论文部分内容阅读
随着大气环境的日益恶化以及城市机动车辆数量的急剧增加,机动车的尾气排放问题已日益得到人们的普遍重视。对于以柴油为燃料的车辆,颗粒物是其主要的排放污染物,由于欧欧IV排放法规对颗粒排放物的大幅度收紧,分析排气微粒中有机和无机成分及其危害性,明确其组分来源和产生原因,从而有针对性的改进发动机设计,进而减少有害物的排放,具有重大的现实意义。
本文针对上海柴油机股份有限公司生产的各类型柴油机,按十三工况法采集颗粒物样品。基于索氏提取技术和超声波技术对萃取出的有机可溶成分(SOF)采用色谱-质谱联用技术分析组分,无机离子采用离子色谱定量。
选择十五个不同类型发动机和采样条件的柴油机颗粒物样品(编号为A1-A15),采用离子色谱法对十种常规无机离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-、NO2-、NO3-、F-、Cl-)的含量进行了检测。检测结果表明,硫酸根离子的含量普遍偏高,为92.52mg/g至139.89mg/g。N系阴离子的排放变化趋势与气体污染物NOx的比排放趋势基本相同。
利用气质联用中的全扫描方式分别检测了柴油机排气微粒SOF组分和柴油组分的种类,确定了颗粒物含有的34种组分和柴油的36种组分。对照柴油组分分析了颗粒物组分的来源。柴油机排气PM中SOF的最大组分为烷烃,含量为60.5%且烷烃中大部分为直链烷烃;其次是酚类,酯类,醇类及衍生物,含量为25.2%,检出的2,6-二叔丁基对甲基苯酚(BHT)和邻苯二甲酸酯类物质(PAEs)已有研究表明具有致癌致突变性,据分析得知均来源于润滑油添加剂;此外还有部分芳香烃,含量为14.3%,主要为萘族和菲族芳香烃,来源于未燃柴油。
SIM(SelectedIonMonitor)方式选择性检测不同采样条件下柴油机排气微粒中13种多环芳烃(PAHs)典型代表物,PAHs总含量在26.598mg/kWh~73.885mg/kWh之间。对照采样条件分析得知增大柴油机的喷油提前角,使混合气的均匀程度提高,燃烧变得更加充分,可以降低多环芳烃排放量。随着采样温度的升高,多环芳烃种类和含量均增加。低环PAHs热缩聚形成更多的高环PAHs,导致排气微粒毒性增强。