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黑碳(BC)和多环芳烃(PAH)是柴油车颗粒物(PM)的关键组分,其对大气环境、人体健康都具有显著的负面效应,此外,BC还具有强烈的温室效应。研究重型柴油车BC和PAH的排放特征,建立其与车辆控制技术和道路工况等因素之间的定量响应关系,对于控制重型柴油车排放具有重要意义。本研究集成等比例、二级稀释、车载诊断系统(OBD)等先进技术,搭建了一套新型车载排放测试系统,从等比例采样的准确性等6个方面构建了车载测试质控体系并从组分提取等3个关键环节优化了PAH分析方法,实现了重型柴油车尾气PM中BC排放的实时瞬态测量和PAH在线采集。研究首次获得了不同控制技术的重型柴油车瞬态的BC排放特征,构建了车辆BC排放随发动机比功率-瞬时车速(VSP-V)变化的函数,车辆的BC排放速率随VSP-V的增加而增加。基于该速率,发现平均车速和BC排放之间存在强相关性,并可通过复合函数(R2=0.71)进行表征。研究发现车辆的BC排放因子受以下3个因素影响:1)排放标准,国III/IV/V车辆的BC排放相比于国II车辆分别下降66%、77%和93%;2)道路工况,车辆在城市道路时的BC排放比快速路高125±112%;3)维护水平,车辆在维护后BC排放下降70%以上。本研究发现了高排放车的存在,其排放高达同标准车辆的6-7倍并且会显著影响车队的平均BC排放水平。研究建立了重型柴油车尾气PM中各PAH的排放特征数据库,15种优控PAH以3、4环PAH为主,占PAH总量的81±8%。车辆的PAH排放因子随排放标准的加严和交通状况的改善而降低,其中发动机技术进步对PAH排放削减效果尤为显著,对各PAH的削减效果为37-99%,并且对分子量越高的单体削减效果越明显。同时,指出了以往用于判断大气PM源解析的An/(An+Ph)和BaA/(BaA+Chr)的特征值不恰当,并根据本研究的结果进行了修正。2013年中国柴油车尾气PM中BC和PAH的排放量分别为16万吨和81吨。第3类重型柴油货车(总质量>12吨)是最大的排放源,占2013年BC排放总量61%和PAH排放总量的59%,并主导了污染物历年的变化趋势。同时,研究发现以往大部分清单研究显著低估了中国道路机动车的BC排放,基于本研究的结果,机动车BC排放贡献率从5%上升至12%。本研究建立的排放清单能够为今后的柴油车排放控制提供重要依据。