道路機動車排放模型技術(shù)方法與應(yīng)用
《道路機動車排放模型技術(shù)方法與應(yīng)用》針對道路機動車污染物排放問題，結(jié)合國內(nèi)外研究發(fā)展動態(tài)，探討了控制技術(shù)、行駛工況、交通流特征等因素影響機動車排放的作用機制及定量表征方法；論述了基于實驗室測試、在路測試、現(xiàn)場調(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)并比較了機動車排放因子模型技術(shù)和排放清單建立方法的特點和應(yīng)用優(yōu)勢；應(yīng)用各模型技術(shù)方法定量分析了全國、區(qū)域和城市多種尺度和分辨率的機動車污染排放特征。
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由于道路機動車保有量和行駛里程的快速增長，機動車在城市和區(qū)域大氣污染物排放中的貢獻日益增加，對城市空氣質(zhì)量和人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響，成為城市空氣質(zhì)量管理中重點控制的污染源之一。
道路機動車排放的定量表征是建立污染源排放清單和實施城市空氣質(zhì)量管理的重要基礎(chǔ)技術(shù)支撐。由于道路機動車數(shù)量龐大、技術(shù)構(gòu)成復(fù)雜、影響排放的因素多、排放源具有流動性的特點，對其進行準(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)和方法來完成。國內(nèi)外研發(fā)機動車排放模型技術(shù)方法，主要集中在三個方面：①基于尾氣測試獲取的不同條件下機動車的排放變化規(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通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)理統(tǒng)計和模型模擬等多種分析手段對關(guān)鍵參數(shù)進行定量化分析和時空定位；③構(gòu)建模型耦合上述定量關(guān)系和關(guān)鍵參數(shù)，定量模擬機動車排放及其時空變化特征。其中，關(guān)鍵參數(shù)與排放的相關(guān)性分析、關(guān)鍵參數(shù)的定量化與時空定位是機動車排放模型技術(shù)方法的核心內(nèi)容，是機動車排放模型研究領(lǐng)域的國際熱點和前沿。
近20年來，作者在國家“九五”攻關(guān)、973（2010CB951803）、863（2006AA06A305）、自然科學(xué)基金（20625722等）和國際合作等項目經(jīng)費的支持下，圍繞道路機動車排放定量表征這一科學(xué)問題，針對中國城市道路機動車排放特征，開展了一系列的模型方法學(xué)探索工作。我們將十幾年來積累的研究成果和國內(nèi)外研究進展著書出版，以期求教于大氣環(huán)境與機動車領(lǐng)域的同行，并期望能為推動我國機動車排放模型技術(shù)的發(fā)展及其在大氣污染控制決策中的應(yīng)用貢獻一份綿薄之力。
全書共分11章，主要包括機動車排放的影響因素和測試方法、機動車技術(shù)分布和活動水乎確定方法、道路機動車行駛特征分析方法、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、宏觀機動車排放清單建立方法和城市微觀機動車排放清單建立方法。全書以機動車排放主要影響因素的識別與量化、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，力圖全面闡釋機動車排放特征以及定量表征方法。
本書由賀克斌、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的相關(guān)研究。張強教授為本書第工章、第9章和第n章提供了部分素材，并為全書的結(jié)構(gòu)提出了有益的建議，鄭博同學(xué)參與丫部分章節(jié)的編寫和圖表繪制工作，周硯參與了全書的文字整理工作，在此一并表示感謝。作者特別感謝肖亞平研究員，她為本書提出了許多寶貴的意見和建議。作者還要對科學(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，書中不足和疏漏之處在所難免，敬請同行專家和各界讀者不吝批評指正。
第1章 緒論
1．1 機動車排放的主要污染物
當(dāng)前我國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。
機動車在啟動和行駛過程中排放的主要污染物有氮氧化物（N02）、揮發(fā)性有機物（VOC）、一氧化碳（CO）、含碳顆粒物、二氧化硫（SO2）等，另外輪胎和剎車磨損還會產(chǎn)生顆粒物排放，燃料系統(tǒng)的蒸發(fā)過程會產(chǎn)生VOC排放。上述污染物對于區(qū)域大氣復(fù)合污染均有不同程度的重要貢獻。
氮氧化物（NO。）在對流層大氣化學(xué)中具有重要作用。N0X在大氣中通過均相反應(yīng)形成硝酸之后，可進一步與氨（NH。）反應(yīng)生成亞微米級的硝酸銨粒子。N0X以氣態(tài)形式或硝酸根（NO3）的形式沉降到地面和水體，會引起生態(tài)系統(tǒng)的酸化和富營養(yǎng)化。同時，N02也是對流層03的重要前體物之一。氮氧化物的人為源排放主要來自煤炭、石油等化石燃料的燃燒過程，生物質(zhì)燃燒、閃電、土壤等天然源對氮氧化物的排放也具有重要的貢獻。
揮發(fā)性有機物（V。C）一般是指飽和蒸氣壓較高（20℃下大于或等于0．01 kPa）、沸點較低、相對分子質(zhì)量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機化合物。在機動車排放研究中，也常采用碳氫化合物（hydrocarbon，HO、總碳氫化合物（total hydrocarbo”’THC）、非甲烷碳氫化合物（non—methanc hydrocarbon，NMHC）、非甲烷有機氣體（non-methanc。rganic gas，NM。G）等術(shù)語表示包括或不包括甲烷的揮發(fā)性有機物。大氣中VOC的來源非常復(fù)雜，既來自化石燃料燃燒、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，又來自植被、土壤等自然過程的排放，同時還源于光化學(xué)反應(yīng)的二次生成。VOC是對流層0，和二次有機氣溶膠的重要前體物’對于大氣復(fù)合污染具有非常重要的貢獻。而且，VOC中的很多成分對于人體具有較強的毒性，健康危害很大。
一氧化碳（CO）是一種五色無味的氣體，是不完全燃燒的產(chǎn)物，主要來源為化石燃料和生物質(zhì)的不完全燃燒過程。CO參與對流層03的形成，同時它是大氣中氫氧自由基（OH）最重要的匯。近年來的研究表明，通過對。
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