车辆来源可凝结颗粒物的排放特征与人类健康影响

《Journal of Hazardous Materials》:Emission Characteristics and Human Health Impacts of Vehicle Originated Condensable Particulate Matter

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月26日 来源:Journal of Hazardous Materials 10.6

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   摘要可凝结颗粒物 (CPM) 代表作为气态污染物排放到大气中后,通过凝结迅速形成的空气中初级颗粒物。与燃煤电厂等固定源产生的 CPM 相比,源自内燃机车辆 (ICEV) 的 CPM 未得到充分关注,尽管 ICEV 可以产生超细 CPM 纳米颗粒 (< 100 &nb

  

摘要

可凝结颗粒物 (CPM) 代表作为气态污染物排放到大气中后,通过凝结迅速形成的空气中初级颗粒物。与燃煤电厂等固定源产生的 CPM 相比,源自内燃机车辆 (ICEV) 的 CPM 未得到充分关注,尽管 ICEV 可以产生超细 CPM 纳米颗粒 (< 100  nm)。此外,源自车辆的 CPM 含有有害物质 (如多环芳烃),因此威胁城市地区的人类健康。在本研究中,源自 8 种类型车辆的 CPM 通过新型实时 CPM 测量系统 (PNU-CPM 系统) 和离线物理化学分析进行了表征。测试车辆的 CPM 排放因子也是从测量的实时数据中得出的。没有后处理系统的柴油测试车辆 (4 级和 5 级) 排放了最大量的 CPM 和总颗粒物,而汽油 GDI 和 LPG 车辆显示出显著较低的排放。基于质量 (EFM) 百分比的 CPM 排放因子,柴油 4 级、GDI 和 LPG 2 分别约为 63.2%、8.2% 和 58.8%。CPM 的有机成分主要由烷烃 (~53.5%) 和酯类 (~5.1%) 组成,因 ICEV 类型而异。此外,CPM 颗粒中的主要水溶性离子为 SO42- 和 Na+。多径颗粒物剂量学 (MPPD) 模型模拟显示,年轻年龄组的肺部沉积 CPM 颗粒的单位体重质量速率增加。这表明年轻年龄组每单位体重的肺部颗粒沉积量更高,表明儿童面临更大的呼吸道风险。

章节片段

引言

快速的城乡发展和文明发展恶化了空气污染,对人类健康产生不利影响 [1]。PM2.5 指的是空气动力学直径小于或等于 2.5 μm 的颗粒物 (PM),它是空气污染物的主要成分。通常,源头的初级 PM2.5 排放已被控制为可过滤颗粒物 (FPM) [2], [3], [4], [5], [6]。在过去的二十年里,可凝结颗粒物 (CPM) 已被作为初级 PM2.5

不同燃料类型的测试内燃机车辆 (ICEV)

本研究中使用的内燃机车辆 (ICEV) 的详细规格总结在表 S1 中。测试 ICEV 首先根据燃料类型分为三组 (柴油、汽油和气燃料)。柴油组由柴油 3 级、4 级和 5 级组成 [35]。柴油车辆的级别根据韩国环境部的法规确定。柴油 3 级车辆配备了柴油颗粒过滤器

颗粒物的时间分辨数量粒径分布 (PNSD)

图 2 显示了测试 ICEV 在热启动条件下的时间分辨 PNSD (冷启动条件下的 PNSD 显示在图 S2 中)。结果明显取决于车辆类型,TD 加热器关闭和开启 (热启动 1 和 2 分别为 25 和 300  oC) 条件之间的比较揭示了所有燃料类型中 CPM 的显著贡献 [25]。图 S3 显示了总颗粒物数量浓度 (PNs) 的总体趋势,而图 S4 和 S5 提供了

结论

在本研究中,我们部署了 PNU-CPM 方法、基于滤膜样本的分析 (SEM、GC-MS 和 ICP-OES) 和使用 MPPD 模型的颗粒肺部沉积模拟,调查了源自 8 种不同燃料类型的测试车辆的 CPM 排放特征、物理化学性质和健康影响。
柴油测试车辆排放了最大量的 CPM 绝对量,从柴油 3 级的 0.0004  mg/km 到柴油 5 级的 179.08  mg/km。相比之下,EFM 为

CRediT 作者贡献声明

Seo Hee Seo: 可视化、验证、软件。Hyeonsu Jeon: 可视化、软件、数据整理。Seung-Bok Lee: 资源、项目管理、资金获取。Sang-Hee Woo: 资源、方法论。Seokhwan Lee: 资源、资金获取。Changhyuk Kim: 写作 – 审查与编辑,写作 – 原稿,验证,监督,资源,项目管理,方法论,调查,资金获取,构思。Giwon Kang: 写作 – 原稿,

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文中报告的工作。

致谢

本研究部分由韩国国家研究基金会 (NRF) 通过解决气候变化技术发展项目支持 (2019M1A2A2103954),部分由 NRF 通过基础科学研究项目支持 (RS-2022-NR071930),两者均由科技部资助。本研究还部分通过 NRF 获得教育部资助的赠款支持 (RS-2025-25415557)。

重要性声明

源于内燃...的可凝结颗粒物 (CPM)
Giwon Kang|Soodong Lee|Geunwoo Ryu|Jeongbeen Kim|Yoonkyeong Ha|Seo Hee Seo|Hyeonsu Jeon|Seung-Bok Lee|Sang-Hee Woo|Seokhwan Lee|Changhyuk Kim
釜山国立大学 土木与环境工程系,韩国釜山 46241
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