施工工地工程机械污染物排放数据分析【字数：19592】
摘 要随着时代的发展，城市化进程加快，建设大量基础设施，开发房地产行业，导致工程机械数量逐年上升，工程机械可能成为中国城市地区空气质量恶化的重要污染源，为了控制施工机械的废气排放，找到适合的解决方向，做了本次研究。本次研究主要是以南京市施工工地工程机械为调查对象，实地调查14个工地工程机械的基本信息以及使用情况。通过研究《非道路移动污染源排放清单编制技术指南（试行）》，选择适当的计算方式和排放因子，计算出各类型机械施工期间污染物排放量。根据调研结果，可以计算出14个工地工程机械污染物排放量，从而推算出2017年南京市施工工地工程机械污染物排放量PM10为149.42吨、PM2.5为140.51吨、HC为507.81吨、NOx为2754.96吨、CO为2325.97吨。调研及计算过程虽说比较详细，但仍有一些因素使得计算结果产生偏差，因此做了不确定性分析。
Key words: construction machinery; emission factors; emission inventory; uncertainty analysis 目 录
第一章 绪论 1
1.1工程机械污染危害 1
1.2工程机械污染研究现状 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 2
1.3选题依据、目的和意义 3
第二章 工程机械污染物排放计算 4
2.1排放量计算方法 4
2.1.1简易方法 4
2.1.2一般方法 4
2.1.3复杂方法 5
2.2排放因子及相关参数 5
2.3活动水平数据获取及来源 7
2.3.1调查对象与方式 7
2.3.2活动水平数据 11
第三章 污染物排放数据分析 14
3.1 南京市施工工地工程机械污染物排放量 14
3.2 14个工地污染物排放结果分析 15
3.2.1不同机械类型的排放分析 15
3.2.2不同排放标准的排放分析 18
3.3不确定性分析 19
第四章 总结与建议 20
4.1总结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
20
4.2建议 20
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附录 26
第一章 绪论
1.1工程机械污染危害
在过去的几十年中，我国机动车的数量急剧增加，据预测未来五年机动车的数量将新增1亿多，机动车排放已成为全国空气污染的主要来源之一，尤其是北京和上海等大都市。近年来，我国实施了一系列措施来减少机动车尾气排放，如不断提高机动车排放标准，提升油品质量，淘汰黄标车和老旧车辆等，取得了显著成效。机动车减排的空间已经越来越狭窄，我们需要拓宽减排范围，挖掘更大的减排潜力。近年来越来越多学者开始关注非道路移动机械的减排研究。
非道路移动源排放已经越来越成为监管行动和改善空气质量战略的重点，中国工程机械工业协会的数据表明，2010年工程机械的保有量为430万台，到2017年年底工程机械的保有量已经上增到了720万台，预计未来5年新增工程机械约160万台。然而，现阶段我国对工程机械污染物排放的控制技术处于起步阶段，还有很大空间去减少工程机械的污染物排放。2018年，生态环境部发布了《非道路移动机械污染防治技术政策》，具体对新生产(含进口)非道路移动机械，在用非道路移动机械，非道路用燃料、机油及氮氧化物还原剂进行规范，鼓励研发和推广污染防治技术。
工程机械有一半以上都是通过柴油来驱动的，柴油发动机排放出来的废气不仅对自然环境有影响，会造成全球变暖，对人类健康也造成了威胁。根据国际癌症研究机构的研究，发现在合格的柴油废气中含有一组致癌因素。
柴油发动机驱动的非道路移动机械的空气污染物排放包括细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOX)和一氧化碳(CO)。其中颗粒物是由与柴油在燃烧时与分解的碳、未燃烧的HC、机油混合产生的；氮氧化物是由于燃烧时温度过高，空气过量而产生的；一氧化碳和碳氢化合物是由于发动机燃料中的碳不完全燃烧引起。各种污染物所产生的危害如下：
颗粒物（PM）是直径非常小的固体或液体颗粒物有助于形成烟雾和雾霾，降低能见度，导致建筑物的材料被腐蚀和侵蚀。此外，它还会对人体产生伤害包括：呼吸困难、咳嗽、刺激气道、降低肺功能、加重哮喘、心跳不规律等。
碳氢化合物(HC)是产生光化学烟雾的重要成分，当光化学烟雾种的光化学氧化剂超过一定浓度时，带有严重的刺激性。许多碳氢化合物被认为是有毒的和致癌的，这意味着它们可能导致短期或长期的健康影响，从暂时的健康影响到癌症。
氮氧化物(NOX)通过燃料在空气中燃烧形成，并有助于形成烟雾和酸沉积。氮氧化物可能对植物和动物造成损害并最终影响人类健康。氮氧化物在阳光的存在下与挥发性有机化合物（VOCs）反应形成光化学氧化剂和臭氧。臭氧对眼睛，鼻子和喉咙有严重的刺激性，长期接触可能导致不可逆的加速肺衰老。臭氧还会造成植物损害，导致农作物和森林的损失。此外，臭氧会导致纺织品，油漆，橡胶和其他材料的劣化。
一氧化碳(CO)对人体健康有着明显的不利影响。它与人体血液中的血红蛋白反应，以防止氧气的转移，它可能会导致心脏病患者心血管疾病，如胸痛。高水平的CO会通过引起视力问题，降低工作或学习能力，降低手动灵活性以及导致执行复杂任务的困难而影响健康人，在极高水平下，CO是有毒的并且可能导致死亡。
为了控制工程机械污染物排放量，需要对我国工程机械使用现状、排放状况进行研究，明确其排放特征，筛选出工程机械污染源重点区域，找到防治污染的方向，制定出符合实际的控制方案。
1.2工程机械污染研究现状
1.2.1国外研究现状
据美国和欧洲的研究表明，非道路移动机械排放也是当地重要的大气污染源之一，尤其是氮氧化物和颗粒物对大气污染影响比较大。相比国内对于非道路移动机械污染物排放的研究，欧洲国家的研究更为成熟。美国环境保护局（EPA）建立了NONROAD模型，NONROAD可以估计燃料消耗和总烃（THC），一氧化碳（CO），氮氧化物（NOX），二氧化硫（SO2）和颗粒物（PM）的排放量，可以根据人口、活动和排放数据估算美国任何地区的排放量。目前中国还未建立一个类似于NONROAD的模型，当我们在研究非道路移动机械的排放量时可以参考NONROAD的模型中的理论和方法。
依据美国环境保护署（EPA）的数据，Michael Phil Lewis[21]做了2008年非道路机械污染物放量调查，按照 NONROAD模型中的所有非道路移动设备分类，建筑和采矿设备的污染物最多，其中建筑和采矿设备的NOx排放量为642939吨/年、HC为62702吨/年、CO为339312吨/年、CO2为70669186吨/年、PM 为60464吨/年。依据Bardia Heidari和Linsey C. Marr[15]的研究可知非道路车辆的氮氧化物（NOx），一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）的排放从1970年到2006年稳步增加。2005年，非道路柴油施工机械估计每年排放的氮氧化物（NOx）总量达到657000吨，一氧化碳（CO）为1100000吨，可吸入颗粒物（PM10）为63000吨，二氧化硫（SO2）为94000吨。Zissis Samaras和KarlHeinz Zierock[16]在1994年就建立了欧洲非道路移动源的排放清单，结果表明非道路移动源NOX、CO、NMVOC分别占总排放量的15%、10%、9%。
Key words: construction machinery; emission factors; emission inventory; uncertainty analysis 目 录
第一章 绪论 1
1.1工程机械污染危害 1
1.2工程机械污染研究现状 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 2
1.3选题依据、目的和意义 3
第二章 工程机械污染物排放计算 4
2.1排放量计算方法 4
2.1.1简易方法 4
2.1.2一般方法 4
2.1.3复杂方法 5
2.2排放因子及相关参数 5
2.3活动水平数据获取及来源 7
2.3.1调查对象与方式 7
2.3.2活动水平数据 11
第三章 污染物排放数据分析 14
3.1 南京市施工工地工程机械污染物排放量 14
3.2 14个工地污染物排放结果分析 15
3.2.1不同机械类型的排放分析 15
3.2.2不同排放标准的排放分析 18
3.3不确定性分析 19
第四章 总结与建议 20
4.1总结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
20
4.2建议 20
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附录 26
第一章 绪论
1.1工程机械污染危害
在过去的几十年中，我国机动车的数量急剧增加，据预测未来五年机动车的数量将新增1亿多，机动车排放已成为全国空气污染的主要来源之一，尤其是北京和上海等大都市。近年来，我国实施了一系列措施来减少机动车尾气排放，如不断提高机动车排放标准，提升油品质量，淘汰黄标车和老旧车辆等，取得了显著成效。机动车减排的空间已经越来越狭窄，我们需要拓宽减排范围，挖掘更大的减排潜力。近年来越来越多学者开始关注非道路移动机械的减排研究。
非道路移动源排放已经越来越成为监管行动和改善空气质量战略的重点，中国工程机械工业协会的数据表明，2010年工程机械的保有量为430万台，到2017年年底工程机械的保有量已经上增到了720万台，预计未来5年新增工程机械约160万台。然而，现阶段我国对工程机械污染物排放的控制技术处于起步阶段，还有很大空间去减少工程机械的污染物排放。2018年，生态环境部发布了《非道路移动机械污染防治技术政策》，具体对新生产(含进口)非道路移动机械，在用非道路移动机械，非道路用燃料、机油及氮氧化物还原剂进行规范，鼓励研发和推广污染防治技术。
工程机械有一半以上都是通过柴油来驱动的，柴油发动机排放出来的废气不仅对自然环境有影响，会造成全球变暖，对人类健康也造成了威胁。根据国际癌症研究机构的研究，发现在合格的柴油废气中含有一组致癌因素。
柴油发动机驱动的非道路移动机械的空气污染物排放包括细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOX)和一氧化碳(CO)。其中颗粒物是由与柴油在燃烧时与分解的碳、未燃烧的HC、机油混合产生的；氮氧化物是由于燃烧时温度过高，空气过量而产生的；一氧化碳和碳氢化合物是由于发动机燃料中的碳不完全燃烧引起。各种污染物所产生的危害如下：
颗粒物（PM）是直径非常小的固体或液体颗粒物有助于形成烟雾和雾霾，降低能见度，导致建筑物的材料被腐蚀和侵蚀。此外，它还会对人体产生伤害包括：呼吸困难、咳嗽、刺激气道、降低肺功能、加重哮喘、心跳不规律等。
碳氢化合物(HC)是产生光化学烟雾的重要成分，当光化学烟雾种的光化学氧化剂超过一定浓度时，带有严重的刺激性。许多碳氢化合物被认为是有毒的和致癌的，这意味着它们可能导致短期或长期的健康影响，从暂时的健康影响到癌症。
氮氧化物(NOX)通过燃料在空气中燃烧形成，并有助于形成烟雾和酸沉积。氮氧化物可能对植物和动物造成损害并最终影响人类健康。氮氧化物在阳光的存在下与挥发性有机化合物（VOCs）反应形成光化学氧化剂和臭氧。臭氧对眼睛，鼻子和喉咙有严重的刺激性，长期接触可能导致不可逆的加速肺衰老。臭氧还会造成植物损害，导致农作物和森林的损失。此外，臭氧会导致纺织品，油漆，橡胶和其他材料的劣化。
一氧化碳(CO)对人体健康有着明显的不利影响。它与人体血液中的血红蛋白反应，以防止氧气的转移，它可能会导致心脏病患者心血管疾病，如胸痛。高水平的CO会通过引起视力问题，降低工作或学习能力，降低手动灵活性以及导致执行复杂任务的困难而影响健康人，在极高水平下，CO是有毒的并且可能导致死亡。
为了控制工程机械污染物排放量，需要对我国工程机械使用现状、排放状况进行研究，明确其排放特征，筛选出工程机械污染源重点区域，找到防治污染的方向，制定出符合实际的控制方案。
1.2工程机械污染研究现状
1.2.1国外研究现状
据美国和欧洲的研究表明，非道路移动机械排放也是当地重要的大气污染源之一，尤其是氮氧化物和颗粒物对大气污染影响比较大。相比国内对于非道路移动机械污染物排放的研究，欧洲国家的研究更为成熟。美国环境保护局（EPA）建立了NONROAD模型，NONROAD可以估计燃料消耗和总烃（THC），一氧化碳（CO），氮氧化物（NOX），二氧化硫（SO2）和颗粒物（PM）的排放量，可以根据人口、活动和排放数据估算美国任何地区的排放量。目前中国还未建立一个类似于NONROAD的模型，当我们在研究非道路移动机械的排放量时可以参考NONROAD的模型中的理论和方法。
依据美国环境保护署（EPA）的数据，Michael Phil Lewis[21]做了2008年非道路机械污染物放量调查，按照 NONROAD模型中的所有非道路移动设备分类，建筑和采矿设备的污染物最多，其中建筑和采矿设备的NOx排放量为642939吨/年、HC为62702吨/年、CO为339312吨/年、CO2为70669186吨/年、PM 为60464吨/年。依据Bardia Heidari和Linsey C. Marr[15]的研究可知非道路车辆的氮氧化物（NOx），一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）的排放从1970年到2006年稳步增加。2005年，非道路柴油施工机械估计每年排放的氮氧化物（NOx）总量达到657000吨，一氧化碳（CO）为1100000吨，可吸入颗粒物（PM10）为63000吨，二氧化硫（SO2）为94000吨。Zissis Samaras和KarlHeinz Zierock[16]在1994年就建立了欧洲非道路移动源的排放清单，结果表明非道路移动源NOX、CO、NMVOC分别占总排放量的15%、10%、9%。
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