然应该重视。 以上图表表明：北京大气污染物限值比世界卫生组织限值要宽松，各项指标距 世界卫生组织指导值有差距，例如：s o 。浓度限值比w h o 高出0 o l m g m 3 ；n o ：是w h o 限值的两倍；p m 。污染物有上升趋势，未达到国家二级标准；2 0 0 3 年以后臭氧浓度 超标天数呈现回升趋势，因此污染物控制任务艰巨。 1 2 研究目的 2 0 0 8 年，奥运会将在北京举行，为了迎接这样一个国际盛会，国家奥组委提 出了“建绿色北京，迎绿色奥运的口号，各种设施尤其是环境方面的指标都设 定了硬项的规定，因为这关系着北京第一次以国际城市姿态出现后的反响，也关 系着中国在世界人们心中的形象。所以一个良好的大气环境是至关重要的。经过 调查发现，北京机动车发展形势严峻，空气质量不容乐观。为了兼顾北京机动车 消费与环境保护的协调发展，我们既不能以牺牲环境为代价来片面追求经济的发 展，盲目发展小汽车，也不能为保护城市环境而片面限制汽车的消费，阻挡机动 化的进程。对机动车污染排放进行适度的控制是实现城市交通与城市环境协调发 展的根本出路。 为了更好地评估今后机动车尾气排放的影响，很有必要对若干年后的机动车 尾气排放总量进行预测，从而为提早制订相应的排放控制对策和排放削减目标提 供可靠的依据。机动车辆的尾气排放对北京的大气有着重要的影响，所以研究机 动车辆对北京大气的影响状况有着极其重要的现实意义，可以让我们有的放矢的 采取措施，坚持“绿色奥运理念，以实现北京地区生态系统良性循环为基本任 务，以落实关于城市环境质量和“绿色奥运”的申办承诺为目标，从实际出发， 以人为本，全面规划，分步实施，全面推动北京生态环境改善与可持续发展，为 2 0 0 8 年奥运会提供一个清洁、优美的环境。 为实现以上目标，本论文通过了解北京机动车排放现状及未来发展趋势，分 析北京机动车污染特点，比较北京与国外排放控制标准、管理水平存在的差距， 提出一个适合北京情况行之有效的机动车排放控制方案，为环境目标的实现提供 参考。 研究方法技术路线 调查统计近年来北京大气质量状况；运用城市污染物物扩散模拟s c s t 3 模 型研究机动车污染分布；用怠速试验、模拟工况试验测试具有典型性车型尾气排 放值，并验证改善措施有效性；运用环境经济学费用效益原理分析未来方案的可 行性，最后选择控制方案。 北京 机动 车污 染控 制方 案建 豆 城市大气环境质量调杏 机动车污染物分担率调查 标准、管理体系调查 排放的量化测定 控制方案费用效益分析研究 图1 - 7 研究技术路线图 7 2 北京机动车污染现状及采取措施 2 1 北京机动车污染现状 2 1 1 北京机动车污染物分担率i s c s t 3 模型简介 i s c s t 3 模型是由美国国家环保局( u s e p a ) 在美国推广使用的一个城市尺度的大 气扩散模型，主要用于计算包括点源、面源、体源和开放源等在内的综合性工业 源的s o ：、n o x 、c o 和颗粒物t s p 等一次污染物的浓度，以及颗粒物的沉积和干、湿 沉降量。模拟时段从年平均、日平均到逐时浓度，模型适用于极坐标、直角坐标 等各种受体网络，并且模式还考虑了城市建筑物对点源的下洗过程的影响以及城 市线源、面源的初始扩散尺寸等过程。i s c s t 3 模型是基于统计理论的正态烟流模 式，其核心公式即点源的计算公式为： 厂，、2 1 c ：盟唧i o 5 f 一上l l ， 2 吒。ll jr 其中，c 为受体点的浓度值：q 为污染源的源强：k 为单位换算的比例系数：v 为垂直扩散项，用以表明垂向扩散能力的一个综合参数：d 为浓度衰减项，表征污 染物由于物理或化学过程在大气中的清除：u s 为排放高度处的平均风速：0y 、0z 为水平和垂直方向浓度分布的标准方差，即水平和垂直扩散参数：y 为受体点在垂 直于风向方向上与排放源的距离。面源视为点源的集合，通过对上式进行积分来 实现：体源简化为虚拟点源来计算，即假定一个点源位于体源上风向某处，其在 该处产生的烟流尺度恰好与体源的初始尺度一致：丌放源的计算方法同点源。 模型采用单个气象站逐时的气象数据，包括风向、风速、温度、稳定度等级、 混合层高度、地表摩擦速度、地表粗糙度、降水速率等，以此来确定气象条件对 烟流抬升、污染物传输和扩散的影响。该模型是稳态模型，即前时段排放的污 染物对后一时段的污染物浓度没有影响，各时段的浓度仅由该时段的排放源清单 和气象参数确定。 点源的排放清单主要包括源的位置、源强、排放高度、烟气温度、出口速度、 烟囱半径和源强的时变化因子等，如果考虑建筑物对烟流的下洗作用，还需提供 周围建筑物的位置、几何尺寸的信息，面源排放清单主要包括位置、源强、排放 高度、几何尺寸和初始纵向扩散尺寸等，体源和开放源的排放清单与面源相似。 8 2 1 2 北京空气质量模拟和模型计算结果验证 清华大学环境与科学工程系为验证模拟结果的准确性于1 9 9 9 年展开研究，模 拟北京市城八区，网格大小为1 0k m 1 ok m ，总面积1 7 8 2k m 2 范围内s 0 2 ，n o x 和一次p m l 0 的环境浓度。他们以北京市环境科学研究院提供的城八区排放清单为 排放计算的基础：模拟计算的基准年为1 9 9 9 全年；气象输入数据为预处理后的全 年逐时数据，受体点的高度取为1 5 m 。 将模拟计算的结果与城近郊区7 个常规监测点( 车公庄、前门、东四、天坛、 奥体、农展馆、古城) 的浓度监测值进行比较，以验证模型模拟的可靠性。7 站平 均的同均浓度计算值和监测值对比发现3 种污染物的监测值与模拟值基本都落在 1 0 0 偏差之内，对p m 。的模拟效果最好， 对分散，7 0 - - - - 8 0 的点位于有效区。可见， 区浓度污染的情况是有效和可行的。 9 0 的点落在有效区之内；s o ：，n o x 相 用i s c s t 3 模型模拟计算北京市城近郊 2 1 3 北京机动车排放对大气污染物分担率分析 运用i s c s t 3 模型，基于清华大学环境与科学工程系制定的排放清单统计和环 境浓度模拟，对北京市城八区的s o ：，n o x 和p m 。的排放量分散率和浓度贡献率分 析如下：( 由于v o c 是二次污染物o 。形成的重要前体物质，而n h l 在二次颗粒物的 形成过程中起着非常重要的作用，因此对这两种污染物的排放贡献率也进行了简 要分析。) 表2 - 12 0 0 6 年北京市城区八区各污染源的排放分担率及浓度贡献率 ( 1 ) 北京机动车排放对s 0 ：贡献率近似为0 s 0 ：是煤烟型污染的代表性污染物。北京市城八区2 0 0 6 年的源排放统计分析表 明：电厂、采暖和工业是s o ：的三大排放源，分别占排放总量的4 9 、 2 6 和2 4 左 右( 表2 1 ) 。各类本地源对城八区的环境浓度贡献率见图2 1 ，排放高度较低的采 9 暖面源和工业面源是主要的浓度贡献源，分担率分别为3 9 和3 6 。电厂和工业点 源的浓度贡献率仅为8 和4 左右，这两类源的浓度贡献率显著低于源排放贡献率， 主要是其排放高度( 大于6 0 m ) 的影响，近年来北京市的大气污染逐渐呈现出明显 的区域性特征。 ，v v 7 8 口 6 d 4 d x_， 2 d 爱：盈f d 排放齄分担率浓度贡献率 民用 l4 口朵暖 2 6 24 8 1 i ：业 2 3 93 9 6 口电厂 4 8 98 3 机动牟 oo 图2 - 1 北京市城八区s o ：源排放和环境浓度贡献率 ( 2 ) 北京机动车排放n o x 浓度贡献率达到7 4 n o x ( 包括n 0 和n 0 2 ) 对北京市来讲，机动车、电厂、工业是3 大排放源，分别占 排放总量的3 5 、2 7 和2 6 左右。由于排放高度和空间分布的影响，机动车对城区 大气环境的浓度贡献率非常高，可以达到7 4 ，而电厂、工业部门的浓度贡献分别为 2 和1 3 左右( 图2 2 ) 。n o x 除了造成大气环境的直接污染、区域酸沉降之外，还 是形成光化学烟雾的两种重要前体物质之一。自2 0 世纪9 0 年代中期起0 。已经成为北 京市夏季的主要污染物，随着北京市机动车保有量的迅速增长，n o x 污染控制是需 要引起重视的一个问题。 j u v 7 a 暖 5 d d 卫- o 献，缸 排放；，j u 牟 浓 2 7 比圳 i 5 8 1 口采暖 11 3 l ：j 2l | 、i k 2 5 9 2 1 口电j 2 6 h 7 ： 6 机- ) j i ： ： 4 5 图2 2 北京市城八区n o x 源排放和环境浓度贡献率 ( 3 ) 北京机动车排放p m 。浓度贡献率为1 3 8 目前p m 。是北京市大气环境的首要污染物。2 0 0 0 2 0 0 2 年，北京市p m 。的年日均 浓度在0 1 6 5m g m 3 左右波动，2 0 0 4 年降为0 1 4 9m g m 3 ，但仍然超过国家二级标准 4 9 。2 0 0 6 年同均浓度有所回升0 1 6 1 m g m 3 ，超过国家标准6 1 ，p m 。的污染是今后一 段时间内大气污染控制的重点。 p m 。的排放源更为复杂，在北京市的本地源中，无组织扬尘( 交通、工地、料堆、 裸地) 的排放占了相当大的比例( 3 7 ) ，浓度分担率更高，达至t j 4 9 左右。其中：交通 扬尘的排放和浓度贡献率分别为2 3 和3 2 ，是扬尘的主要组成部分。工业部门( 包 括工业无组织过程) 是第二大排放源，排放和浓度贡献率分别为2 8 和2 1 。再次是 机动车( 排放和浓度贡献率分别为8 和1 4 ) 、采暖和民用炉灶，相关的p m i o 扫 e 放和 浓度贡献率见图2 - 3 。 - u v 口 鬻 圈 8 d 卯 4 0 瞎醴曙嘲 2 d d 排放麓分担率 浓股负献率 日扬巾 3 9 54 8 7 民用 4 18 6 口采暖 1 0 2 6 4 业 2 6 92 1 6 口电j 。 1 1 10 9 机动下 8 2 1 3 8 图2 - 3 北京市城八区p m ，。源排放和环境浓度贡献率 ( 4 ) 北京机动车排放v o c ( 有机挥发气体) 排放量分担率为5 8 v o c 是对流层0 。产生的两种重要前体物质之一，它的浓度和反应活性直接影 响0 ：，的环境浓度。除了燃料燃烧过程以外，相当大部分的v o c 来自于溶剂使用、油 品运输等过程中由于挥发产生的排放，这种排放的测算具有较大的不确定性，因 此v o c 排放清单的不确定性较前几种污染物大。此外，植被也是v o c 的重要来源之 一o 北京市城八区的v 0 c 排放源主要是人为源，其中排放量最大的是机动车，占排 放总量的5 8 ，其次是溶剂使用和油品储运( 1 2 ) ，工业、民用3 个部门的燃料燃烧 造成的排放量占总量的2 7 0 、1 3 ( 如图2 - 4 ) 。 溶 民用 1 3 机动车 5 8 图2 - 4 北京市v o c 的源排放贡献率 ( 5 ) 北京机动车排放一氧化碳( c 0 ) 浓度贡献率达7 7 目前北京的c o 控制较为理想，但是随着机动车数量的增加，可能导致北京市的c o 浓度上 升，机动车对于北京市c o 的浓度贡献率为7 7 。 2 2 北京机动车尾气排放控制现采取措施 2 2 1 北京机动车尾气排放标准的实施情况 我国汽车排放控制始于2 0 世纪8 0 年代初。8 0 年代末，我国的轻型汽车、重型 柴油车和摩托车的排放控制移植和采用了欧洲排放标准体系。 1 9 9 8 年公布的北京市汽车排放污染物标准限值，比我国当时的标准值要高8 0 以上，达到了欧洲9 0 年代初的标准。 国家质量技术监督局于1 9 9 9 年3 月1 0 日发布了g b1 4 7 6 1 - 1 9 9 9 汽车排放污染 物限值及测试方法、g b l 7 6 9 1 1 9 9 9 压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排 气污染物限制及测试方法和g b 3 8 4 7 - 1 9 9 9 压燃式发动机和装用压燃式发动机的 车辆排气可见污染物限值及测试方法，于2 0 0 0 年1 月lr 起实施，标准比之前要严 格的多。此标准适用于在我国境内行使的汽油车、柴油车、液化石油气及压缩天 然气车。此四项标准均采用e c e 法规，完善了汽车排放标准体系，是保护环境、促 进汽车工业、提高技术水平和保证汽车工业持续健康发展的需要，为我国汽车排 放标准今后的各项工作奠定了坚实的基础。 为了贯彻落实中华人民共和国大气污染防治法，2 0 0 0 年1 2 月8 日在北京第 十一届人民代表大会常务委员会第二十三届会议通过了北京市实施中华人民共 和国大气污染防治法办法，办法中专门对机动车辆的尾气排放做出了规定：在用 机动车污染物排放超过规定标准的，不得上路行驶。市环境保护行政主管部门可 1 2 以委托已取得公安机关资质认定的承担机动车年检的单位，按照规范对机动车排 气污染进行年度检测。市人民政府可以根据大气环境质量状况，在一定区域内对 机动车采取限制车型、限制时问行驶的交通管制措施。禁止销售、使用含铅汽油， 逐步推广使用清洁汽油。 从2 0 0 1 年开始，我国对大气的污染就开始了完善的法制建设，同时加大了投资 宣传，顺利实施了北京市实施( 中华人民共和国大气污染防治法) 办法。除环保 部门进一步加强监督检查外，北京市有关部门还机动车尾气排放开展联合执法检 查，有效防止了环境污染和生态破坏。国家环保总局2 0 0 1 年发布了三项国家污染物 排放标准：g b l 8 3 5 2 卜2 0 0 1 轻型汽车污染物排放限制计测量方法( i ) ，从2 0 0 1 年4 月1 6 日起实施：g b l8 3 5 2 2 2 0 0 1 车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量 方法( i i ) ) ，从2 0 0 4 年7 月1 日起实施：g b l 7 6 9 1 - 2 0 0 1 车用压燃式发动机排气污染 物排放限值及测量方法，从2 0 0 5 年1 月同起实施。 2 0 0 2 年，市政府批准的北京市摩托车报废管理办法，1 0 月份开始实施。为 进一步推动能源结构的改善，实行简易工况法检测、控制机动车污染排放，修订 了汽油车稳态加载污染物排放标准。2 0 0 2 年1 1 月2 7 颁布了g b1 4 7 6 2 - 2 0 0 2 车 用点燃式发动机及装用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法，从 2 0 0 3 年1 月1 日起实施。标准规定了点燃式发动机两个实施阶段的型式核准和生产 一致性检查试验的排放限值和测量方法。 2 0 0 3 年，制定并发布非道路用柴油机排气可见污染物限值及测量方法、非 道路用柴油机排气污染物限值及测量方法、储油库油气排放控制和限值、油 罐车油气排放控制和限值和加油站油气排放控制和限值等5 项地方标准。相 当于欧洲3 号的机动车排气污染物排放标准、车用燃油地方标准、工业窑炉排放标 准等准备制定工作j 下在抓紧进行。 2 0 0 4 年，推进依法行政，环保审批事项从原1 6 项精简至1 1 项。规范行政许可 事项的程序，重新划分市、区( 县) 两级环保部门的审批权限，全面实行“全程办 事代理制”。颁布实施车用汽油、车用柴油油品标准。 2 0 0 5 年，北京市进一步加大防治机动车尾气污染工作力度，2 0 0 5 年6 月3 0 日国 家环保总局发布了关于实施国家第二阶段轻型车排放标准的公告，规定自2 0 0 4 年7 月1 同起，在全国范围内开始实施相当于欧i i 标准的国家机动车污染物排放标 准第二阶段限值，并停止对达到国家机动车排污标准第一阶段排放限值轻型车型 式核准的申报和核准。“国2 标准”与“国1 标准相比，c 0 降低3 0 4 ，h c 与n o 。降 低5 5 8 ，新标准的实施标志着我国机动车污染防治进入了一个新阶段。2 0 0 5 年7 月1 同起北京市丌始执行与国家第1 i i 阶段机动车排放标准相适应的车用燃油地方 环保标准，淘汰了污染较大的4 0 0 0 辆老旧公交车和3 万辆出租车，更新的车辆全部 达到国i i i 标准：北京市环保局、市质量技术监督局积极做好市区执行国家第1 i i 、 第阶段机动车排放标准的准备工作。 自2 0 0 8 年7 月1 日起，对在北京市销售和注册的公交、环卫、邮政使用的重型 压燃式发动机汽车和重型气体燃料点燃式发动机汽车，实施国家排放标准车用 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i i i 、 、v 阶段) ( g b l 7 6 9 卜2 0 0 5 ) 中的第四阶段排放控制要求( 其他用途的重型压 燃式发动机汽车和重型气体燃料点燃式发动机汽车仍执行国i i i 标准) ，并要求安 装监测控制n o x 排放的车载排放诊断系统( o b d ) ，停止销售、注册不符合上述要求 的车辆。 表2 - 2 农用运输车及运输用拖拉机自由加速烟度排放标准限值 表2 - 3 汽油车双怠速污染物排放标准限值 怠速类型 怠速高怠速 磊型 c o ( ) h c ( p p m ) c o ( )h c ( p p m ) 新车在用车新车在用车新车在用车 1 9 9 9 年1 1 起生产的第一o 50 81 0 01 5 00 31 0 0 类轻型汽车 2 0 0 0 年1 1 起生产的第二 o 81 01 5 02 0 00 51 5 0 类轻型汽：乍 2 0 0 0 1 1 起生产的重型汽 1 o1 52 0 02 5 0o 7 2 0 0 车 1 9 9 5 1 1 1 9 9 8 1 2 3 1 生1 02 0 0o 72 0 0 产的经改造的第一类轻耻 1 9 9 4 1 2 3 1 前生产的第一 3 54 57 0 09 0 02 02 57 0 09 0 0 类轻型汽车及1 9 9 9 1 2 3 1 前生产的第二二类轻型汽车 1 9 9 9 1 2 3 1 前生产的重型 4 o4 51 0 0 0 1 2 0 0 2 o2 57 0 0 9 0 0 汽乍 h c 容积浓度值按止己炕当量 1 4 表2 4 柴油车自由加速烟度排放限值 车型及实施日期烟度值r b烟度值r b 新生产车在用车 2 0 0 0 7 1 5 起生j立的轻型柴油车2 02 5 2 0 0 0 7 1 5 起生产客车 2 22 8 的重型柴油乍 货车 2 53 0 2 0 0 0 7 1 5 前生产的柴油车3 5 总的来说，我国对机动车辆的尾气排放控制基本落实到了各个方面，制定了 一系列地方法规和制度，对油品进行管理，尾气排放进行检测和限制，严格执行 车辆年检及重污染卡车的进出市制度，这些措施在很大程度上减少了机动车辆尾 气排放的污染。 2 2 2 北京新车污染控制管理措施 北京新车登记程序：新车申报审核报送排放测试报告、排放控制技术资料( 制 造方或代理商) 斗获得环保部门认可叫f 入排放合格车型目录啼 准予发牌- 环保部门市场抽查。 北京市还规定，所有外地过户进京车辆，也要符合排放标准要求。1 9 9 9 年以 来通过对新生产车的严格管理，使新车污染得到了一定有效的控制。自2 0 0 5 年1 2 月3 0 日起，规定在北京市销售并列入国家达标公告的新定型车型( 包括全新产品 及产品扩展与更改) 须安装车载诊断系统( o b d ) ，2 0 0 5 年1 2 月3 0 日前已定型上 市销售并通过国家第三阶段排放标准型式核准的车型可延迟安装o b d 。自2 0 0 6 年 1 2 月1 日起，停止在北京销售未安装车载诊断系统( o b d ) 的新车。 2 2 3 北京在用车污染控制管理措施 ( 1 ) 北京在用车排放检查 北京市在用车排放检查工作包括：定期检查、路边检查、入户检查及外地进 京和过境车辆的检查。检查内容包括尾气排放测试和目视检查( 即排放控制装置的 外观检查) 。对在用车的定期排放检查在全市4 3 家机动车检测场中进行。为克服怠 速法和自由加速法在检测技术上的缺陷和不足，自2 0 0 2 年起在部分机动车检测场， 对部分车辆采用了更加严格的测试方法使用底盘测功机的简易工况法进行排 放检测。对排放不合格车辆，要进行维修治理，复测达标后方可通过。对道路行 驶车辆的排放检查主要采用双怠速法、自由加速法及目视检查，对不合格车辆， 要暂扣车辆证照，治理达标后方可继续上路行驶。入户检查主要是针对大型车队 ( 如公交、出租车队等) 的车辆进行排放检查，对排放超标车辆，由环保部门发限 期治理通知书，并罚款。对进入北京或过境的排放超标的外地车辆，要劝其离境。 通过对在用车的排放检查，可促使驾驶员和车辆所有者提高环保意识，增强对车 辆进行维修保养的自觉性，减少上路行驶车辆的排放污染。 ( 2 ) 北京在用车排放维修治理 为使车辆所有者能得到良好的维车服务，特别是使排放超标车辆能得到及时 的维修治理，北京市规定所有在京销售机动车的汽车制造厂必须设立维修站，承 担维修治理工作，否则不准在京销售机动车。 排放超标车辆应到汽车制造厂设立的维修站，或汽车维修管理部门确定的有 资格的维修企业进行维修治理。维修治理必须按汽车制造厂或国家规