摘要：監(jiān)測柴油發(fā)電機排氣污染的評判指標是確保環(huán)境保護及健康保護工作有效開展的必要前提。本文章對柴油發(fā)電機排氣污染評判的指標作一綜述，為柴油發(fā)電機排氣污染的評判監(jiān)測提供依據(jù)。
柴油廢氣是指柴油發(fā)電機燃燒柴油后噴出的廢氣，是高度復(fù)雜的固體、液體混合物，其精確成分受到許多變量的影響，包括發(fā)動機技術(shù)，燃料組成，操作條件，以及光化學(xué)老化過程。
世界衛(wèi)生組織專家認定柴油發(fā)電機尾氣與石棉、砒霜等物質(zhì)一樣，具有高度致癌性。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，柴油發(fā)電機排氣在一類致癌物清單中。因此監(jiān)測柴油發(fā)電機排氣污染的評判指標是環(huán)境保護及健康保護工作有效開展的必要前提。
一、 柴油發(fā)電機排氣污染評判的指標
1、碳顆粒分數(shù)
測量柴油廢氣最常見的方法有測定元素碳（EC）和總碳（TC）顆粒分數(shù)。美國政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會議（ACGIH）首先制訂了柴油廢氣中總柴油顆粒物（DPM）的限度，建議8小時閾值（TLV）為0.15mg/m3，2001年將該數(shù)值修改為0.05mg/m3。
美國礦山安全與健康管理局（MSHA）于2001年發(fā)布了DPM職業(yè)暴露標準，根據(jù)TC/EC比為1.3（EC/TC=0.77）作為轉(zhuǎn)換因子，建議TC的值為0.4mg/m3。而這一標準在2008年修改為0.16mg/m3（TC）。元素碳（EC）和總碳（TC）顆粒分數(shù)標準的變更主要依據(jù)碳轉(zhuǎn)化系數(shù)（即EC/TC比），而該系數(shù)受到許多因素包括燃料類型和發(fā)動機負荷等的影響。
2、硫含量
燃料的變化可以顯著影響柴油廢氣的組成。Alander等人的研究表明，低硫/低芳烴燃料的引入減少柴油廢氣的污染。輕型至重型試驗柴油車顯示雖然低硫低芳烴燃料不影響苯、甲苯、乙苯燈化學(xué)物質(zhì)的含量，但確實較大程度上減少了的排放的多環(huán)芳烴含量。
對配備重型柴油發(fā)電機的公交車隊的研究表明，與使用硫含量為500ppm的柴油燃料相比，使用低硫柴油燃料（50ppm硫）可使多環(huán)芳烴排放量減少90%以上。將燃料中硫含量從1473ppm降低到47ppm可顯著減少碳氫化合物排放總量。然而，添加甲醇的柴油燃料并沒有表現(xiàn)出與低硫燃料相同的優(yōu)點，同樣條件下，添加甲醇的低硫柴油燃料碳氫化合物排放總量增加。對于添加乙醇的燃料，二甲苯在混合濃度下增加。污染物增加程度受發(fā)動機負載條件影響較大。
3、 生物燃料
生物柴油的使用與多環(huán)芳烴的下降有關(guān)。最常見生物柴油是幾種動物或植物油源轉(zhuǎn)化而來，如牛脂、向日葵種子或油菜籽[5]。隨著燃料混合物中生物柴油含量的增加，不同污染物排放不成比例地減少。使用生物柴油可以減小顆粒物的質(zhì)量，但在某些條件下尺寸小于40nm的超細顆粒的數(shù)量則增加。
大多數(shù)研究表明，碳氫化合物隨著生物柴油的使用而減少，但變化程度高度依賴于發(fā)動機的工作特性。B10（生物柴油含量10%）輕型柴油發(fā)電機臺架試驗大豆油顯示苯和甲苯的排放量顯著減少。當B20（生物柴油含量20%）在一臺重型發(fā)動機上進行了檢測，有幾種芳烴如菲、乙苯和三甲基苯，隨著B20 共混物的使用，排放增加。
1、 多環(huán)芳烴
柴油廢氣中可以識別出數(shù)百種多環(huán)芳烴，但只有幾種已經(jīng)作為潛在的生物標志物被瞄準，通常以萘、菲和芘作為多環(huán)芳烴的代表。Sobus等人對比了幾種高，中，低多環(huán)芳烴環(huán)境工作的員工尿液結(jié)果表明在低柴油接觸組，萘和菲的比例較低。在另一項研究中，焦爐工人尿液中萘、菲、芘三者濃度之間有很強的相關(guān)性。但是多環(huán)芳烴，通常在許多排放源如煤，石油，木材，煙草，有機高分子化合物等有機物中檢測到，因此它們作為柴油尾氣的污染評判可能受到限制。
柴油廢氣的成分較復(fù)雜，含有大量廣泛發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)的混合物，雖然多種方法已應(yīng)用到柴油發(fā)電機排氣污染評判中，但是具有足夠特異性的生物標志物的鑒定一直很困難。一些方法雖然通常經(jīng)過良好驗證，但是當前可用柴油尾氣暴露的生物標志物往往表現(xiàn)出較高的個體差異，特別是二次源暴露的混淆效應(yīng)導(dǎo)致的可變性限制了大多數(shù)方法的有效性。未來，隨著科學(xué)技術(shù)的交叉和發(fā)展，會有更高效便捷準確的方法應(yīng)用到柴油發(fā)電機排氣污染評判中。
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