汽車發動機排放納米顆粒污染物的分析

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汽車發動機排放納米顆粒污染物的分析

汽車發動機產生的納米廢氣顆粒將影響空氣質量。由于納米廢氣顆粒的尺寸非常小（直徑一般僅有幾納米），因此這些粒子可以深入滲透到人體肺泡中，對人體健康產生惡劣影響。目前人們熟知的廢氣顆粒形成模式主要基于柴油機燃燒不完全產生廢氣顆粒的模式，主要有“煙灰模式”、“蓄積模式”或“成核模式”，并且排放的煙塵顆粒的平均直徑在40～100nm之間。汽油機的排氣顆粒濃度通常比柴油機的排氣顆粒濃度低，因此很少對汽油機的廢氣顆粒進行研究。但是，隨著汽車技術的發展，開發了許多可以改善汽油機的燃油經濟性系統，如直接燃油噴射技術等，這些新技術的應用增加了汽油機的顆粒排放量。除此之外，車輛行駛工況的改變也會對顆粒物的排放產生影響。通過對汽油直噴乘用車在底盤測功機上的測試情況來研究發動機制動時排放顆粒物的數量，重點關注顆粒物的性質以及排放過程。

發動機制動被廣泛用于車輛減速以及防止在下坡行駛時加速。對于汽油直噴車輛來說，發動機制動時的耗油量為零。一般情況下，發動機制動時車輛的慣性將使曲軸保持旋轉運動，帶動活塞往復運動，但不消耗燃料。發動機的進氣流量通常由節氣門限制。進入氣缸中的空氣被壓縮至較高的壓力，導致溫度上升，最后排放到大氣中形成排氣顆粒。這些顆粒物的特性和形成機制與煙塵等排放物顯著不同。通過研究表明，這些顆粒是不揮發的，其來源于發動機潤滑油，形成于催化之前。發動機制動時產生的納米顆粒占發動機排放粒子數目的比重很高，試驗測試結果達到20%～30%。

然而，這些納米顆粒在相關排放法規和健康風險的評估中沒有被考慮。通過研究表明，可以通過排氣顆粒過濾系統來減少發動機制動時顆粒的排放量。此外，減少這些顆粒排放的另一種潛在但不直接的方式是改善發動機潤滑油的特性，如金屬含量或粘度。

刊名：Environment Science and Technology（英）

刊期：2014年第3期

作者：Topi R?nkk? et al

編譯：郭明超