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系統識別號 U0026-2408201423071900
論文名稱(中文) 推動酒精汽油策略對都會區有害空氣污染物改善之研究
論文名稱(英文) Promote Ethanol-Blend Fuel Strategy on Gasoline Vehicle to Improve Hazardous Air Pollutants in Urban Area
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 環境工程學系
系所名稱(英) Department of Environmental Engineering
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生(中文) 黃慈閔
研究生(英文) Cih-Min Huang
學號 P56011078
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 214頁
口試委員 指導教授-蔡俊鴻
口試委員-江鴻龍
口試委員-劉保文
口試委員-姚永真
中文關鍵字 酒精汽油  都會區移動源  有害空氣污染物  零里程排放率與劣化率  MOBILE 6.2  AERMOD 
英文關鍵字 Ethanol-Gasoline Blends  Urban Mobile Source  Air Toxics  MOBILE 6.2  AERMOD 
學科別分類
中文摘要 本研究乃以汽油車實測排放值進行都會區有害空氣污染物排放量預測及環境空氣濃度變化之探討。彙整前期研究所獲汽車及機車排放實測值,重新計算零里程排放率及劣化率,改寫MOBILE 6.2部分模組,建立本土排放係數資料庫;再以臺南都會區為研究區域應用AERMOD空品模式進行都會區汽油車使用不同比例酒精汽油情境所致有害空氣污染物濃度模擬。模擬情境包含使用添加3%酒精汽油(E3)及添加15%酒精汽油(E15),並以市售95無鉛汽油作為對照組,進行排放量及空氣濃度之比較。討論之有害空氣污染物包括MTBE、苯、丁二烯、甲醛、乙醛及丙烯醛。
應用MOBILE 6.2所得到之有害空氣污染物排放係數推估值顯示,苯於G95、E3、E15油品於推估值皆呈現高估,推估值分別高於實測值19.9、25.7、16.4倍;甲醛於G95、E3油品為較實測值高估,分別高於實測值4.1、2.6倍,於E15油品則較實測值低估,約低估0.6倍;乙醛於G95油品之推估值與實測值接近,推估值為實測值1.2倍,E3、E15油品推估值相較於實測值為低估,分別低估0.6、0.1倍。
於空氣品質模式模擬前,比較基準案例(使用市售95無鉛汽油)有害空氣污染物模擬值與臺南都會區大氣環境現場空氣樣品實測值,進行模式驗證。結果顯示,AERMOD空品模式模擬濃度較道路旁大氣環境採樣濃度為高,苯、甲醛、乙醛、丙烯醛之模擬濃度為高估1.5、2.0、1.1、1.1倍。臺南都會區有害空氣污染物濃度模擬結果顯示,移動源所致有害空氣污染物濃度增量高值位於臺南都會區主要商業、服務業活動核心地區,同時為臺南都會區為人口密度最高之區域,此區住商混合比例高,民眾交通活動頻繁,車輛污染物排放濃度較高。有害空氣污染物濃度並隨著主要道路向四周呈現輻射狀發展。在E3油品情境時各有害污染物濃度減量成效為MTBE > 甲醛 > 苯 > 1,3-丁二烯 > 乙醛 > 丙烯醛 (-30.2 % ~ -7.6 %);於E15油品情境,有害空氣污染物濃度減量效果MTBE > 苯 > 甲醛 > 乙醛 > 1,3-丁二烯 > 丙烯醛 (-98.0 % ~ -34.0 %)。不同情境減量變化量空間趨勢,於都會區減量變化最大,國道1號道路兩側減量變化顯著。使用E15為車輛燃油之情境所致減量面積範圍較E3情境為大,顯示E15酒精汽油所致有害空氣污染物減量效果較E3明顯;未來酒精汽油政策推動可優先考量。
英文摘要 This study investigated the effects of ethanol-blended gasoline, with various ethanol contents (E3 and E15), on hazardous air pollutant emissions and its ambient air concentration by using emission factor estimation model (MOBILE) and air quality model (AERMOD). Two tasks were conducted in this study, modify emission database and simulate ambient air toxics concentration. Tainan city is the study area to investigate the air quality variance between ethanol-blends and commercial unleaded gasoline (G95). At the first task, parts of module of MOBILE 6.2 were rewritten by test data instead of default value, including zero mile emission and deterioration rate of gasoline vehicle. The results showed that the estimate emission factors of selected air toxics are higher and lower than the experimental value in G95, E3, and E15. The variance between estimate and actual emissions of benzene, formaldehyde, and acetaldehyde are 16~26 times, -0.6~4 time, and -0.6~1.2 time, respectively. The ambient air concentration simulation results showed that the high concentrations of selected air toxics were observed in the location of commercial area in Tainan. Concentrations of benzene, 1,3-butadiene, MTBE, formaldehyde, acetaldehyde, and acrolein in the ethanol-blends scenarios were lower than those from G95. MTBE concentration shows the highest reduction while using ethanol-blend as fuel in gasoline vehicles, the reduction are 30% and 98% as compared to those from G95. The largest reduction was appeared at commercial area as well as at the road near the highway while using ethanol- blend fuels. Using E15 as fuel in gasoline vehicles in Tainan City shows a higher concentration reduction of air toxics than E3.
論文目次 中文摘要 I
Extended Abstract III
致謝 VII
目錄 IX
表目錄 XIII
圖目錄 XVII
第一章 前言 1-1
1-1研究緣起 1-1
1-2研究目的與內容 1-3
第二章 文獻回顧 2-1
2-1 都會區移動源有害空氣污染物 2-1
2-1-1有害空氣污染物特性 2-1
2-1-2 都會區移動源有害空氣污染物排放特性 2-2
2-1-3 移動源有害空氣污染物管制策略 2-3
2-2 國內外酒精汽油政策發展 2-7
2-2-1 國外酒精汽油相關政策 2-7
2-2-2 國內酒精汽油相關政策 2-11
2-2-3 酒精汽油有害空氣污染物排放 2-12
2-3 移動源排放量推估 2-19
2-3-1 MOBILE系列 2-19
2-3-2 MOBILE-Taiwan模式簡介 2-21
2-3-3 移動源排放量推估影響因子 2-23
2-4 空氣品質擴散模式 2-30
2-4-1 移動源模擬模式 2-30
2-4-2 AERMOD模式簡介 2-31
2-4-3 AERMOD 模式相關應用 2-36
第三章 研究方法 3-1
3-1 研究架構 3-1
3-2 研究地區及模擬情境設定 3-3
3-2-1 臺南都會區背景簡介 3-3
3-2-2 排放量及濃度模擬情境設定 3-4
3-3汽油車排放量計算 3-8
3-3-1 車體動力計排放測試採樣 3-8
3-3-2 零里程排放率及劣化率計算 3-9
3-3-3 有害空氣污染物排放量推估 3-10
3-4車輛排放與大氣環境有害空氣污染物採樣作業 3-16
3-4-1汽油車有害空氣污染物排放 3-16
3-4-2道路旁大氣濃度採樣作業 3-17
3-5樣品分析程序與污染物計算 3-23
3-5-1分析流程 3-23
3-5-2 污染物計算 3-24
3-6 擴散模式模擬 3-28
3-6-1 執行檔參數 3-28
3-6-2 氣象檔 3-28
3-6-3 地形檔 3-29
3-6-4 模式性能分析 3-30
第四章 結果與討論 4-1
4-1汽油車車體動力計測試排放氣態污染物 4-2
4-1-1 基準污染物 4-2
4-1-2 揮發性有機物排放 4-4
4-1-3 醛酮化合物排放 4-8
4-1-4 移動源特徵污染物 4-8
4-2道路旁大氣環境中空氣污染物特性 4-18
4-2-1大氣環境有機氣態污染物濃度分佈 4-18
4-2-2大氣環境有害空氣污染物特徵 4-21
4-2-3 綜合討論 4-24
4-3汽油車有害空氣污染物排放量推估 4-32
4-3-1 車輛零里程排放率及劣化率計算 4-32
4-3-2 動力計實測值推估排放率計算 4-37
4-3-3有害空氣污染物排放係數推估 4-41
4-3-4臺南都會區汽油車輛之有害空氣污染物排放量 4-45
4-4臺南都會區汽油車排放有害空氣污染物濃度空間分佈特徵 4-67
4-4-1 有害空氣污染物模擬濃度值與道路旁觀測值比對解析 4-67
4-4-2 都會區有害空氣污染物濃度變化 4-69
4-4-3 不同油品情境汽油車種所致有害空氣污染物濃度比較 4-72
第五章 結論與建議 5-1
5-1 結論 5-1
5-2建議 5-5
參考文獻 Ref-1
英文部份 Ref-1
中文部份 Ref-6
附錄
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