Traceability Discussion on China VI Standard Automobile Exhaust Emission Detection
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摘要: 随着我国汽车保有量不断增加,汽车尾气造成的污染问题日益严峻,为了控制环境污染问题,我国早在1987年颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》。2013年欧盟发布了欧六标准(EURO VI A- VI D),我国借鉴欧六标准结合本国国情,于2016年颁布GB
18352.6 -2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(以下简称国六标准),并于2020年1月始分阶段实施,该标准对汽车尾气排放的监管和质量控制溯源提出了新的要求。对比国五标准和国六标准排放物质量控制要求的区别,介绍了国六排放标准中更新排放限制的污染物:一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、非甲烷碳氢化合物(NMHC)、氧化亚氮(N2O)、粒子数量(PN)、 颗粒物(PM)等的测量方法。同时从汽车尾气排放国家气体标准物质研制、计量标准的建立以及全国汽车检测中心的成立等方面介绍了我国尾气排放检测和溯源技术。分析了现有能力和技术水平无法满足国六标准中部分排放检测要求,提出了目前溯源技术中需要进一步优化研究的项目,如粒子数量(PN)测量仪中凝结核粒子计数器,指出下一步对颗粒浓度衰减系数、挥发性颗粒物去除效率、稀释比等计量指标需要加快研究和完善。针对欧六标准规定的一氯二甲酸酯、苯并[a]芘污染物测定要求,我国目前还没有相应标准物质和溯源体系,需研发符合要求的标准物质并建立溯源标准,做好技术储备,以应对国际国内日益更新的质控要求,并对欧洲第七阶段排放标准(欧7)提案的发布提出应对建议。Abstract: As the number of vehicles in China continues to increase, pollution from automobile exhaust has become increasingly severe. To control environmental pollution, China promulgated the "Air Pollution Prevention and Control Law of the People's Republic of China" as early as 1987. In 2013, the European Union released the Euro VI standard (EURO VI A-VI D). China, drawing on the Euro VI standard and considering its national conditions, issued GB 18352.6-2016 "Limits and Measurement Methods for Emissions from Light-Duty Vehicles (China 6)" (hereinafter referred to as the China VI standard) in 2016, which was implemented in phases starting from January 2020. This standard has set new requirements for the regulation and quality control traceability of automobile exhaust emissions. This article compares the differences in emission quality control requirements between the China V and China VI standards, and introduces the measurement methods for updated emission-limited pollutants in the China VI standard, including carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), non-methane hydrocarbons (NMHC), nitrous oxide (N2O), particle number (PN), and particulate matter (PM). It also describes China's exhaust emission detection and traceability technology from the aspects of developing national gas reference materials, establishing measurement standards, and founding national automobile testing centers. The analysis shows that existing capabilities and technical levels cannot meet some emission detection requirements in the China VI standard. The article proposes areas in current traceability technology that need further optimization, such as the condensation particle counter in particle number (PN) measurement instruments. It points out that research and improvement should be accelerated on metrological indicators like particle concentration attenuation coefficient, volatile particle removal efficiency, and dilution ratio. Regarding the requirements for determining methyl chloroformate and benzo[a]pyrene pollutants specified in the Euro VI standard, China currently lacks corresponding reference materials and traceability systems. It is necessary to develop compliant reference materials and establish traceability standards to prepare for increasingly updated quality control requirements both domestically and internationally. The article also offers suggestions in response to the proposed European seventh stage emission standard (Euro 7).-
Key words:
- metrology /
- automobile exhaust /
- China VI standard /
- regulation /
- traceability /
- quality control /
- measurement methods
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图 1 NDIR检测原理图[13]
Figure 1. Schematic diagram of NDIR detection
图 2 氮氧化物测量系统示意图[17]
Figure 2. Schematic diagram of NOx measurement system
图 3 ECD结构示意图[21]
Figure 3. ECD structure diagram
图 4 FID结构示意图[32]
Figure 4. FID structure diagram
图 5 CPC结构示意图[34]
Figure 5. CPC structure diagram
污染物 国五 国六A 国六B CO 1000 mg/km 700 mg/km 500 mg/km THC 100 mg/km 100 mg/km 50 mg/km NMHC 68 mg/km 68 mg/km 35 mg/km NOx 60 mg/km 60 mg/km 35 mg/km N2O / 20 mg/km 20 mg/km PM 4.5 mg/km 4.5 mg/km 3.0 mg/km PN / 6.0×1011/km 6.0×1011/km 表 2 NO气体国际比对结果(单位:μmol/mol)
Table 2. International comparison results for NO gas (unit: μmol/mol)
NMI Submitted or interpolated value Reference value Degree of equivalence xi u(xi) xR.i u(xR.i) Di u(Di) BFKH 70.050 0.240 70.620 0.123 −0.570 0.539 CERI 68.760 0.110 68.771 0.144 −0.011 0.362 GUM 71.100 0.550 69.758 0.089 1.315 1.114 KRISS 70.085 0.161 69.864 0.069 0.221 0.350 LNE 69.990 0.080 70.020 0.070 −0.030 0.213 NIM 69.900 0.175 69.905 0.064 −0.005 0.372 NMIA 69.980 0.155 69.953 0.052 0.027 0.327 NMISA 70.090 0.105 69.930 0.066 0.160 0.249 NPL 69.863* 0.087 70.007 0.062 −0.144 0.214 VSL 70.050 0.105 70.094 0.087 −0.044 0.272 NNIST 70.401* 0.176 70.354 0.076 0.047 0.383 表 3 NO2 国际比对结果
Table 3. International comparison results for NO2
NMI Cylinder Di1 (μmol/mol) u(Di1) (μmol/mol) CERI CPB25961 0.091 0.214 CERI CP18969 0.058 0.221 GUM No D298386_1 0.169 0.404 GUM No D298387_1 0.141 0.503 INRIM P27787/D247449 0.631 0.185 INRIM D247448 0.643 0.151 KRISS D596920 0.689 0.309 KRISS D596882 0.780 0.309 LNE 1191 0.202 0.333 LNE 11183 0.199 0.284 METAS 10918 −0.120 0.346 METAS 10919 −0.145 0.357 NIM L62804125 0.023 0.133 NIM L62804135 0.050 0.116 NMIA MK0806 0.396 0.233 NMIA MK0807 0.541 0.372 NMISA D626618 0.422 0.151 NMISA D626554 0.402 0.147 NPL 2448 − − NPL S357 − − SMU MY9742 0.388 0.233 SMU MY9728 0.748 0.347 UME PSM499791 0.752 0.161 UME PSM499783 0.843 0.175 VNIIM 614632 0.500 0.248 VNIIM 5603778 0.255 0.262 VSL VSL105804 0.125 0.199 VSL VSL105806 0.103 0.208 表 4 参与气体国际比对项目
Table 4. Participated gas international comparison projects
No. Title Analyte Time 1 CCQM-k1a CO in N2 1994 2 CCQM-k1b CO2 in N2 1994 3 CCQM-k1c NO in N2 1995 4 CCQM-k1d SO2 in N2 1996 5 CCQM-k1e Natural gas I 1997 6 CCQM-k1f Natural gas II 1997 7 CCQM-k1g Natural gas III 1997 8 CCQM-k3 CO、CO2、C3H8 in N2 1998 9 CCQM-k4 C2H5OH in Air 1999 10 CCQM-k16a Natural gas IV 2001 11 CCQM-k16b Natural gas V 2001 12 CCQM-P71 C6H6 in N2 2003 13 CCQM-P51 SF6、CF4 in N2 2004 14 CCQM-k23a Natural gas 2004 15 CCQM-k23c Natural gas 2004 16 CCQM-k23b Natural gas 2005 17 CCQM-k41 H2S in N2 2005 18 APMP.QM-k1.d SO2 in N2 2006 19 APMP.QM-k4.1 C2H5OH in N2 2006 20 APMP.QM-k1.c NO in N2 2006 21 CCQM-k52 CO2 in Air 2007 22 BIPM.QM-k1 O3 2007 23 CCQM-k51 CO in N2 2008 24 CCQM-k68 N2O in Air 2008 25 CCQM-k71 Stack gas 2008 26 CCQM-k66 Purity of CH4 2009 27 CCQM-K74 NO2 in N2 2009 28 CCQM-K77 Refinery gas 2010 29 CCQM-K76 SO2 in N2 2010 30 APMP.QM-k41 H2S in N2 2010 31 APMP.QM-K53 O2 in N2 2011 32 CCQM-K93 C2H5OH in N2 2011 33 CCQM-K94 DMS in N2 2012 34 CCQM-K84 CO in Air 2012 35 CCQM-K101* Trace O2 in N2 2013 36 CCQM-K82 CH4 in Air 2013 37 CCQM-K113 Nobel gas 2014 38 BIPM.QM-K1 O3 2014 39 APMP.QM-K111 Propane in N2 2015 40 APMP.QM-K46 NH4 in N2 2015 41 CCQM-K116 H2O in N2 2016 42 CCQM-K90 CH2O in N2 2016 43 CCQM-K120 CO2 in air 2016 44 CCQM-K137 NO in N2 2017 45 APMP.QM-S12 BTEX in N2 2017 46 APMP.QM-S13* N2O in N2 2017 47 CCQM K-74 NO2/N2 2017 48 CCQM-K117 NH3/N2 2018 49 CCQM-K118 Natural gas 2018 50 APMP.QM-S14 HAPs in N2 2018 -
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