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燃气汽车对兰州市大气质量的影响研究

作　者: 林郁
导　师: 巨天珍
学　校: 西北师范大学
专　业: 环境科学
关键词: 燃气汽车 时空分布 大气质量 影响 兰州市
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


兰州是中国西北一座工业城市,大气污染居于世界城市前列,大气环境污染类型已从煤烟型污染转变为煤烟-机动车尾气复合型污染。严重的空气污染对周围人群和生态造成了严重的影响,清洁大气对人类生存具有重要意义。为控制空气污染,提高空气质量,从2005年起兰州市开始实施“123”计划（一年完成公交车油改气,二年完成出租车油改气,三年完成市区燃煤锅炉改气工程）。在“油改气”背景下,研究大气污染成因及其类型对控制大气污染,为改善大气环境、保障人民的身体健康,促进兰州市经济和社会各项事业持续协调发展具有极其重要的意义。文章从遥感数据和在线监测数据以及实地调查研究的基础上,采用兰州市大气环境监测数据,系统研究兰州市空气污染物排放水平及汽车尾气排放特征;通过使用GIS方法结合遥感数据分析近年来兰州市空气污染物的时空分布特征;采用现场采集数据的方法,研究污染物排放源强的计算方法,以二氧化氮为例运用CALINE4扩散模式模拟机动车排放污染物的扩散情况;从区域排放总量上和道路区域污染物浓度两种途径计算机动车尾气分担率。主要研究结果如下:（1）主要空气污染物时空分布规律兰州市近年来主要污染物为可吸入颗粒物、二氧化氮、二氧化硫等。二氧化硫和可吸入颗粒物呈现明显下降,氮氧化物呈现震荡中小幅回落趋势;年内主要污染物变化呈现U型趋势,污染物浓度较高的月份集中在冬春两季;污染物的日变化近似为W型趋势,白天两个高峰期出现在12:00-13:00和16:00-18:00两个时间段。兰州市空气主要污染物整体呈现下降趋势,朝着环境质量提升的方向发展。兰州市二氧化硫非采暖期高浓度区域主要分布在兰州西部,也就是红古区和西固区西部地段。采暖期高浓度区域则东移至人口密集的兰州东部区域,即城关区、安宁区、七里河区和西固区东部地段;二氧化氮在非采暖期分布在西固区东部、安宁区以及城关区的少部分区域,采暖期则主要分布在城关区以及与之相邻各区的交接地带。西固区的工业污染源和城关区附近高密度机动车排放是兰州市二氧化氮的主要来源。安宁区由于处在西固区和城关区的相连区域,受其交叉影响导致空气污染严重。（2）兰州市机动车尾气扩散规律以NO2为例探索机动车尾气中污染物的扩散规律。NO2浓度变化规律:离道路中心点越近浓度越大,随距离增大污染物浓度呈现梯次下降。在0-30m,浓度从1.23mg/m3降至1.027mg/m3;从30-40m的距离上浓度维持在1.027mg/m3左右;之后开始下降至0.975mg/m3,从50-190m维持在0.924mg/m3左右;到200m时浓度下降至0.873mg/m3,道路中心NO2浓度超过城市空气二级标准10-15倍。（3）机动车尾气污染物排放量与燃气汽车贡献率2006年兰州市机动车排放的CO为14.28万吨,NOx1.58万吨,HC1.57万吨。燃气汽车（公交车和出租车）占其排放的主要污染物CO为12373t,NOx为4528t,HC5246t。2000年公交车和出租车排污量之和占到了机动车总排放量的69.29%、34.81%和55.96%,2006年这一比重出现显著下降分别占到:8.67%、33.41%、28.67%。机动车污染物区域排放CO总量分担率在80%以上,NO2总量分担率在30%左右;路域中心NO2浓度分担率分担率为95%;不同车型污染物分担率中,NO2:小型车排放量占49%,中型车24%,大型车占27%。CO:小型车占78%,中型车19%,大型车只占3%。HC:小型车占64%,中型车33%,大型车4%,小型车是兰州市尾气排放污染物（NOx、CO、HC）的主要车型。近年来机动车尾气对空气污染的贡献值越来越大,CO和NOx分担率呈现不断上升趋势。从公交系统排放消减总量可知,兰州市“123”工程的实施对城市交通系统污染物减排是卓有成效的,但机动车尾气排放的污染物对兰州市空气污染的贡献率仍然出现了以往上升的趋势,主要原因是机动车保有量增长速度过快引起的。

全文目录


摘要  6-8
Abstract  8-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-11
    1.1.1 兰州市空气质量概况  10
    1.1.2 兰州市政府空气污染控制情况  10-11
  1.2 兰州市概况  11-12
    1.2.1 支柱经济构成  11
    1.2.2 自然条件  11-12
  1.3 国内外研究进展  12-14
  1.4 研究的主要目的和意义  14-15
  1.5 研究方法  15
  1.6 研究对象与范围  15-16
第二章 兰州市大气环境质量与交通发展状况  16-32
  2.1 兰州市大气环境质量  16-26
    2.1.1 兰州市空气质量级别统计  16-17
    2.1.2 兰州市2001-2007年主要空气污染物年际变化趋势  17-18
    2.1.3 兰州市2001-2007年主要空气污染物月际变化趋势  18-19
    2.1.4 兰州市主要污染物采暖期与非采暖期浓度比较  19-20
    2.1.5 2003年和2007年主要污染物浓度比较  20-21
    2.1.6 兰州市主要污染物浓度日变化趋势  21-22
    2.1.7 基于GIS和RS的2004年-2008年兰州市污染物时空分布规律  22-26
  2.2 兰州市交通发展状况  26-27
  2.3 兰州市燃气汽车发展情况  27-32
    2.3.1 兰州市发展CNG汽车的基本条件  27-29
    2.3.2 兰州市目前燃气汽车发展现状  29-32
第三章 机动车尾气污染理论  32-41
  3.1 机动车尾气的产生机理及危害  32-36
    3.1.1 产生机理  32
    3.1.2 机动车排放物的主要成分及危害  32-35
    3.1.3 汽、柴油车排放污染物比较  35-36
  3.2 国内外代用燃料研究进展与兰州市汽车代用燃料的选择  36-41
    3.2.1 国外天然气汽车发展情况  36-38
    3.2.2 国内天然气汽车发展情况  38-39
    3.2.3 我国发展CNG汽车的前景  39-40
    3.2.4 天然气与汽油排气污染对比分析及兰州市汽车代用燃料的选择  40-41
第四章 机动车交通大气污染模型的建立  41-54
  4.1 排放影响因子与影响因素分析  41-43
    4.1.1 机动车排放因子  41
    4.1.2 影响因素  41-43
  4.2 模型的建立  43-45
    4.2.1 单车污染物排放系数  43-45
    4.2.2 道路交通大气污染物线源源强  45
  4.3 CALINE-4模式  45-47
    4.3.1 线元的划分方法  46
    4.3.2 扩散模式  46-47
    4.3.3 扩散参数计算方法  47
  4.4 模型的输入  47-51
    4.4.1 基本参数  47-48
    4.4.2 路段几何参数  48-49
    4.4.3 路段的行为参数  49-50
    4.4.4 运行条件  50-51
  4.5 模型输出结果与讨论  51-54
第五章 机动车排放污染物分担率与管理对策研究  54-60
  5.1 机动车污染物排放总量分担率  54-55
  5.2 机动车道路污染物浓度分担率  55
  5.3 不同车型的排放分担率  55-56
  5.4 机动车尾气污染排放情况  56-58
    5.4.1 1996-2006年兰州市机动车尾气排放情况  56-58
    5.4.2 兰州市公交车、出租车的排放情况  58
  5.5 机动车尾气管理对策  58-60
第六章 结论与展望  60-62
  6.1 主要结论  60-61
    6.1.1 兰州市主要空气污染物时空分布规律  60
    6.1.2 兰州市机动车尾气道路扩散规律  60-61
    6.1.3 兰州市机动车尾气排放情况  61
  6.2 展望  61-62
参考文献  62-66
致谢  66

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 大气污染及其防治
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