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摘要:现代化城市发展通常伴随着环境污染问题,其中由于各种人类活动影响导致的空气污染,逐渐成为威胁人类健康甚至生存的危险隐患。早期的空气污染主要是由于工业生产产生的煤烟型污染,随着时代发展,交通排放污染成为现代空气污染的主要源头。机动车尾气中含有的CO、HC、NOx均是空气污染物,加强机动车尾气管理,对于保护空气环境,促进城市生态可持续性发展意义重大。文中从机动车尾气遥感监测系统研究与应用分析方面提出几点意见。
关键词:遥感检测技术;机动车尾气;排放测试;应用
引言
在近几年,随着不断提高的机动车保有率,其尾气排放量也明显增加,这也是目前造成城市污染的主要来源,因此为了提高人们的生活质量,实现可持续发展,就必须加强控制机动车尾气排放,从源头上控制好污染问题,提高环境质量。
1、遥感法检测技术概述
该法主要采用一台综合分析仪、接收器、红外光发射和摄像机组成综合分析仪,利用红外光检测仪器的红外线测试原理,检测行使中机动车辆排放的污染物浓度状况,能够及时识别出行使中车辆的污染物排放是否超标等,并利用摄像机将被检测车辆牌照拍摄,适合路检等
2、 机动车尾气排放遥感检测存在的问题
2.1、检测尾气的方式比较落后
目前我国就机动车尾气检测来说,所使用的方法主要包括两种,一种是怠速检测法,另一种是工况检测法。其中怠速检测法多是在环保局和车管所等单位使用的,成本费用低,操作方便,但是会在很大程度上受到环境因素的不良影响,其表现为机动车排放的氮氧化合物得不到准确测量。工况检测法则主要是由汽车制造厂使用的,这种方法主要是对机动车所排放尾气当中氮氧化合物、碳氢化合物、一氧化碳等污染物进行检测,但这种检测方法的成本费用相对较高,目前还难以得到全面推广使用。
2.2、相关尾气检测的监管和执法力度不严
对于机动车尾气污染物排放的有效控制,主要还需要从源头的汽车生产模块中抓起,但是控制力度上如果出现松懈,或者是执法者滥用职权,就可能导致机动车尾气检测的不合格。尾气排放的控制源头仍然是机动车生产商,应当先从生产商的经营制作上,做好监察执法力度。对于机动车的生产到出产都应严格按照所规定的排放标准,才能将出售到百姓家的机动车从源头开始控制。但是也因为某些相关的执法监管部门,并没有严格按照所规定的标准执行监察工作,可能导致一些出产的新车,因没有达到规定的尾气排放标准,就被直接投入到市场的使用中。还有一些检测部门为了谋取利益,不排除利用职权的情况,对于使用年限已经到期的机动车,通过收取不合法的经济利益的方式,不加以监管,任由尾气排放检疫不合格的机动车继续上路使用,这样的执法力度对于尾气有害物排放的控制是没有意义的。
3、机动车尾气遥感监测系统概述
3.1、可调谐二极管激光光谱吸收技术
使用光学及光谱技术进行机动车尾气遥测,并不是一项现代新兴技术,具有一定的研究历史。激光既有良好的方向性、强度以及单色性,以激光为基础,辅以调制技术,形成的可调谐二极管激光光谱吸收技术具有反应迅速、灵敏度高以及选择性高等特点。在实际应用中,借助特制的激光器可发射波长特定的激光,进而通过监测被测气体分子活动产生的电子信号,即可得到相应的浓度信息。
3.2、 机动车尾气排放遥感监测内容
机动车尾气排放遥感监测的内容主要是机动车尾气排放的污染物(CO、CO2、HC、NOx)、烟度、车辆行驶速度/加速度、车辆牌照、气象参数等。
(1)机动车污染排放的实时性数据。尾气排放遥感检测设备可以在道路上同时监测汽油车和柴油车,并对采集的数据进行分析,做出判断,鉴别出“高污染”、“高排放”车辆。只需0.7s就能检测出一辆车所排放的CO、CO2、HC、NOx、烟度等污染指标。
(2)车辆行驶速度。尾气排放遥感检测设备还可通过车辆触发检测设备的时间,对机动车的行驶速度和加速度进行测量,判断行驶车辆的发动机是否在正常的工作状况,从而避免因车辆没有行驶在正常状态下而产生的尾气检测误差。
(3)记录车辆牌照。尾气排放遥感检测设备还配备了数码摄录像设备,可拍摄车辆前部及尾部照片,并通过图像识别系统,将照片和该车的排放数据一一对应存储。
(4)抓拍“黑尾巴”车辆。车辆尾部的摄像机可对“冒黑烟”的机动车进行抓拍、录制其在行驶中排气管位置“冒黑烟”的图像,第一时间取得其排放超标的直观证据。整个机动车尾气实际遥感监测流程,如下图1所示。
图1 机动车尾气遥感监测工作示意图
3.3、光谱调制技术分析
可调谐二极管激光设备具备如下性质,如注入电流密度与法制电流密度相同或超出,则发出激光波长会随着注入电流密度的变化而变化,进而形成特定波长的激光,每一种被测分子均可以独特对应一种吸收谱线,从而确保监测过程不被其他气体分子所干扰,有效地提高了气体浓度监测的准确性。应用激光调制技术的根本目的在于抑制测量过程中的背景噪声影响,通常使用二次谐波调制技术进行。该技术基本流程如下:首先在二极管激光器驱动电流中加调制电流,使激光输出波长接受正弦交流信号进行调制;其次,激光在接受吸收样品后,使其进行频率调制;最后,利用相敏检波法调获曲线信息。
4、遥感监测管控城市机动车尾气排放的对策
4.1、进一步细化标准规范
对于已经投入使用的拖拉机、摩托车、农用车等液化气汽车、柴油车、汽油车等车辆,需要对其进行定期标准检测。将按照原先标准制造的汽车、使用传统技术设计的汽车划分为老标准汽车类别;而将新生产的汽车、按新标准要求制造的汽车以及使用新技术设计的汽车划分为新标准汽车类别。如果在尾气排放检测结果中显示,车辆尾气排放不符合相关标准规定的话,则必须严厉禁止这些车辆上路行驶。
4.2、强化I/M制度
I/M制度指的是通过检测在用汽车的实际情况,明确造成尾气排放污染严重的原因,进而针对性地应用维护措施,将机动车自身净化尾气排放能力最大限度的发挥出来。《中华人民共和国大气污染防治法》当中明确规定,机动车维修单位需要严格按照国际有关技术规范以及防治大气污染要求对机动车辆进行有效维修,并确保在用机动车尾气排放能够达到相关规定标准。在国家机械局、科技部以及环保局联合发布的《机动车排放污染防治技术政策》当中规定,排放性能好、发展油耗低的小排量汽车应该加强对车载诊断系统的使用,为全面推行、强化I/M制度提供技术支持。
结束语
综上所述,机动车尾气是当今社会大气环境的主要污染源,限制了现代城市的生态发展。现代遥感监测技术,利用气体吸收特性产生的电信号,监测机动车尾气组成及对应浓度,无需接触机动车,不会影响正常公路交通,且安装简便、监测灵活精准,将其应用于公路交通管理,鉴别高排放车和低排放车,可有效提高机动车尾气管理水平,促进现代城市大气环境的进一步优化。
参考文献:
[1] 宋淑美.机动车尾气检测方法及比较研究[J].资源节约与环保,2018(05):40.
[2] 陈晴.机动车尾气遥感监测系统研究与应用分析[J].天津职业院校联合学报,2017,19(05):103-106+124.
论文作者:张文杰,王佳,张静,唐建平
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/30
标签:尾气论文; 机动车论文; 遥感论文; 车辆论文; 激光论文; 技术论文; 汽车论文; 《防护工程》2018年第17期论文;