移动源尾气排放检测

技术概述

移动源尾气排放检测是指对各类移动污染源（主要包括机动车、非道路移动机械、船舶、航空器等）在运行过程中排放到大气中的废气污染物进行系统性监测和分析的技术过程。随着全球环境保护意识的不断增强和空气质量标准的日益严格，移动源尾气排放检测已成为环境监测体系中中的重要组成部分，对于改善大气环境质量、保障公众健康具有重要意义。

移动污染源是大气污染的主要贡献者之一，其排放的氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳、颗粒物等污染物不仅会形成光化学烟雾、灰霾等区域性大气污染问题，还会对人体呼吸系统、心血管系统造成严重危害。据统计，在城市区域，机动车尾气排放对PM2.5和臭氧污染的贡献率可达20%至40%，因此对移动源尾气排放进行有效监管和检测显得尤为迫切。

移动源尾气排放检测技术经过多年的发展，已形成涵盖新车型式核准检测、在用车定期检验、路检路查、遥感监测等多种技术手段的综合检测体系。从早期的简单怠速法检测，到如今的稳态工况法、瞬态工况法、遥感检测法等先进技术，检测手段不断丰富，检测精度和效率持续提升，为移动源排放监管提供了坚实的技术支撑。

我国从上世纪八十年代开始逐步建立机动车排放检测制度，经过多年的发展和完善，目前已形成了较为完整的法律法规体系和技术标准体系。《中华人民共和国大气污染防治法》明确规定，机动车、非道路移动机械不得超过标准排放大气污染物，生产、进口或销售的机动车、非道路移动机械应当符合国家规定的排放标准，这为移动源尾气排放检测提供了法律依据。

检测样品

移动源尾气排放检测的检测样品主要是各类移动污染源排放的废气，根据移动源类型的不同，检测样品可分为以下几类：

• 轻型汽油车尾气样品：主要来源于乘用车、轻型商用车等点燃式发动机车辆，排放特征以气态污染物为主，包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等。
• 重型柴油车尾气样品：主要来源于重型卡车、大型客车、工程车辆等压燃式发动机车辆，排放特征以颗粒物和氮氧化物为主，颗粒物排放量显著高于汽油车。
• 摩托车及轻便摩托车尾气样品：来源于两轮、三轮摩托车等小型机动车辆，由于其发动机排量小、技术含量相对较低，排放控制水平参差不齐。
• 非道路移动机械尾气样品：包括工程机械、农业机械、林业机械、机场地勤设备、港口机械等非道路用移动机械排放的废气。
• 船舶尾气样品：来源于各类内河船舶、沿海船舶及远洋船舶的柴油机排放，船舶排放的硫氧化物和氮氧化物是港口城市大气污染的重要来源。
• 铁路机车尾气样品：主要来源于内燃机车排放的废气，随着铁路电气化程度的提高，内燃机车占比逐渐降低。

不同类型移动源的尾气样品具有不同的组成特征和浓度范围，这决定了检测方法和检测仪器选择的差异性。例如，汽油车尾气检测侧重于气态污染物的分析，而柴油车尾气检测则需要同时关注颗粒物和气态污染物的测量。

此外，检测样品还包括与尾气排放相关的其他样品，如曲轴箱排放物、燃油蒸发排放物等。曲轴箱排放是指发动机燃烧过程中通过活塞环间隙泄漏到曲轴箱并排入大气的未燃混合气和燃烧产物；燃油蒸发排放则是指燃油系统中的汽油以蒸气形式逃逸到大气中造成的污染。这些样品的检测同样是移动源尾气排放检测的重要组成部分。

检测项目

移动源尾气排放检测的检测项目依据国家或地方排放标准确定，主要包括常规污染物检测和非常规污染物检测两大类。

常规污染物检测项目包括：

• 一氧化碳（CO）：一氧化碳是含碳燃料不完全燃烧的产物，能与血液中的血红蛋白结合，降低血液携氧能力，对人体健康危害较大。检测单位通常为体积百分比（%）或百万分比（ppm）。
• 碳氢化合物（HC）：碳氢化合物是燃料未完全燃烧或未燃烧的产物，包括烷烃、烯烃、芳烃等多种有机化合物，是光化学烟雾的重要前体物。检测单位通常为百万分比（ppm）。
• 氮氧化物（NOx）：氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），是高温燃烧过程中空气中的氮气与氧气反应生成的产物，是酸雨和光化学烟雾的主要成因之一。检测单位通常为百万分比（ppm）。
• 颗粒物（PM）：颗粒物是柴油车排放的主要污染物之一，包括碳烟、可溶性有机物、硫酸盐等组分，对人体呼吸系统和心血管系统有害。检测通常采用滤纸称重法，单位为克每千米或克每千瓦时。
• 颗粒物数量（PN）：随着排放标准的加严，颗粒物数量限值已被纳入最新排放标准，用于控制细颗粒物的排放。检测单位为个每千米或个每千瓦时。
• 烟度：烟度是表征柴油车排气烟色深浅程度的指标，反映颗粒物排放的相对水平。检测仪器为烟度计，检测结果以波许烟度值或光吸收系数表示。

非常规污染物检测项目包括：

• 二氧化硫（SO2）：二氧化硫主要来源于燃料中硫的氧化，船舶燃料硫含量较高时排放量较大。
• 氨气（NH3）：氨气主要来源于采用选择性催化还原技术车辆的尿素喷射系统泄漏。
• 挥发性有机物：包括苯系物、醛酮类化合物等，部分已被纳入监管范围。
• 二氧化碳（CO2）：二氧化碳是温室气体的主要成分，其排放量与燃油消耗直接相关，已逐步纳入检测体系。

不同类型移动源的检测项目存在差异。汽油车主要检测CO、HC和NOx等气态污染物；柴油车除检测气态污染物外，还需检测颗粒物和烟度；非道路移动机械的检测项目与道路车辆类似，但限值要求相对宽松。

检测方法

移动源尾气排放检测方法按照检测场所和检测时机可分为型式核准检测方法、生产一致性检测方法、在用符合性检测方法和在用车定期检验方法等。

型式核准检测方法是对新车型进行的法定认证检测，主要采用实验室台架测试方法，在标准规定的工况条件下测量车辆排放水平。轻型汽车主要采用常温下冷启动后排气污染物排放试验（I型试验）、低温下冷启动后排气污染物排放试验（VI型试验）等方法；重型发动机则采用稳态循环试验（ESC）、负荷烟度试验（ELR）、瞬态循环试验（ETC）或世界统一瞬态循环试验（WHTC）等方法。

在用车定期检验方法是针对已在使用的机动车进行的强制性年度检验，主要方法包括：

• 双怠速法：车辆在规定的高怠速和低怠速工况下运行，使用尾气分析仪测量排气中污染物浓度。该方法操作简便，但检测工况与实际行驶工况差异较大，已逐步被其他方法取代。
• 稳态工况法（ASM）：车辆在底盘测功机上按规定车速和负荷运行，模拟实际行驶工况，测量排气污染物浓度。该方法能较好反映车辆实际排放水平，是目前汽油车年检的主流方法。
• 简易瞬态工况法（VMAS）：采用定容取样系统和气体分析仪，在底盘测功机上运行简化版的行驶循环，测量污染物质量排放。该方法检测精度较高，设备成本适中，应用广泛。
• 自由加速法：发动机从怠速状态迅速加速至最高转速，在自由加速过程中测量排气烟度或光吸收系数，是柴油车烟度检测的常用方法。
• 加载减速法（Lug Down）：柴油车在全负荷工况下运行，测量最大轮边功率和排气烟度，是柴油车年检的主流方法。

路检路查和遥感检测方法是近年来快速发展的高效监管手段。遥感检测技术利用光谱吸收原理，在车辆通过检测点位时实时测量排气污染物浓度，可在不影响车辆正常行驶的情况下完成检测，单日检测量可达数千辆，大大提高了监管效率。目前遥感检测技术已在城市主干道、高速公路出入口等场所大规模应用。

车载诊断系统（OBD）检查是国六排放标准实施后新增的检测内容，通过读取车辆OBD系统的故障码和就绪状态，判断车辆排放控制系统的运行状态，是判断车辆是否达标的重要辅助手段。

检测仪器

移动源尾气排放检测涉及的仪器设备种类繁多，根据检测方法和检测对象的不同，可分为实验室检测设备和现场检测设备两大类。

实验室检测设备主要包括：

• 定容取样系统（CVS）：将车辆或发动机排放的全部尾气用稀释空气稀释后，在恒定体积流量下收集到采样袋中，是I型试验的标准采样系统。定容取样系统通常包括稀释通道、稀释风机、采样袋、分析仪等组件。
• 气体分析仪：用于精确测量采样袋或直接采样气体中各污染物的浓度，常用分析原理包括不分光红外分析法（NDIR，用于CO和CO2测量）、氢火焰离子化检测器（FID，用于HC测量）、化学发光分析仪（CLA，用于NOx测量）等。
• 颗粒物测量系统：用于采集和称量排气中的颗粒物，包括稀释通道、滤纸架、称重室、微量天平等组件。最新的颗粒物数量测量系统还需配备凝核粒子计数器等设备。
• 底盘测功机：用于在实验室内模拟车辆在道路上的行驶工况，包括转鼓、功率吸收装置、惯性飞轮或电模拟惯量装置等。底盘测功机可根据预设的行驶循环控制车辆运行，同时测量驱动轮输出功率。
• 发动机测功机：用于发动机型式核准检测，可模拟发动机在各工况点的负载，配合排放分析仪测量发动机排放水平。

现场检测设备主要包括：

• 便携式尾气分析仪：采用不分光红外分析、电化学电池等原理，用于汽油车双怠速法、稳态工况法等检测，可同时测量CO、CO2、HC、NO等污染物浓度。
• 透射式烟度计：采用光透射原理，测量柴油车排气对光的吸收程度，结果以光吸收系数或不透光度表示，用于自由加速法和加载减速法检测。
• 滤纸式烟度计：将一定体积的排气通过滤纸，根据滤纸染黑程度确定烟度值，以波许烟度值表示，目前已逐步被透射式烟度计取代。
• 车载排放测试系统（PEMS）：可便携安装于车辆上，在车辆实际行驶过程中实时测量排放水平，主要用于在用符合性检查和科研测试。
• 尾气遥感检测仪：利用红外吸收和紫外差分吸收光谱技术，在道路两侧设置光源和检测器，当车辆通过时自动测量尾气污染物浓度，并配合车牌识别系统记录车辆信息。
• OBD诊断仪：用于读取车辆OBD系统的数据，包括故障码、就绪状态、监测数据等，是判断车辆排放控制系统是否正常工作的重要工具。

检测仪器的选择和使用需遵循相关国家标准和计量检定规程的要求，定期进行校准和维护，确保检测结果的准确性和可靠性。检测仪器应具备有效的计量器具型式批准证书和检定合格证书，检测人员应经过专业培训并持证上岗。

应用领域

移动源尾气排放检测的应用领域十分广泛，涵盖政府监管、企业合规、科研开发等多个层面。

环境监管部门是移动源尾气排放检测的主要应用主体。生态环境部门通过组织开展新车排放核查、在用车定期检验监督检查、路检路查、遥感监测等工作，全面掌握辖区内移动源排放状况，对超标排放车辆依法进行处理，推动移动源排放总量削减。交通运输部门在机动车安全技术检验中同步开展排放检验，确保排放检验与安全技术检验同步进行、同步达标。

机动车检验机构是承担在用车定期检验的法定技术机构，依法对在用机动车进行排放检验，出具检验报告，为车辆年检提供技术支撑。检验机构应具备相应的资质认定证书，配备符合标准要求的检测设备和技术人员，严格按照国家和地方排放标准开展检验活动。

汽车制造企业在新车型研发、生产一致性控制等环节需要开展大量的排放检测工作。新车型上市前必须通过型式核准检测，获得主管部门批准后方可生产销售；批量生产后需进行生产一致性检测，确保量产车辆与型式核准样品保持一致。汽车制造企业通常建有排放实验室，配备先进的检测设备，满足新产品开发和质量控制需求。

发动机及零部件制造企业同样需要进行排放相关检测。发动机制造企业需对发动机进行型式核准检测，确保发动机排放满足标准要求；零部件企业需对后处理器、传感器等排放相关部件进行性能测试，为整车排放达标提供保障。

科研院所和高校在移动源排放研究领域开展大量检测工作，包括排放特性研究、测试方法开发、控制技术研究、替代燃料评价等，为排放标准制修订、控制技术进步提供科学依据。

港口和机场作为移动源集中场所，对港口机械、场内车辆、摆渡车、地勤设备等开展排放检测，评估非道路移动源排放贡献，制定针对性管控措施。

大型企业物流车队为履行环保主体责任，对自有车辆开展排放检测和维护保养，确保车队车辆达标排放，避免因超标排放受到处罚。

常见问题

问题一：什么是移动源？移动源与固定源有什么区别？

移动源是指位置可以移动的污染源，主要包括机动车（如乘用车、卡车、客车、摩托车等）、非道路移动机械（如工程机械、农业机械、林业机械等）、船舶、航空器、铁路机车等。固定源则是指位置固定不变的污染源，如火电厂、工业锅炉、工业炉窑等。移动源与固定源的主要区别在于：移动源数量众多、分布广泛、单源排放量小但总量大，治理难度相对较大；固定源数量相对较少、位置集中、单源排放量大，治理相对集中。移动源排放检测需要针对不同类型移动源的特点，采用不同的检测方法和监管手段。

问题二：机动车尾气排放检测不合格的原因有哪些？

机动车尾气排放检测不合格的原因较为复杂，主要包括以下几方面：一是发动机燃烧状态不良，由于点火正时不准、喷油嘴堵塞或滴漏、气缸密封性下降等原因导致燃烧不充分，增加污染物排放；二是排放控制系统故障，如三元催化器老化或损坏、氧传感器失效、废气再循环阀故障等，使排放控制效率下降；三是进气系统问题，如空气滤清器堵塞、进气歧管漏气等影响空燃比控制；四是燃油质量不合格，燃油中硫含量、芳烃含量过高或含有杂质，影响燃烧过程和催化剂性能；五是检测操作不规范，如检测前预热不足、检测时发动机工况不稳定等；六是车辆使用维护不当，如长期未保养、机油消耗过大等。发现检测不合格后，应及时到专业维修机构进行诊断和维修。

问题三：国六排放标准与国五标准相比有哪些主要变化？

国六排放标准是我国目前实施的最新机动车排放标准，与国五标准相比有较大幅度加严。主要变化包括：一是限值加严，国六标准各污染物限值比国五标准降低约40%至50%；二是新增污染物控制项目，增加了PN（颗粒物数量）限值要求和RDE（实际道路驾驶排放）测试要求；三是加严低温排放限值，将低温冷启动试验的温度条件和限值要求进行了调整；四是延长排放耐久性要求，从国五的16万公里提高到国六的20万公里；五是加强OBD系统要求，增加了对排放相关零部件监测的要求；六是引入在用符合性要求，强化生产者责任。国六标准分为6a和6b两个阶段，目前全国已全面实施国六b标准。

问题四：遥感检测技术是如何工作的？检测结果具有法律效力吗？

遥感检测技术采用红外吸收和紫外差分吸收光谱原理，在道路上方或两侧设置光源发射器和信号接收器，当车辆从检测点位通过时，光源穿过车辆排气管上方的气流，被排气中的污染物吸收后由接收器检测，系统同时拍摄车牌照片记录车辆信息。遥感检测可在不影响车辆正常行驶的情况下快速完成检测，每秒可检测多辆车辆，效率远高于传统年检方式。根据相关法规规定，遥感检测数据可作为发现超标排放车辆的线索，需要通知车主到具备资质的检验机构进行复检确认，复检不合格的才可依法处罚。部分地区已立法授权遥感检测结果直接作为处罚依据，具体情况需参照当地法规。

问题五：非道路移动机械排放检测与机动车检测有什么区别？

非道路移动机械排放检测与机动车检测存在一定差异：一是排放标准不同，非道路移动机械执行专门的排放标准（如《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法》），限值要求通常比同阶段道路车辆排放标准宽松；二是检测方法不同，非道路移动机械通常采用发动机台架测试方法，按照非道路稳态循环或非道路瞬态循环运行，测量排气污染物；三是在用机械监管难度大，由于非道路移动机械数量多、分布散、流动性强，定期检验制度落实难度较大，目前主要采用编码登记、监督抽测、进场管控等方式进行监管；四是燃油标准不同，非道路移动机械适用的燃油硫含量等指标要求与道路车辆用油有所区别。

问题六：如何保证尾气排放检测结果的准确性和公正性？

保证尾气排放检测结果的准确性和公正性需要多方面措施配合：一是检测机构应依法取得资质认定，具备完善的质量管理体系，检测人员持证上岗；二是检测仪器设备应符合标准要求，定期进行计量检定和校准，建立设备档案和维护保养制度；三是严格执行标准规定的检测方法和程序，不得擅自简化或变更检测流程；四是建立样品管理、数据记录、报告审核等制度，确保检测过程可追溯；五是监管部门加强监督检查，开展比对试验和能力验证，严肃查处数据造假等违法行为；六是推进检测数据联网，实现检测数据实时上传和自动分析，减少人为干预；七是建立社会监督机制，公开检测信息和举报渠道，接受公众监督。

问题七：未来移动源尾气排放检测技术的发展趋势是什么？

未来移动源尾气排放检测技术发展呈现以下趋势：一是检测技术向智能化、自动化方向发展，人工智能、大数据、物联网等技术将深度应用于检测领域，提高检测效率和数据分析能力；二是遥感检测技术广泛应用，随着技术成熟和法规完善，遥感检测将成为在用车监管的主要手段；三是实际道路排放检测日益重要，RDE测试已纳入型式核准要求，车载排放测试系统（PEMS）应用将更加广泛；四是检测项目不断拓展，温室气体排放、氨排放等将逐步纳入检测体系；五是新能源车辆排放检测技术逐步发展，针对混合动力车辆、氢燃料电池车辆等新车型的检测方法将不断完善；六是区域协同监管加强，跨区域数据共享和联合执法将成为常态，推动区域联防联控。