謝軼嵩+楊峰+謝放尖

摘 要：該研究應用COPERT Ⅳ模型建立了南京市2014年機動車污染排放清單。結(jié)果表明：南京市2014年機動車CO、 NOx、VOCs、PM10和PM2.5排放量分別為6.80萬t、4.46萬t、1.12萬t、0.21萬t和0.16萬t。各車型污染物貢獻率各不相同，小客車排放的CO和VOCs量最大，分別為59.2%和48.2%。重型貨車是NOx、PM10和PM2.5排放的主要來源，貢獻率分別為50.8%、37.2%和41.0%。按排放標準劃分，國III標準的車輛對CO、VOCs、NOx、PM10和PM2.5排放的貢獻率最大，分別為30.4%、55.5%、26.5%、51.3%和54.9%。

關(guān)鍵詞：南京；機動車；COPERT IV；排放清單

中圖分類號 X734.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）13-0096-03

Study on Vehicle Emission Inventory Based on COPERT IV Model——A Case of Nanjing City

Xie Yisong et al.

（Nanjing Research Institute of Environmental Protection，Nanjing 210013，China）

Abstract：Based on COPERT Ⅳ model calculation，the motor vehicles emission inventory of Nanjing in 2014 was established. Results showed that the emission amount of pollutants CO，NOx，VOCs，PM10 and PM2.5 were 68.0，44.6，11.2，2.1 and 1.6kt，respectively. Significant differences on the contributions of pollutants emission were existed among the different vehicle types. Emissions of CO and HC caused by the small passenger cars were verified to be the most，accounting for 59.2% and 48.2% respectively. While heavy-duty trucks were the major contributors of NOx，PM10 and PM2.5，which accounted for 50.8%，37.2% and 41.0%，respectively. According to the emission standards，vehicles with the national III standard were the largest contributors for CO，VOCs，NOx，PM10 and PM2.5，with the percentage of 30.4%，55.5%，26.5%，51.3% and 54.9%，respectively.

Key words：Nanjing City；Motor vehicles；COPERT IV；Emission inventory

近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的逐步提高，城市機動車保有量迅速增長，2014年全國機動車保有量達到2.46億輛，由此造成的尾氣排放已成為我國空氣污染的的重要來源，是造成灰霾、光化學煙霧污染的重要原因[1]。建立機動車排放清單，分析排放特征，是控制城市機動車排放的基礎(chǔ)[2]。為此，國內(nèi)外廣泛使用MOBILE、IVE、COPERT等模型進行城市機動車污染排放的定量計算[3-4]。樊守彬等[5]應用COPERT模型建立了以2009年為基準年的機動車尾氣排放清單，并通過對典型道路的調(diào)研數(shù)據(jù)分析其排放特征，建立了北京六環(huán)路以內(nèi)尾氣排放空間分布。姚欣燦等[6]利用MOBILE-China和PART5-China模型計算分車型車隊綜合排放因子，并在此基礎(chǔ)上建立了廣州市2010年機動車排放清單。王孝文等[7]運用修正后的IVE模型計算出杭州市高速路、快速路、主干道和民用道4種工況下的機動車排放因子，并結(jié)合GIS技術(shù)建立了2010年杭州市1km×1km機動車污染物高時空分辨率的中觀排放清單。

本研究基于南京實際數(shù)據(jù)，應用COPERT Ⅳ模型建立了2014年南京市機動車排放清單，并對不同車型、不同排放標準機動車污染物排放貢獻率，以及不同車速對污染物排放量的影響進行了分析，以期為機動車污染控制和環(huán)境影響分析提供基礎(chǔ)。

1 材料及方法

1.1 COPERT模型簡介 COPERT模型由歐洲環(huán)境署（EEA）資助開發(fā)，從1989年的第一個版本發(fā)展到今天的COPERT IV。模型可以計算單輛車或者車隊一年中的污染物排放量。該模型采用平均速度表征車輛行駛特點，并且采用了大量可靠的實驗數(shù)據(jù)，可以兼容不同參數(shù)變量和國家標準，為歐洲國家廣泛使用[8]。COPERT模型測試所使用的工況和發(fā)動機技術(shù)與中國相近，歐洲排放標準可以覆蓋我國近期的排放標準，因此COPERT模型被許多國內(nèi)研究者估算機動車排放清單。

1.2 車輛類型劃分 COPERT模型將機動車劃分為小客車、輕型貨車、重型貨車、公共汽車或長途客車或摩托車五大類，再結(jié)合車型、燃料類型、發(fā)動機排量和排放控制標準等影響因素將其劃分為具體的車型。本研究根據(jù)我國現(xiàn)有的車輛分類方法，結(jié)合模型中車輛類型的設(shè)置方法，進行車型匹配[9]。

1.3 模型參數(shù)

1.3.1 車輛排放標準 本研究獲取了2014年南京市分車型、分燃料、分登記年份的機動車保有量數(shù)據(jù)。各車型機動車排放標準的劃分參考環(huán)境保護部發(fā)布的《道路機動車大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南（試行）》[10]（以下簡稱“指南”）。

1.3.2 平均車速 根據(jù)本地實際情況，平均車速取值22km/h。

1.3.3 年均行駛里程 南京市出租車平均行駛里程為291km/d[11]，其余車型的年均行駛里程采用指南推薦值。

1.3.4 其他參數(shù) 燃料參數(shù)和氣象參數(shù)按本地實際情況輸入，平均行駛里程、負載和坡度等均按模型默認值計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 車型匹配結(jié)果 本研究比較COPERT Ⅳ模型和我國機動車車輛分類方法，同時結(jié)合其他文獻[9，12]進行車型匹配，得到結(jié)果如表1所示。

2.2 排放清單結(jié)果 將相關(guān)參數(shù)輸入模型，得到2014年南京市機動車污染物排放量（表2）：CO-6.80萬t，NOx-4.46萬t，VOCs-1.12萬t，PM10-0.21萬t，PM2.5-0.16萬t。

有一定的可比性。利用COPERT Ⅳ模型估算得到的各污染物排放量要略低于指南結(jié)果，其中，CO排放量估算結(jié)果兩者差異相對較大，這可能是由于車輛在車型匹配過程中存在不可避免的誤差所造成的。

2.3 不同車型排放分析 計算不同車型機動車排放貢獻率，從圖2中可以看出，小客車是CO和VOCs排放的最大貢獻源，貢獻率分別為59.2%和48.2%。其次是摩托車，分別為21.0%和25.2%。重型貨車保有量雖僅占全市機動車保有量的2.6%，但其對NOx、PM10和PM2.5排放貢獻均最大，分別達到了50.8%、37.2%和41.0%。大客車是NOx的第二貢獻源，為34.7%。小客車以汽油燃料為主，其顆粒物排放相對柴油車少，但保有量較大使得小客車對PM10、PM2.5分擔率達到了32.3%和24.3%，僅次于重型貨車。

2.4 不同排放標準排放分析 將機動車按排放標準進行劃分，統(tǒng)計分析不同排放標準車輛污染物排放量（圖3）。由圖3可知，2014年，南京市機動車國IV、國III和國II排放標準車輛保有量占比較大，分別為41.3%、28.1%和19.3%。從污染物排放量來看，國III標準的車輛對CO、NOx、VOCs、PM10和PM2.5排放的貢獻率最大，分別為30.4%、55.5%、26.5%、51.3%和54.9%。國II排放標準車輛對CO、NOx和VOCs排放貢獻第2位，分別為20.1%、17.7%和21.2%。對于PM10和PM2.5，國IV標準的車輛排放貢獻率僅次于國III標準的車輛，分別為22.5%和17.3%。

2.5 不同車速對污染物排放量的影響分析 為研究機動車行駛速度對污染物排放量變化的影響，本文以10km/h作為速度梯度，分別計算不同車速下的機動車污染物排放量（圖4），并將結(jié)果與2014年排放清單結(jié)果進行對比。從圖4可以看出，隨著速度的提高，機動車污染物排放量呈下降趨勢。車速為10km/h時，機動車污染物排放量相較清單結(jié)果要高出27.0%～49.4%，其中CO、VOCs和NOx排放量均高出40%以上。車速提升至30km/h時，污染物排放量相對清單結(jié)果減少了9.3%～14.9%。當車速升至50km/h時，污染物排放量減少的幅度達到了26.7%～53.0%。由此可以看出，機動車平均行駛速度對污染物排放量有重要的影響。通過合理的交通規(guī)劃和信號控制，提高路網(wǎng)機動車平均行駛速度，能夠降低機動車綜合排放水平，減少各種污染物的排放。

[變化率（%）][車速（km/h）]

圖4 不同車速下污染物排放量與清單結(jié)果對比

3 結(jié)論

（1）南京市2014年機動車CO、NOx、VOCs、PM10和PM2.5的排放量分別為6.80萬t、4.46萬t、1.12萬t、0.21萬t和0.16萬t。

（2）小客車排放的CO和VOCs最大，分別為59.2%和48.2%；重型貨車是NOx、PM10和PM2.5排放的主要來源，貢獻率分別為50.8%、37.2%和41.0%。

（3）國III標準的車輛對CO、NOx、VOCs、PM10和PM2.5排放的貢獻率最大，分別為30.4%、55.5%、26.5%、51.3%和54.9%。

參考文獻

[1]中華人民共和國環(huán)保部.中國機動車污染防治年報[R].北京：2015.

[2]樊守彬，聶磊，李雪峰.應用EDMS模型建立機場大氣污染物排放清單[J].安全與環(huán)境學報，2010，10（4）：93-96.

[3]王歧東，丁焰.中國機動車排放模型的研究與展望[J].環(huán)境科學研究，2002，15（6）：52-55.

[4]霍紅，賀克斌，王歧東.機動車污染排放模型研究綜述[J].環(huán)境污染與防治，2006，28（7）：526-530.

[5]樊守彬.北京機動車尾氣排放特征研究[J].環(huán)境科學與管理，2011，36（4）：28-31.

[6]姚欣燦，黃如娜，農(nóng)加進，等.廣州市2010年道路機動車排放清單研究[J].廣州環(huán)境科學，2012，27（2）：20-24.

[7]王孝文，田偉利，張清宇.杭州市機動車污染物排放清單的建立[J].中國環(huán)境科學，2012，32（8）：1368-1374.

[8]謝紹東，宋翔宇，申新華.應用COPERTⅢ模型計算中國機動車排放因子[J].環(huán)境科學，2006，27（3）：415-419.

[9]田軍.南京市機動車大氣環(huán)境影響及控制策略研究[D].南京：南京大學，2013.

[10]中華人民共和國環(huán)保部.道路機動車大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南（試行）[S].北京，2015.

[11]南京市規(guī)劃局.南京交通發(fā)展年度報告（2016）[R].南京，2016.

[12]廖瀚博，余志，周兵，等.廣州市機動車尾氣排放特征研究[J].環(huán)境科學與技術(shù)，2011，35（1）：134-138.

（責編：張宏民）