机动车排气颗粒物质和N Ox污染控制研究进展

强建华(齐齐哈尔环境监测中心站 黑龙江 齐齐哈尔 161000)

马春香(黑龙江建筑职业技术学院 黑龙江 哈尔滨 150025)

赵淑敏(哈尔滨市环境监测中心站 黑龙江 哈尔滨 150076)

机动车排气颗粒物质和N Ox污染控制研究进展

强建华(齐齐哈尔环境监测中心站 黑龙江 齐齐哈尔 161000)

马春香(黑龙江建筑职业技术学院 黑龙江 哈尔滨 150025)

赵淑敏(哈尔滨市环境监测中心站 黑龙江 哈尔滨 150076)

重点介绍了机动车排气颗粒物质以及NOx污染控制的研究进展，强调指出促进我国机动车排气实施国6标准可提高环境空气质量 采取的主要控制技术之一。

颗粒物数量；NOx；污染控制

1 引言

国际癌症研究协会(IARC)最新(2013年10月)分类：所有汽、柴油车排放的颗粒物都是已知致癌物，不仅源自柴油发动机的颗粒物。近年来研究结果表明，汽油车排放数量更多的细颗粒，如图1，汽油车和柴油车排放PM2.5分别占21％和2％。

图1 汽油车对细颗粒的贡献

在轻型车欧6a、6b标准和重型车辆欧6标准中引进颗粒物数量浓度(PN)，用于限制所有的轻型柴油车和重型柴油车，但没有用于日益增长的汽油车，汽油车只在欧5标准中引进颗粒物质量浓度(PM)，实际上，带有催化转化器的传统汽油发动机(PFI)排放超细颗粒质量浓度(PM)虽然低，但数量非常多，直喷式汽油(GDI)车比PFI车辆排放更多的颗粒。不仅如此，汽油车排气比柴油车排气颗粒含有更多的有毒物质多环芳烃(PAH)。

型式核准对确保真实环境下汽车行驶排放限值下降是关键的，但真实NOx排放高于轻型汽车(NEDC)测试循环型式核准的欧4和欧5规定限值。对于重型车辆，采用欧5标准实际上没有实现所希望的NOx降低，尽管欧5标准柴油车PM大大降低，但真实NOx排放继续远远超过核准限值。

2 排气颗粒物的控制

在欧洲，为了早期引入低排车辆，欧6型式核准在2009年8月批准。欧6标准对于所有的新车注册在2014年1月开始实施。欧盟成员国在完全实施标准前使用税率优惠吸引购买欧6核准的车辆，用于符合欧6标准的相同技术服务必然符合美国2010年的标准。

重型车欧 6标准与欧 4和欧5标准比较PM降低67％，引进了颗粒数目限值PN，吸引重型柴油车使用颗粒捕集器DPF，由于DPF在捕集PM方面的效果，达到PM90％的和PN99％以上的下降，在美国从2007年起DPF用于重型车PM控制，已经证明在PM-超细粒子-空气有毒物质、黑碳质量浓度降低方面的高效性。

欧6a和欧6b标准对轻型压燃式车辆引进了PN的限值，与重型车PN限值相同，所有的柴油车必须使用DPF来控制PN的排放。

至欧6c阶段，真实运转循环(RDE)条款将引进，2018年9月后所有的新注册车辆，严格的PN排放限制(等同于柴油车欧5b)对于所有的汽油车成为强制，因此GDI车辆必须使用汽油颗粒过滤器才符合PN标准。

3 柴油车排气N O x污染控制

虽然欧6标准相对于欧5降低NOx排放达到77％，相对于欧4为89％，但改善真实世界NOx限值的符合性先进试验程序使NOx与欧5比较降低接近95％，NOx的下降降低了二次形成的PM2.5和地面臭氧，也降低直接NO2排放。欧6柴油车NOx的标准限值仅高于汽油标准的25％，缩小了燃油类型之间的差别。

NOx减排利用改善燃烧包括高压燃油喷射和先进的空气/燃料比的管理、排气循环(EGR)和闭环选择催化还原系统系统SCR，欧6要求在低载荷、低速和冷起动条件下核准，确保排放控制系统校准功能正常。真实世界排放数据显示欧5的卡车和公共汽车NOx排放一般超过型式核准限值，低速驱动形成了一种如印度国家一样的车辆使用情况，欧6以世界统一瞬态循环(WHTC)和稳态循环(WHSC)代替欧洲瞬态循环(ETC)和稳态循环(ESC)解决了欧5的问题。

欧6除了试验室试验更改外，也引进了便携式监测系统(PEMS)试验在用符合性的条款，第一次在用符合性试验必须在型式核准18个月内，车型必须至少每2年进行一次试验。RDE下，车辆CO、NOx和PN将使用PEMS试验来确保真实世界的排放在合理的限值内。

重型车加快采用欧 6标准对空气质量有双倍速的好处，使用DPF来符合新的PM和PN将使PM2.5降低≥90％，新的试验循环和现场符合性提供了真实世界的NOx降低≥95％。轻型欧6标准通过限值规定，使柴油车真实世界NOx有相似的下降，轻型车欧6c阶段PN对汽车和柴油车一样将成为强制。

我国在制订排放标准时充分吸收了欧标和美标的优点，新车是否可以提前按欧6核准，早日跨入国6行列，尤其是控制机动车排气PN和NOx污染非常迫切。

4 结语

通过汽油和柴油过滤器、改善燃烧、EGR排气循环和闭环SCR措施的排气没有明显的致癌影响，执行欧 6标准比欧5具有更少的粒子数排放和更低的NOx排放，欧6提供了非常优异的空气质量和健康好处。

〔1〕Accelerating progress from Euro 4/IV to Euro 6/VI vehicle emissions standards.MARCH 2015 www.theicct.org.

〔2〕EPA Hazard Assessment Document for Diesel Engine Exhaust(page 2-98).

〔3〕Badshah，H.，Kittelson，D.，and Northrop，W.，"Particle E-missions from Light-Duty Vehicles during Cold-Cold Start，"SAE Int.J.Engines.2016，9(3).

The research progress on vehicle exhaust particulate matter and NOxpollution control

QiangJianhua(Environment Monitoring Center Station of Qiqihaer City Qiqihaer Heilongjiang 161005)

This paper mainly introduced the research progress on vehicle exhaust particulate matter and NOxpollution control.It is pointed out emphatically that accelerating the adoption of vehicle CHINA 6 standards has benefits for air quality and the main control technologies should be taken to comply with new standards to the reduction in pollutants.

Particle number NOxControlling pollution

X511

A

1674-263X(2016)02-0020-04

2016-05-20

强建华(1963-)，男，本科，高级工程师，从事环境监测工作。

污染源挥发性气体和PM2.5检测与净化效果评价研究，项目编号：12535045。