黃驊港非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度實(shí)測(cè)分析

左 躍，穆德松，呂石成，吳雙健

（1.滄州市渤海新區(qū)環(huán)境監(jiān)控中心，河北 滄州 061000；2.滄州渤海新區(qū)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法一大隊(duì)，河北 滄州 061000）

移動(dòng)源排放是影響區(qū)域空氣質(zhì)量的重要因素。近年來(lái)，隨著機(jī)動(dòng)車污染防治力度的持續(xù)加大，其減排空間不斷收窄，致使非道路移動(dòng)機(jī)械排放問(wèn)題逐漸凸顯[1]。受產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)影響，港口區(qū)域非道路移動(dòng)機(jī)械種類多、數(shù)量大、密度高，伴隨的尾氣排放已逐漸成為區(qū)域大氣污染物的主要來(lái)源之一。因此，掌握在用非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放的現(xiàn)狀和規(guī)律，進(jìn)而針對(duì)性采取有效管控措施，對(duì)港口區(qū)域空氣質(zhì)量的提升具有重要意義。但由于非道路移動(dòng)機(jī)械流動(dòng)性大、作業(yè)時(shí)間不穩(wěn)定、管理部門眾多等原因，導(dǎo)致目前國(guó)內(nèi)少見(jiàn)基于大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析區(qū)域非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度狀況的報(bào)道[2-3]。尤其港口區(qū)域，更是鮮有報(bào)道。

本研究基于黃驊港區(qū)域柴油非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度年度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了機(jī)械類別、環(huán)保編碼登記情況、柴油顆粒捕集器（DPF）加裝情況、排放階段、出廠年份與機(jī)械排氣煙度的關(guān)系。旨在為港口區(qū)域非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣污染防治提供數(shù)據(jù)支撐和決策支持。

1 方法

1.1 實(shí)測(cè)對(duì)象

自2020年5月至2021年4月，歷時(shí)一年，在黃驊港港內(nèi)及周邊鄰近區(qū)域隨機(jī)選取正常作業(yè)的非道路移動(dòng)機(jī)械600臺(tái)（每月50臺(tái)）進(jìn)行排氣煙度實(shí)測(cè)。機(jī)械類別及排放階段分布如圖1所示：裝載機(jī)327臺(tái)，占比55%，其中，國(guó)三282臺(tái)、國(guó)二41臺(tái)、國(guó)一4臺(tái)；挖掘機(jī)116臺(tái)，占比19%，其中國(guó)三56臺(tái)、國(guó)二56臺(tái)、國(guó)一4臺(tái)；叉車101臺(tái)，占比17%，其中國(guó)三63臺(tái)、國(guó)二37臺(tái)、國(guó)一1臺(tái)；其他機(jī)械（集裝箱吊運(yùn)機(jī)、港口牽引車、輪胎式起重機(jī)等）合計(jì)56臺(tái)，占比9%，其中國(guó)三20臺(tái)、國(guó)二32臺(tái)、國(guó)一4臺(tái)。

1.2 儀器與方法

本研究采用AML-202型不透光煙度計(jì)，參照GB 36886-2018中相關(guān)檢驗(yàn)方法，采用自由加速法，測(cè)量非道路移動(dòng)機(jī)械排氣的光吸收系數(shù)。同時(shí)，逐臺(tái)機(jī)械分別統(tǒng)計(jì)環(huán)保編碼登記情況、DPF加裝情況、排放階段、出廠年份等基礎(chǔ)信息。

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)測(cè)機(jī)械排氣煙度情況

600臺(tái)實(shí)測(cè)非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度情況如圖2所示，整體排氣煙度為（0.25±0.25）m-1，按照GB 36886-2018中限值類別進(jìn)行劃分：530臺(tái)機(jī)械排氣煙度≤0.5 m-1；66臺(tái)機(jī)械排氣煙度＞0.5 m-1，且≤1.61 m-1；4 臺(tái)機(jī)械排氣煙度＞1.61 m-1。根據(jù)GB 36886-2018，劃定禁止使用高排放非道路移動(dòng)機(jī)械區(qū)域（低排區(qū)）可選擇執(zhí)行Ⅲ類限值（≤0.5 m-1）。本研究顯示，88%實(shí)測(cè)機(jī)械已滿足低排區(qū)限值要求，顯著高于華東典型城市實(shí)測(cè)結(jié)果[2]，12%實(shí)測(cè)機(jī)械需通過(guò)加裝DPF等措施才能達(dá)到低排區(qū)限值要求。不足1%的實(shí)測(cè)機(jī)械達(dá)到I 類限值（＞1.61 m-1），明顯低于華東典型城市[3]及河北省[4]實(shí)測(cè)結(jié)果。

2.2 機(jī)械類別排氣煙度分布

機(jī)械類別排氣煙度分布如圖3所示，其他機(jī)械平均排氣煙度最高，裝載機(jī)、挖掘機(jī)、叉車平均排氣煙度接近，其中挖掘機(jī)略高，叉車略低。

圖3 機(jī)械類別排氣煙度分布

裝載機(jī)、挖掘機(jī)、叉車排氣煙度均低于成都市實(shí)測(cè)結(jié)果[3]。三類機(jī)械排氣煙度均值接近，與成都市實(shí)測(cè)結(jié)果不符[3]。其他機(jī)械平均排氣煙度約為上述三類機(jī)械的1.4倍。受港口區(qū)域作業(yè)特點(diǎn)影響，其他機(jī)械雖然總占比較少，但流動(dòng)性小、使用頻率高，且使用地點(diǎn)相對(duì)集中于碼頭區(qū)域，其排氣對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量的影響更為直接。因此，為進(jìn)一步提升區(qū)域空氣質(zhì)量，可采取合理有效管控措施，針對(duì)性降低其他機(jī)械排氣煙度。

2.3 環(huán)保編碼登記情況與排氣煙度的關(guān)系

實(shí)測(cè)非道路移動(dòng)機(jī)械中：19臺(tái)未完成環(huán)保編碼登記，占比3%，排氣煙度為（0.43±0.48）m-1；581臺(tái)已完成環(huán)保編碼登記，占比97%，排氣煙度為（0.24±0.24）m-1。排氣煙度對(duì)比情況如圖4所示。

圖4 環(huán)保編碼登記情況與排氣煙度的關(guān)系

非道路移動(dòng)機(jī)械需符合排放標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行環(huán)保編碼登記，從而可以從源頭淘汰超標(biāo)機(jī)械。機(jī)械完成環(huán)保編碼登記后，有助于職能部門開(kāi)展監(jiān)督監(jiān)測(cè)和溯源監(jiān)管，進(jìn)而可以督促相對(duì)高排放機(jī)械及時(shí)維保、檢修或加裝DPF。本研究顯示，已編碼登記機(jī)械平均排氣煙度較未編碼登記機(jī)械減少44%。可見(jiàn)，廣泛開(kāi)展環(huán)保編碼登記對(duì)降低區(qū)域非道路移動(dòng)機(jī)械整體排氣煙度具有積極意義。

2.4 DPF加裝情況與排氣煙度的關(guān)系

實(shí)測(cè)非道路移動(dòng)機(jī)械DPF加裝情況如圖5所示：國(guó)一6臺(tái)，在全部國(guó)一機(jī)械中占比46%；國(guó)二49臺(tái)，在全部國(guó)二機(jī)械中占比30%；國(guó)三22臺(tái)，在全部國(guó)三機(jī)械中占比5%。國(guó)一、國(guó)二、國(guó)三已加裝DPF機(jī)械排氣煙度分別為（0.10±0.11）m-1、（0.12±0.09）m-1、（0.14±0.09）m-1，顯著低于同排放階段未加裝DPF機(jī)械。具體內(nèi)容如圖6所示。

圖5 實(shí)測(cè)機(jī)械DPF加裝情況

圖6 DPF加裝情況與排氣煙度的關(guān)系

隨著機(jī)械排放階段的提升，DPF安裝率呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明目前低排放階段機(jī)械更多采用加裝DPF方式以達(dá)到現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)一、國(guó)二、國(guó)三已加裝DPF機(jī)械平均排氣煙度基本持平，較同排放階段未加裝DPF機(jī)械分別減少70%、70%、36%。據(jù)此，加裝DPF可明顯降低非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度，其中國(guó)一、國(guó)二機(jī)械效果更為顯著。

2.5 排放階段與排氣煙度的關(guān)系

鑒于加裝DPF會(huì)大幅度降低所有非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度，為了更加客觀、準(zhǔn)確的反映排放階段與排氣煙度的關(guān)系，取未加裝DPF機(jī)械（共523臺(tái)）進(jìn)行分析研究。其中：國(guó)一7臺(tái)，占比1%，排氣煙度為（0.33±0.12）m-1；國(guó)二117臺(tái)，占比22%，排氣煙度為（0.40±0.43）m-1；國(guó)三399臺(tái)，占比76%，排氣煙度為（0.22±0.18）m-1。排放階段與排氣煙度的關(guān)系如圖7所示。

圖7 排放階段與排氣煙度的關(guān)系

國(guó)三機(jī)械平均排氣煙度較國(guó)一、國(guó)二機(jī)械分別減少33%和45%。近年來(lái)，隨著職能部門對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械管控力度不斷增強(qiáng)，相對(duì)高排放機(jī)械大部分加裝了DPF或進(jìn)行了淘汰更新。如果未加強(qiáng)管控力度，預(yù)計(jì)國(guó)三機(jī)械與國(guó)一、國(guó)二機(jī)械排氣煙度差異將更為顯著。因此，為進(jìn)一步提升區(qū)域空氣質(zhì)量，可采取有效管控措施，提高國(guó)三機(jī)械的占比。

2.6 出廠年份與排氣煙度的關(guān)系

取未加裝DPF機(jī)械（共523臺(tái)）進(jìn)行分析研究。機(jī)械數(shù)量出廠年份分布情況如圖8所示：2016及以前年份出廠機(jī)械較少且分布相對(duì)均勻，合計(jì)占比30%；2017至2018年出廠機(jī)械較之前年份有所增加，合計(jì)占比18%；2019至2021年出廠機(jī)械合計(jì)占比52%，其中2019至2020年出廠機(jī)械數(shù)量顯著高于其他年份，2021年出廠機(jī)械顯著少于其他年份。各出廠年份機(jī)械排氣煙度分布情況如圖9所示。

圖8 機(jī)械數(shù)量出廠年份分布

圖9 排氣煙度出廠年份分布

隨著機(jī)械出廠年份遞增，平均排氣煙度整體呈下降趨勢(shì)。2019至2021年出廠機(jī)械平均排氣煙度較之前年份出廠機(jī)械減少31%。據(jù)此，通過(guò)淘汰或更新老舊機(jī)械，提高新出廠機(jī)械占比，可有效降低區(qū)域機(jī)械整體排氣煙度。2020年《河北省機(jī)動(dòng)車和非道路移動(dòng)機(jī)械排放污染防治條例》實(shí)施，當(dāng)?shù)芈毮懿块T借勢(shì)嚴(yán)控黃驊港區(qū)域非道路移動(dòng)機(jī)械排放污染，促使使用單位積極淘汰高排放老舊機(jī)械并購(gòu)置新出廠機(jī)械，可能是造成2019至2020年出廠機(jī)械數(shù)量激增的主要原因。實(shí)測(cè)時(shí)間截至2021年5月，因此2021年出廠機(jī)械數(shù)量顯著少于其他月份。

3 結(jié)論

（1）黃驊港區(qū)域?qū)崪y(cè)非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度為0.25±0.25 m-1，滿足低排區(qū)限值要求占比88%。

（2）裝載機(jī)、挖掘機(jī)、叉車平均排氣煙度接近，其他機(jī)械平均排氣煙度約為以上三類機(jī)械的1.4倍。可針對(duì)性采取管控措施。

（3）已編碼登記機(jī)械占比97%，平均排氣煙度較未編碼登記機(jī)械減少44%。廣泛開(kāi)展環(huán)保編碼登記對(duì)降低區(qū)域非道路移動(dòng)機(jī)械整體排氣煙度具有積極意義。

（4）國(guó)一、國(guó)二、國(guó)三機(jī)械DPF加裝率分別為46%、30%、5%，平均排氣煙度較同排放階段未加裝DPF機(jī)械分別降低70%、70%、36%。加裝DPF可明顯降低非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度，其中國(guó)一、國(guó)二機(jī)械效果更為顯著。

（5）在未加裝DPF的機(jī)械中，國(guó)三機(jī)械占比76%，平均排氣煙度較國(guó)一、國(guó)二機(jī)械分別減少33%和45%。可針對(duì)性采取管控措施。

（6）在未加裝DPF機(jī)械中，隨著機(jī)械出廠年份遞增，平均排氣煙度整體呈下降趨勢(shì)。2019至2021年出廠機(jī)械占比52%，平均排氣煙度較之前年份出廠機(jī)械減少31%。通過(guò)淘汰或更新老舊機(jī)械，提高新出廠機(jī)械占比，可有效降低區(qū)域機(jī)械整體排氣煙度。