ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC LÊ MINH TUẤN TỪ PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG – XE MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI – 2015... ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
LÊ MINH TUẤN
TỪ PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG – XE MÁY
LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
HÀ NỘI – 2015
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
LÊ MINH TUẤN
TỪ PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG – XE MÁY
LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm
Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Trường Giang
HÀ NỘI – 2015
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình
Học viên
Lê Minh Tuấn
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự
hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của Tiến sĩ Lê Trường Giang đã hết lòng giúp đỡ,
dạy bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình
hoàn thành luận văn tốt nghiệp
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giảng dạy trong chương trình cao học
“Biến đổi khí hậu” đã truyền dạy những kiến thức quý báu, những kiến thức này
rất hữu ích và giúp tôi nhiều khi thực hiện nghiên cứu
Xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè, đồng
nghiệp đã luôn ở bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi học tập làm việc và hoàn
thành luận văn
Tôi xin chân thành cảm ơn
Trang 51
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 8
1 1 Khái quát chung về khí nhà kính (KNK) 8
1 1 1 Tác động tích cực của KNK đến môi trường 8
1 1 2 Tác động tiêu cực của KNK đến môi trường 9
1 1 3 Các khí nhà kính 9
1 1 4 Công ước, nghị định pháp lý liên quan 12
1 2 Vai trò của N2O đối với biến đổi khí hậu 14
1 2 1 Tác hại của Nitơ Oxit 15
1 2 2 Ảnh hưởng của NOx đến sức khỏe con người 15
1 2 3 Ảnh hưởng của NOx đến thực vật 16
1 2 4 Ảnh hưởng đến quang hợp 17
1 3 Tình hình nghiên cứu khí N2O trên thế giới 18
1 3 1 Phát thải khí N2O 18
1 3 2 Tình hình nghiên cứu khí N2O từ các phương tiện giao thông trên thế giới 19
1 4 Tình hình nghiên cứu khí N2O tại Việt Nam 23
CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2 1 Hiện trạng phát triển các phương tiện giao thông đường bộ, đặc biệt là xe máy tại Việt Nam 26
2 2 Cơ chế hình thành N2O trong động cơ 27
2 2 1 Cơ chế hình thành NOx trong quá trình cháy của động cơ đốt trong 29
2 2 2 Các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong 30
2 3 Đối tượng nghiên cứu 34
2 4 Phạm vi nghiên cứu 35
2 5 Phương pháp nghiên cứu 35
2 5 1 Lấy mẫu và phân tích 36
Trang 62
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41
3 1 Thực nghiệm 41
3 1 1 Các loại xe máy thử nghiệm 41
3 2 Chế độ vận hành thử nghiệm 42
3 3 Tính toán phát thải khí N2O từ phương tiện xe máy 42
3 3 1 Kết quả thực nghiệm đối với xe đăng ký trước năm 2010 43
3 3 2 Kết quả thực nghiệm đối với xe đăng ký sau năm 2010 49
3 3 3 Tổng hợp kết quả phân tích khí N2O của xe máy đăng ký trước năm 2010 và sau năm 2010 56
3 3 4 Phương pháp tính tổng lượng phát thải từ phương tiện cơ giới 58
3 4 Đề xuất các biện pháp giảm thiểu khí nhà kính N2O từ khí thải xe máy 60 3 4 1 Giảm mức độ phát sinh ô nhiễm ngay từ nguồn 60
3 4 2 Động cơ đánh lửa cưỡng bức 60
3 4 3 Xử lí khí xả bằng bộ xúc tác 62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63
1 Kết luận 63
2 Kiến nghị 64
Trang 73
Danh mục chữ viết tắt
Trang 84
Danh mục bảng
Bảng 1 Tiềm năng nóng lên toàn cầu của một số khí nhà kính so với khí CO2 12
Bảng 2 Tỷ lệ phương tiện không đạt mức tiêu chuẩn khí thải khi kiểm tra (khảo
sát năm 2007 – đo ở chế độ không tải – Bộ GTVT) 27
Bảng 3 Các loại xe máy đăng ký trước năm 2010, được thử nghiệm 34
Bảng 4 Các loại xe máy đăng ký sau năm 2010, được thử nghiệm 35
Bảng 5 Các loại xe máy đăng ký trước năm 2010, được thử nghiệm 41
Bảng 6 Các loại xe máy đăng ký sau năm 2010, được thử nghiệm 42
Bảng 7 Kết quả phân tích nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy trong chế độ chạy vận hành tại tốc độ 20km/h 43
Bảng 8 Kết quả phân tích nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy trong chế độ chạy vận hành tại tốc độ 30 km/h 43
Bảng 9 Kết quả phân tích nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy trong chế độ chạy vận hành tại tốc độ 40 km/h 44
Bảng 10 Giá trị nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số (ppm) 44
Bảng 11 Giá trị nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số (mg/m3) 45
Bảng 12 Tải lượng khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số (mg/s) 46
Bảng 13 Lượng phát thải khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số (mg/km) 46
Bảng 14 Kết quả phân tích nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy – xe ga 48
Bảng 15 Tổng hợp nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy – xe ga 48
Bảng 16 Kết quả phân tích nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy trong chế độ chạy vận hành tại tốc độ 20km/h 50
Bảng 17 Kết quả phân tích nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy trong chế độ chạy vận hành tại tốc độ 30 km/h 50
Bảng 18 Kết quả phân tích nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy trong chế độ chạy vận hành tại tốc độ 40 km/h 51
Bảng 19 Giá trị nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số (ppm) 51
Bảng 20 Giá trị nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số (mg/m3) 52
Bảng 21 Tải lượng khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số (mg/s) 53
Bảng 22 Lượng phát thải khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số (mg/km) 53
Bảng 23 Kết quả phân tích nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy – xe ga 54
Bảng 24 Kết quả tổng hợp nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy – xe ga 55
Trang 95
Bảng 25 Tổng hợp kết quả phân tích nồng độ khí N2O của xe máy số đăng ký
trước và sau năm 2010 56
Bảng 26 Tổng hợp kết quả phân tích nồng độ khí N2O của xe máy ga đăng ký
trước và sau năm 2010 57
Trang 10
6
Danh mục hình
Hình 1 Phát thải khí Nitơ Oxit của Mỹ 19
Hình 2 Biểu đồ tăng trưởng phương tiện cơ giới đường bộ 26
Hình 3 Túi Tedlar lấy mẫu khí thải 36
Hình 4 Sơ đồ hệ thống sắc ký khí 37
Hình 5 Cột nhồi và cột mao quản 38
Hình 6 Một loại sắc đồ trong phân tích không khí 39
Hình 7 Kết quả đo đạc nồng độ khí N2O của xe máy trước năm 2010 45
Hình 8 Kết quả tính toán nồng độ khí N2O (mg/m3) 46
Hình 9 Lượng phát thải N2O của xe máy số 47
Hình 10 Lượng phát thải khí N2O của xe máy ga 49
Hình 11 Nồng độ khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số 52
Hình 12 Lượng phát thải khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe số 54
Hình 13 Lượng phát thải khí N2O trong khí thải xe máy, loại xe ga 55
Hình 14 Lượng phát thải khí N2O trong khí thải xe máy đăng ký trước và sau năm 2010, loại xe số 56
Hình 15 Lượng phát thải khí N2O trong khí thải xe máy đăng ký trước và sau năm 2010, loại xe ga 57
Trang 11
65
Tài liệu tham khảo
1 Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải
Tùng, (1997), Ô tô và ô nhiễm môi trường, nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội,
2 Cao Huy Giáp, Đỗ Công Đạt, Phạm Hữu Tuyến, Nghiên cứu tính toán hàm
lượng phát thải của xe máy trong điều kiện vận hành thực tế, Đại học Bách
khoa Hà Nội, 2010
3 Lê Anh Tuấn, Xây dựng chu trình thử nghiệm khí thải và tiêu hao nhiên liệu
đặc trưng cho xe máy ở Hà Nội (HMDC driving cycle) và bộ dữ liệu hệ số
phát thải cho xe máy, Đề tài cấp thành phố, Viện Cơ khí động lực, Đại học
Bách Khoa Hà Nội, 2009
4 Nguyễn Tất Tiến (2010), Nguyên lý động cơ đốt trong, nhà xuất bản Giáo dục,
Hà Nội,
5 PGS,TS, Phạm Minh Tuấn, Khí thải động cơ và ô nhiễm môi trường, NXB
Khoa học và kỹ thuật
6 Trần Văn Tế, Phạm Minh Tuấn, Trần Thanh Hải Tùng, Đỗ Xuân Kính, Vũ Thị
Lạt, Lê Thượng Hiền, Lê Anh Tuấn (2010), Nghiên cứu giảm ô nhiễm môi
trường do khí thải của các phương tiện giao thông gây ra, Đề tài cấp bộ
B98-28-38TD, Đại học Bách khoa Hà Nội
7 Trần Văn Nam (1997), Nghiên cứu sự hình thành CO trong ðộng cơ đánh lửa
cưỡng bức Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Đại Học Đà Nẵng
8 Trần Thanh Hải Tùng (1998), Góp phần nghiên cứu Sự hình thành NO, trong
quá trình cháy của động cơ diesel, Luận văn tiến sĩ kỹ thuật, Đại học bách
khoa Hà Nội
9 Trần Thanh Hải Tùng, Lê Anh, Phạm Minh Tuấn (2010), Nghiên cứu sử dụng
nhiên liệu thay thế trên động cơ diesel, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Hàng
hải
10 Viện khoa học khí tượng thủy văn và môi trường, Biến đổi khí hậu và tác động
ở việt nam,", 2010
Trang 1266
11 USEPA, Update of Methane and Nitrous Oxide Emission Factors for
On-Highway Vehicles, 2010
12 Åke Sjödin, D, A, C, K, A, (1995), "Estimations of Real-World N2O Emissions
from Road Vehicles by Means of Measurements in a Traffic Tunnel," Journal of
the Air & Waste Management Association: 186 - 190
13 Assunção, V, B, J, V, d, (2012), "Nitrous oxide emissions from gasohol, ethanol
and CNG light duty vehicles," Climatic Change 111: 519–531
14 Bramston-Cook, R, Method for the Determination of Nitrous Oxide in Ambient
Air and Vehicle Exhaust Using Gas Chromatography and Electron Capture
Detection, 2008
15 Becker, K H., Lorzer, J C., Kurtenbach, R Wiesen, P., Jensen, T E., and
Wallington, T J.; “Nitrous Oxide (N2O) Emissions from Vehicles,” Environ
Sci Technol., 33, 4134-4139 (1999)
16 Dasch, J, M, "Nitrous Oxide Emissions from Vehicles," Journal of the Air &
Waste Management Association, 2012
17 DELUCCHI, T, E, L, a, M, A, "Emissions of nitrous oxide and methane from
conventional and alternative fuel motor vehicles," Climatic Change 53: 477–
516, 2002,
18 Graham, L A., Rideout, G., Rosenblatt, D., Hendren, J.; “Greenhouse Gas
Emissions from Heavy-Duty Vehicles,” Atmos Environ., 42, 4665-4681 (2008)
19 J, Kurokawa, T, O,, T, Morikawa, S, Hanayama, J,-M, Greet, T, Fukui, and a,
H, A, K, Kawashima, "Emissions of air pollutants and greenhouse gases over
Asian regions during 2010–2008: Regional Emission inventory in ASia (REAS)
version 2," Atmospheric Chemistry and Physics Discussions 13: 10049–10123,
2013
20 J, L, Jimenez, J, B, M,, J,H, Shorter, D,D, Nelson, M,S, Zahniser, and G, J, M,
a, C, E, K, M, Koplow (2010), "Cross road and mobile tunable infrared laser
measurements of nitrous oxide emissions from motor vehicles," Chemosphere,
Global Change Science,, 2010
Trang 1367
21 Jiun-Horng Tsai, Y,-C, Y, Hsiu-Hsuan Li (2010), "Greenhouse Gases
Emissions from On-road Vehicles - A Case Study in Taiwan,"
22 Tao Huai, T, D, D,, J, Wayne Miller, Joseph M, Norbeck, "Estimates of the
emission rates of nitrous oxide from light-duty vehicles usingdifferent chassis
dynamometer test cycles," Atmospheric Environment 38: 6621–6629, 2004