实际工况下长江水域典型船舶的排放研究

Since last year, Chinese government planned to construct of the Yangtze River economic belt, and strengthen the freight logistics capability of Yangtze River waterway. To keep the healthy development of Yangtze River, more strict policies are needed to control the vessels emission. Unfortunately, China lack of control policy for vessel emission, which cause the serious air pollution in China. With the development of marine transportation in Yangtze River, vessel has been an important emission source in air pollution in port city along the Yangtze River. At present, there is few study on the real-world emission from vessel, which make it hard for the policy makers to understand the emission level of vessel. Therefore, vessel emission become the key and difficult problems of estimation emission level and emission inventory in port city along the Yangtze River .In our study, we will obtain the CO, HC, NOx and PM emission factors of 2-3 vessels in Yangtze River by using portable emission measurement system. Based on test results, we will analyze the emission characteristic of the vessel and compare real-world emission data with AIS calculation result. Our study can provide the basic data both for the further emission test study and for emission inventory of port city .

去年开始，国务院提出了建设长江经济带，提高长江水路货运物流能力的方针政策。为了维护长江水域的健康发展，需要严格控制由船舶运输带来的环境污染问题。长期以来，我国对船舶尾气排放缺乏有效的控制措施，导致船舶排放情况十分恶劣。随着长江航运的快速发展，船舶排放将成为长江水域和港口区域的空气污染的重要来源。然而，我国对实际工况下船舶尾气排放的研究十分薄弱，尚未完全了解和掌握船舶尾气的污染状况，这就增加了船舶排放控制政策制定的难度。针对这一现状，本项目拟通过自行建立的船舶排放测试系统，在长江南京港选择2-3艘典型船舶进行实际工况下的排放测试，获得各个工况下CO、HC、NOx和PM的排放因子，根据测试结果分析船舶污染物的排放特征，并与基于船船舶AIS的动力法计算结果进行比较分析。研究结果一方面可为今后船舶排放测试提供借鉴和参考，另一方面为长江水域港口城市船舶排放清单的建立提供基础数据。

近年来，随着道路机动车排放控制的不断加严，非道路移动源的排放问题日益突出。其中，内河船舶的数量众多，油品较差，其尾气排放十分恶劣。同时，内河船舶在航行过程中会经过许多人口密集的城市和区域，将会对周围的大气质量和人体健康产生重要的影响。然而，我国对内河船舶排放的研究较少，缺乏内河船舶排放的测试数据，这就给船舶排放清单的准确度带来了较大的不确定性。. 基于此，本研究利用自行设计建立的排放测试系统对长江水域7艘典型内河船舶进行了实际工况下的排放测试。基于测试结果对船舶的排放特征和排放因子进行了深入研究，并与基于船舶AIS的动力法计算结果进行对比分析。研究结果发现：进、出港工况下各种污染物的排放速率出现较大波动。进、出港时CO、HC和PM吨公里的排放因子大于巡航工况下的排放因子，NOx离港时的排放因子最高，进港时最低；不同粒径下的颗粒物数量浓度分析表明进出港工况下将会产生大量的细颗粒物（Dp < 0.01 μm）。这部分颗粒物会对区域空气质量和人体健康带来严重的影响。船舶颗粒物中的碳质成分以OC为主，其质量分数在进出港和巡航阶段分别为0.52-0.82及0.56-0.88。颗粒物多环芳烃（PAH）分析结果表明，中分子量多环芳烃在进出港阶段和巡航阶段的质量分数分别达到60.5%-85.0%和49.4%-87.1%。余下的组分主要是低分子量多环芳烃，而高分子量多环芳烃在稀释排气中几乎无法检出。与船舶AIS动力法计算结果的对比分析可以看出，计算值中HC和NOx的变化趋势与实测值较为相似。从测试结果整体上看，进出港工况下两者的差距较大。CO、HC、NOx和PM的实测值与计算值的平均比值分别为636.5、64.2、 93.3和29.2。其中，巡航工况下两者的平均比值最小，分别为9.3、2.3、3.8和0.9。因此，利用船舶AIS的动力法计算排放清单存在低估船舶实际排放的问题。本研究的测试结果一方面为今后船舶排放清单的计算提供基础数据，另一方面，可为船舶排放NOx和颗粒物的排放控制技术研究提供借鉴和参考。.