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約克大學(xué)最新ES&T，揭曉藏在家用汽車尾氣中的秘密
近日，約克大學(xué)大氣化學(xué)實驗室David C. Carslaw教授團隊在環(huán)境科學(xué)頂級期刊Environmental Science & Technology上發(fā)表了題為“An Ambient Measurement Technique for Vehicle Emission Quantification and Concentration Source Apportionment”的研究論文。作者開發(fā)了一種新的技術(shù)來精確測量和量化路過車輛的尾氣排放，并確定不同類型車輛對大氣中氨（NH3）和氮氧化物（NOx）濃度的貢獻。該研究論文將HT8700的應(yīng)用推上了一個新的高度。
氨（NH3）是大氣中最關(guān)鍵的堿性氣體之一。人類的農(nóng)業(yè)和交通活動，尤其是施用合成肥料后伴隨的氨揮發(fā)，以及交通汽車尾氣的排放，構(gòu)成了人為城市氨排放的主要來源，同時也是農(nóng)田養(yǎng)分流失的一個重要途徑。這些氮（N）負荷對于生態(tài)系統(tǒng)而言，是作為初級生產(chǎn)力的營養(yǎng)輸入，但過量的氮排放也會引發(fā)一系列環(huán)境和公共衛(wèi)生問題，包括生物多樣性的減少、水體富營養(yǎng)化以及霧霾等空氣污染問題。
HT8700大氣氨激光開路分析儀是海爾欣·昕甬智測基于量子級聯(lián)激光技術(shù)，自主研發(fā)、設(shè)計 、生產(chǎn)的開路分析儀，具有低功耗（太陽能供電）、高精度（亞ppbv級）、快響應(yīng)（10Hz）等特點，特別適合于地面氨排放和大氣氨沉降通量的渦動相關(guān)法高頻自動連續(xù)監(jiān)測。
圖1. HT8700大氣氨本底激光開路分析儀
第一作者：Naomi J. Farren
通訊作者：David C. Carslaw
通訊單位：University of York
論文DOI：10.1021/acs.est.4c07907
得益于HT8700測量氨氣的高靈敏和高頻特性，研究團隊開發(fā)了一種名為“羽流回歸”的新技術(shù)，該技術(shù)利用位于路邊的快速響應(yīng)儀器測量過往車輛的排氣羽流。這種方法用于生成按車輛類型高度細分的車輛排放信息，與傳統(tǒng)的車輛排放遙感相比表現(xiàn)良好。此外，該技術(shù)還提供了按車輛類型對環(huán)境濃度來源進行分配的有價值新信息。這項技術(shù)靈活，能夠考慮廣泛的空氣污染物，并可部署在道路環(huán)境監(jiān)測點。新方法被用來量化氨（NH3）和氮氧化物（NOx）的排放和濃度來源分配。
主要結(jié)果
表1. 按車輛類型、燃料類型和歐標(biāo)等級分組的平均NH3和NOx燃油特定排放因子
圖2. 遙感(RS)和平臺采樣(PS)測量得到的NOx燃油特定排放因子(g kg–1燃料)的平均值比較。誤差條表示平均值的95%置信區(qū)間。
圖3. 使用羽流回歸方法確定的NOx/CO2和NH3/CO2排放比率。車輛按車輛類型、燃料類型和歐標(biāo)等級分組。* 表示已經(jīng)進行過實際駕駛排放測試(RDE)的車輛。插圖顯示了按里程分組的汽油車NOx/CO2與NH3/CO2排放比率，通過合并歐標(biāo)4至6的數(shù)據(jù)并按里程四分位數(shù)劃分得出。
圖4. 使用羽流回歸方法確定的不同車輛群體的單車路邊NO2增量濃度。百分比顯示了每種車輛類型對總路邊NO2增量的貢獻。* 表示已經(jīng)進行過實際駕駛排放測試(RDE)的車輛。
研究結(jié)論
1. 柴油車輛（包括使用NH3選擇性催化還原系統(tǒng)以減少NOx排放的車輛）對NH3的排放通?？刂频煤芎?。
2. 家用汽油乘用車，竟然是NH3排放的主要貢獻者，且隨著車輛行駛里程的增加，NH3排放量增加。
3. 汽油車輛的平均燃料特定NH3排放因子在0.3到1.2克/公斤之間，而柴油車輛的排放因子保持在0.06克/公斤以下，最新的監(jiān)管規(guī)定下的Euro VI公交車除外（0.5克/公斤）。
4. 該技術(shù)靈活，能夠適應(yīng)多種空氣污染物的測量，并可以部署在道路旁的環(huán)境監(jiān)測點。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c07907