左 躍,穆德松,呂石成,吳雙健
(1.滄州市渤海新區(qū)環(huán)境監(jiān)控中心,河北 滄州 061000;2.滄州渤海新區(qū)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法一大隊,河北 滄州 061000)
移動源排放是影響區(qū)域空氣質(zhì)量的重要因素。近年來,隨著機動車污染防治力度的持續(xù)加大,其減排空間不斷收窄,致使非道路移動機械排放問題逐漸凸顯[1]。受產(chǎn)業(yè)特點影響,港口區(qū)域非道路移動機械種類多、數(shù)量大、密度高,伴隨的尾氣排放已逐漸成為區(qū)域大氣污染物的主要來源之一。因此,掌握在用非道路移動機械尾氣排放的現(xiàn)狀和規(guī)律,進而針對性采取有效管控措施,對港口區(qū)域空氣質(zhì)量的提升具有重要意義。但由于非道路移動機械流動性大、作業(yè)時間不穩(wěn)定、管理部門眾多等原因,導(dǎo)致目前國內(nèi)少見基于大量實測數(shù)據(jù)分析區(qū)域非道路移動機械排氣煙度狀況的報道[2-3]。尤其港口區(qū)域,更是鮮有報道。
本研究基于黃驊港區(qū)域柴油非道路移動機械排氣煙度年度實測數(shù)據(jù),分析了機械類別、環(huán)保編碼登記情況、柴油顆粒捕集器(DPF)加裝情況、排放階段、出廠年份與機械排氣煙度的關(guān)系。旨在為港口區(qū)域非道路移動機械尾氣污染防治提供數(shù)據(jù)支撐和決策支持。
自2020年5月至2021年4月,歷時一年,在黃驊港港內(nèi)及周邊鄰近區(qū)域隨機選取正常作業(yè)的非道路移動機械600臺(每月50臺)進行排氣煙度實測。機械類別及排放階段分布如圖1所示:裝載機327臺,占比55%,其中,國三282臺、國二41臺、國一4臺;挖掘機116臺,占比19%,其中國三56臺、國二56臺、國一4臺;叉車101臺,占比17%,其中國三63臺、國二37臺、國一1臺;其他機械(集裝箱吊運機、港口牽引車、輪胎式起重機等)合計56臺,占比9%,其中國三20臺、國二32臺、國一4臺。
本研究采用AML-202型不透光煙度計,參照GB 36886-2018中相關(guān)檢驗方法,采用自由加速法,測量非道路移動機械排氣的光吸收系數(shù)。同時,逐臺機械分別統(tǒng)計環(huán)保編碼登記情況、DPF加裝情況、排放階段、出廠年份等基礎(chǔ)信息。
600臺實測非道路移動機械排氣煙度情況如圖2所示,整體排氣煙度為(0.25±0.25)m-1,按照GB 36886-2018中限值類別進行劃分:530臺機械排氣煙度≤0.5 m-1;66臺機械排氣煙度>0.5 m-1,且≤1.61 m-1;4 臺機械排氣煙度>1.61 m-1。根據(jù)GB 36886-2018,劃定禁止使用高排放非道路移動機械區(qū)域(低排區(qū))可選擇執(zhí)行Ⅲ類限值(≤0.5 m-1)。本研究顯示,88%實測機械已滿足低排區(qū)限值要求,顯著高于華東典型城市實測結(jié)果[2],12%實測機械需通過加裝DPF等措施才能達到低排區(qū)限值要求。不足1%的實測機械達到I 類限值(>1.61 m-1),明顯低于華東典型城市[3]及河北省[4]實測結(jié)果。
機械類別排氣煙度分布如圖3所示,其他機械平均排氣煙度最高,裝載機、挖掘機、叉車平均排氣煙度接近,其中挖掘機略高,叉車略低。
圖3 機械類別排氣煙度分布
裝載機、挖掘機、叉車排氣煙度均低于成都市實測結(jié)果[3]。三類機械排氣煙度均值接近,與成都市實測結(jié)果不符[3]。其他機械平均排氣煙度約為上述三類機械的1.4倍。受港口區(qū)域作業(yè)特點影響,其他機械雖然總占比較少,但流動性小、使用頻率高,且使用地點相對集中于碼頭區(qū)域,其排氣對區(qū)域空氣質(zhì)量的影響更為直接。因此,為進一步提升區(qū)域空氣質(zhì)量,可采取合理有效管控措施,針對性降低其他機械排氣煙度。
實測非道路移動機械中:19臺未完成環(huán)保編碼登記,占比3%,排氣煙度為(0.43±0.48)m-1;581臺已完成環(huán)保編碼登記,占比97%,排氣煙度為(0.24±0.24)m-1。排氣煙度對比情況如圖4所示。
圖4 環(huán)保編碼登記情況與排氣煙度的關(guān)系
非道路移動機械需符合排放標準才能進行環(huán)保編碼登記,從而可以從源頭淘汰超標機械。機械完成環(huán)保編碼登記后,有助于職能部門開展監(jiān)督監(jiān)測和溯源監(jiān)管,進而可以督促相對高排放機械及時維保、檢修或加裝DPF。本研究顯示,已編碼登記機械平均排氣煙度較未編碼登記機械減少44%??梢?,廣泛開展環(huán)保編碼登記對降低區(qū)域非道路移動機械整體排氣煙度具有積極意義。
實測非道路移動機械DPF加裝情況如圖5所示:國一6臺,在全部國一機械中占比46%;國二49臺,在全部國二機械中占比30%;國三22臺,在全部國三機械中占比5%。國一、國二、國三已加裝DPF機械排氣煙度分別為(0.10±0.11)m-1、(0.12±0.09)m-1、(0.14±0.09)m-1,顯著低于同排放階段未加裝DPF機械。具體內(nèi)容如圖6所示。
圖5 實測機械DPF加裝情況
圖6 DPF加裝情況與排氣煙度的關(guān)系
隨著機械排放階段的提升,DPF安裝率呈下降趨勢,說明目前低排放階段機械更多采用加裝DPF方式以達到現(xiàn)行排放標準。國一、國二、國三已加裝DPF機械平均排氣煙度基本持平,較同排放階段未加裝DPF機械分別減少70%、70%、36%。據(jù)此,加裝DPF可明顯降低非道路移動機械排氣煙度,其中國一、國二機械效果更為顯著。
鑒于加裝DPF會大幅度降低所有非道路移動機械排氣煙度,為了更加客觀、準確的反映排放階段與排氣煙度的關(guān)系,取未加裝DPF機械(共523臺)進行分析研究。其中:國一7臺,占比1%,排氣煙度為(0.33±0.12)m-1;國二117臺,占比22%,排氣煙度為(0.40±0.43)m-1;國三399臺,占比76%,排氣煙度為(0.22±0.18)m-1。排放階段與排氣煙度的關(guān)系如圖7所示。
圖7 排放階段與排氣煙度的關(guān)系
國三機械平均排氣煙度較國一、國二機械分別減少33%和45%。近年來,隨著職能部門對非道路移動機械管控力度不斷增強,相對高排放機械大部分加裝了DPF或進行了淘汰更新。如果未加強管控力度,預(yù)計國三機械與國一、國二機械排氣煙度差異將更為顯著。因此,為進一步提升區(qū)域空氣質(zhì)量,可采取有效管控措施,提高國三機械的占比。
取未加裝DPF機械(共523臺)進行分析研究。機械數(shù)量出廠年份分布情況如圖8所示:2016及以前年份出廠機械較少且分布相對均勻,合計占比30%;2017至2018年出廠機械較之前年份有所增加,合計占比18%;2019至2021年出廠機械合計占比52%,其中2019至2020年出廠機械數(shù)量顯著高于其他年份,2021年出廠機械顯著少于其他年份。各出廠年份機械排氣煙度分布情況如圖9所示。
圖8 機械數(shù)量出廠年份分布
圖9 排氣煙度出廠年份分布
隨著機械出廠年份遞增,平均排氣煙度整體呈下降趨勢。2019至2021年出廠機械平均排氣煙度較之前年份出廠機械減少31%。據(jù)此,通過淘汰或更新老舊機械,提高新出廠機械占比,可有效降低區(qū)域機械整體排氣煙度。2020年《河北省機動車和非道路移動機械排放污染防治條例》實施,當(dāng)?shù)芈毮懿块T借勢嚴控黃驊港區(qū)域非道路移動機械排放污染,促使使用單位積極淘汰高排放老舊機械并購置新出廠機械,可能是造成2019至2020年出廠機械數(shù)量激增的主要原因。實測時間截至2021年5月,因此2021年出廠機械數(shù)量顯著少于其他月份。
(1)黃驊港區(qū)域?qū)崪y非道路移動機械排氣煙度為0.25±0.25 m-1,滿足低排區(qū)限值要求占比88%。
(2)裝載機、挖掘機、叉車平均排氣煙度接近,其他機械平均排氣煙度約為以上三類機械的1.4倍??舍槍π圆扇」芸卮胧?。
(3)已編碼登記機械占比97%,平均排氣煙度較未編碼登記機械減少44%。廣泛開展環(huán)保編碼登記對降低區(qū)域非道路移動機械整體排氣煙度具有積極意義。
(4)國一、國二、國三機械DPF加裝率分別為46%、30%、5%,平均排氣煙度較同排放階段未加裝DPF機械分別降低70%、70%、36%。加裝DPF可明顯降低非道路移動機械排氣煙度,其中國一、國二機械效果更為顯著。
(5)在未加裝DPF的機械中,國三機械占比76%,平均排氣煙度較國一、國二機械分別減少33%和45%。可針對性采取管控措施。
(6)在未加裝DPF機械中,隨著機械出廠年份遞增,平均排氣煙度整體呈下降趨勢。2019至2021年出廠機械占比52%,平均排氣煙度較之前年份出廠機械減少31%。通過淘汰或更新老舊機械,提高新出廠機械占比,可有效降低區(qū)域機械整體排氣煙度。