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大客车轮胎磨损颗粒物散射及其对呼吸健康的风险研究 被引量：1
1
作者 黄海波 杜龙飞 +3 位作者 任睿 王巍嵩 贺华波 施恒 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第2期723-731,共9页
随着新能源汽车的发展以及日益严格的排放法规,轮胎磨损颗粒物(Tire Wear Particles, TWPs)的排放已经超过尾气排放,成为道路交通“非尾气”排放的一个重要来源。研究建立了大客车-花纹轮胎-轮胎磨损颗粒物的气固两相流模型,并探究了不... 随着新能源汽车的发展以及日益严格的排放法规,轮胎磨损颗粒物(Tire Wear Particles, TWPs)的排放已经超过尾气排放,成为道路交通“非尾气”排放的一个重要来源。研究建立了大客车-花纹轮胎-轮胎磨损颗粒物的气固两相流模型,并探究了不同车速下大客车轮胎磨损颗粒物的空间质量浓度分布特性。结果显示:TWPs的散射轨迹受车辆外部流场和车尾涡旋的影响,不同粒径的磨损颗粒物在散射过程中呈现出明显分层现象;在纵向上,磨损颗粒物扩散高度呈先升高后保持稳定的现象,且扩散高度随车速差异逐渐稳定在3.45~3.76 m;在横向上,最大扩散宽度稳定在6.0 m左右;颗粒物质量浓度沿车侧方向遵循近似的正态分布,在车速为20 km/h,距车辆左右对称面宽度为4.3 m、距地面高度为0.4 m处,达到峰值85.1μg/m^(3),在距离对称面宽度为4.0~5.0 m,高度为0~1.0 m范围是呼吸健康的潜在危险区域。研究获取了大客车轮胎磨损颗粒物的空间扩散分布特性和质量浓度分布规律及对生物体呼吸健康的影响,为大客车颗粒物造成的环境问题研究及其捕集策略的制定提供了科学参考。 展开更多
关键词 环境工程学 “非尾气”排放 气固两相流模型 轮胎磨损颗粒物 质量浓度分布 呼吸健康
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典型轮胎磨损颗粒中重金属的含量特征及生态和健康风险评估
2
作者 梁亚迪 姚雪雯 +4 位作者 李涵博 陈志怀 历红波 欧阳铭韩 罗小三 《生态环境学报》 北大核心 2025年第11期1770-1777,共8页
轮胎磨损颗粒物(Tire Wear Particles,TWPs)作为环境中微塑料的主要来源之一,其所含的重金属等添加剂和污染物成分不仅通过径流等途径对生态系统造成风险,也会经扬尘等形式进入空气而威胁人体健康,但相关信息尚极度匮乏。为探究不同类... 轮胎磨损颗粒物(Tire Wear Particles,TWPs)作为环境中微塑料的主要来源之一,其所含的重金属等添加剂和污染物成分不仅通过径流等途径对生态系统造成风险,也会经扬尘等形式进入空气而威胁人体健康,但相关信息尚极度匮乏。为探究不同类型轮胎来源TWPs的重金属污染特征,在实验室模拟制备了重型货车、轻型货车、乘用汽车、摩托车、自行车这5种常见车型共计11个代表性的全新轮胎的胎面磨损颗粒,分析了其典型重金属(Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn)的含量分布,并采用潜在生态风险指数(IER)对TWPs进入水环境后其重金属的生态风险进行了评价,以及非致癌危害(IH)和致癌风险(ICR)指数对其大气颗粒物呼吸暴露途径进行人体健康风险评估。结果如下:不同类型TWPs中所测重金属元素总含量为重型货车>轻型货车>乘用汽车>摩托车>自行车轮胎,其中Zn含量以乘用汽车TWPs最高,Cr为摩托车最高,其它元素均以重型货车最高;TWPs中各元素平均含量为Zn>>Mn>Cr>Pb>Cu>Ni>Cd。沉积物生态风险方面,TWPs中各元素的平均顺序为Cu>Pb>Zn>Ni>Cd>Cr>>Mn,IER为重型货车(尤其是Cd、Pb、Cu)>>轻型货车>摩托车>乘用汽车>>自行车。TWPs中重金属经扬尘吸入暴露的人体健康风险方面,非致癌危害为儿童高于成人,Mn>Cr>Cd>>Pb>Zn>Ni>Cu,重型货车>>摩托车>轻型货车>乘用汽车>自行车;终身致癌风险为Cr>>Cd>Ni,摩托车>>重型货车>轻型货车>乘用汽车>自行车;职业人群、儿童需加强防护。可见,轮胎胎面材料所含的有害重金属成分可通过道路交通排放TWPs形式进入水体和大气环境分别造成生态(Cu、Pb)和健康(Cr、Mn、Cd)风险,尤其是重型货车和摩托车,因此环境中微塑料和重金属的污染防控需加强相关针对性措施。 展开更多
关键词 微塑料 轮胎磨损颗粒物(twps) 重金属污染 环境风险评价 轮胎类型
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轻型汽车轮胎磨损颗粒物排放特征及影响因素 被引量：3
3
作者 韩全康 陈宏飞 +4 位作者 祖雷 张宇哲 王运静 谢沛远 朱仁成 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6018-6024,共7页
为探明轮胎磨损颗粒物(TWPs)的排放特征,针对典型轻型汽车开展了基于实际道路行驶的轮胎磨损排放测试,系统分析了TWPs的理化特征及受环境温度、车辆类型、机动车整备质量和轮胎位置等因素的影响.结果表明:TWPs主要金属元素有Si、Ca和Na... 为探明轮胎磨损颗粒物(TWPs)的排放特征,针对典型轻型汽车开展了基于实际道路行驶的轮胎磨损排放测试,系统分析了TWPs的理化特征及受环境温度、车辆类型、机动车整备质量和轮胎位置等因素的影响.结果表明:TWPs主要金属元素有Si、Ca和Na等,尺寸集中于5~30μm,外观呈球形、棒状、团聚及不规则等多种形状,OC/EC平均值为4.8;秋冬季TWPs平均排放因子(112.7mg/km)略高于春夏季(104.6mg/km);汽车整备质量与TWPs排放因子呈一定正相关性;电动汽车TWPs排放因子(70.2~177.6mg/km)略高于燃油汽车(54.2~155.2mg/km);轻型汽车前胎TWPs排放量平均高于后胎6%~30%;经测算,2022年全国轻型汽车TWPs年排放总量达48.1万t,高于尾气细颗粒物排放. 展开更多
关键词 非尾气颗粒物 轮胎磨损 轻型汽车 排放因子 理化特征
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重型集装箱卡车轮胎磨损颗粒物散射的分布特性
4
作者 蒋维琦 施恒 +4 位作者 黄海波 彭为 任睿 杜龙飞 许一伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2251-2258,共8页
建立了流固颗粒相单向耦合的重型集装箱卡车空气动力学模型,研究了不同车速下轮胎磨损颗粒物的空间和浓度分布。研究结果表明:重型卡车轮胎磨损颗粒物扩散受车尾涡流影响较大;在横向上,扩散宽度在车后呈现先增大后稳定的趋势,最宽可以达... 建立了流固颗粒相单向耦合的重型集装箱卡车空气动力学模型,研究了不同车速下轮胎磨损颗粒物的空间和浓度分布。研究结果表明:重型卡车轮胎磨损颗粒物扩散受车尾涡流影响较大;在横向上,扩散宽度在车后呈现先增大后稳定的趋势,最宽可以达到3.0 m,颗粒物浓度呈现先升高后降低的趋势,在横向1.0 m位置达到最高值0.34 mg/m^(3);在纵向上,磨损颗粒物扩散高度先升高后保持高度,在车后方4.0 m位置最高可以达到4.8 m左右,颗粒物浓度呈现先升高后降低的趋势,浓度最高可达到0.33 mg/m^(3),出现在车后方1.0 m截面0.5 m高度位置。获得的轮胎磨损颗粒物的空间扩散分布特性和浓度分布规律可为重型集装箱卡车颗粒物造成的环境问题研究及其捕集策略的制定提供科学参考。 展开更多
关键词 重型卡车 空气动力学 轮胎磨损颗粒物 轮胎 分布特性
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轮胎磨损颗粒物精细化组分污染特征研究
5
作者 郭全有 门正宇 +3 位作者 吴琳 张新峰 杨宁 毛洪钧 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期823-828,835,共7页
为明晰机动车轮胎磨损颗粒物(TWPs)的污染特征,从而为大气颗粒物来源解析提供更详细的成分谱数据,利用轮胎耐久性测试平台对10种国内市场上主流的轮胎进行TWPs采样,并分析了22种无机元素、10种水溶性离子、有机碳(OC)和元素碳(EC)的含... 为明晰机动车轮胎磨损颗粒物(TWPs)的污染特征,从而为大气颗粒物来源解析提供更详细的成分谱数据,利用轮胎耐久性测试平台对10种国内市场上主流的轮胎进行TWPs采样,并分析了22种无机元素、10种水溶性离子、有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量。结果表明,TWPs中碳质组分最丰富,OC和EC的质量分数平均值分别为44.0%、9.3%,主要来源于胎面颗粒。OC/EC的平均值为4.9,说明OC存在二次来源。无机元素的质量分数平均值为9.3%,其中Si和Zn最丰富,质量分数分别为7.4%、0.9%。水溶性离子的质量分数平均值为3.4%,最主要的阴离子和阳离子分别是SO_(4)^(2-)和NH^(+)_(4)。四季胎产生的TWPs中OC、EC、无机元素和水溶性离子含量均高于冬季胎。OC、Si和Al在TWPs中的含量随轮胎速度等级升高而呈现明显增加趋势。 展开更多
关键词 轮胎磨损 成分谱 颗粒物 轮胎类型
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机动车轮胎磨损颗粒物化学组分特征研究 被引量：13
6
作者 吴琳 张新峰 +4 位作者 门正宇 张静 常俊雨 张宝玺 毛洪钧 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1486-1492,共7页
为研究机动车道路行驶过程中轮胎磨损排放的颗粒物理化特性,利用轮胎轮廓仿真磨耗仪,对国内主流17种轮胎胎面进行仿真磨耗实验,获得颗粒物样品,提取并检测其中18种元素和20种多环芳烃(PAHs)的含量.结果显示,元素和PAHs含量因轮胎品牌和... 为研究机动车道路行驶过程中轮胎磨损排放的颗粒物理化特性,利用轮胎轮廓仿真磨耗仪,对国内主流17种轮胎胎面进行仿真磨耗实验,获得颗粒物样品,提取并检测其中18种元素和20种多环芳烃(PAHs)的含量.结果显示,元素和PAHs含量因轮胎品牌和速度等级的不同而差异显著.18种元素平均含量为(99.04±68.43)mg/g,占样品总重的9.90%,其中Si(88.97±67.85)mg/g、Zn(6.77±1.64)mg/g和Na(1.05±0.75)mg/g的平均含量均超过1mg/g,Cd的含量最低,为(0.43±0.31)μg/g.20种PAHs含量之和(∑20PAHs)在12.13~433.64μg/g,平均为(94.13±110.18)μg/g,PY的平均含量最高(30.98±31.27)μg/g,其次是CHR、BaP、FA、PHE和BghiP,平均含量最低的是AC(0.58±0.2)μg/g;从环数看,以4环PAHs为主(占∑20PAHs的45.03%~67.93%),其次为3环(平均含量为15.45%)和5环(平均含量为12.62%).总体来说,国外品牌轮胎样品中元素和PAHs含量略高于国内品牌,而主要PAHs环数略低于国内品牌. 展开更多
关键词 轮胎 磨损 颗粒物 元素 多环芳烃
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轮胎磨损颗粒物形貌及产生机理的实验研究 被引量：9
7
作者 刘金朋 黄海波 +1 位作者 李淑欣 余旭东 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期587-593,共7页
采用自行设计的磨损试验机采集轮胎-路面摩擦副产生的轮胎磨损颗粒物,通过光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)分析和讨论了不同负载、速度和胎压工况影响下磨损颗粒物的表面形貌、粒度及磨损胎面形貌,建立了磨损颗粒物与胎面磨损形态的关... 采用自行设计的磨损试验机采集轮胎-路面摩擦副产生的轮胎磨损颗粒物,通过光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)分析和讨论了不同负载、速度和胎压工况影响下磨损颗粒物的表面形貌、粒度及磨损胎面形貌,建立了磨损颗粒物与胎面磨损形态的关系.结果表明:轮胎磨损颗粒物的粒度和数量类似正态分布,粒度主要集中在100~300μm.轮胎磨损颗粒物的主要产生机理是胎面疲劳剥落,形式主要为片状剥落和卷曲磨损共存,卷曲磨损会导致更多的磨损颗粒物脱离.载荷可使两种磨损形式的主导地位发生转变.接触界面应力提高会使团絮状胎面磨损颗粒物增多,速度增大会明显减小磨损颗粒物粒度.对小于10μm颗粒物来说,工况对其数量影响的主次顺序依次为速度、胎压和载荷.本研究可以为减少因轮胎磨损而导致的磨屑次生危害提供可供借鉴的理论指导. 展开更多
关键词 轮胎 磨损 颗粒物 机理 形貌 粒度
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橡胶防老化剂6PPD及其臭氧化产物6PPD-Q的环境分布和生物毒性 被引量：10
8
作者 李嘉瑶 申慧敏 +1 位作者 徐婷婷 郭英 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1407-1421,共15页
本文总结了6PPD-Q(N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌)及其前体物质6PPD(N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺)在环境介质大气、水体、土壤中的来源及其分布情况,并陈述了6PPD和6PPD-Q相关的细胞毒性、生物毒性研究进展,以及对人类健... 本文总结了6PPD-Q(N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌)及其前体物质6PPD(N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺)在环境介质大气、水体、土壤中的来源及其分布情况,并陈述了6PPD和6PPD-Q相关的细胞毒性、生物毒性研究进展,以及对人类健康可能的影响等.现有研究表明,6PPD和6PPD-Q主要源于橡胶轮胎磨损颗粒物,可附着于大气细颗粒物在大气、水体和土壤中迁移;具有细胞毒性,可抑制细胞增殖;具有生物毒性,对某些种类的鲑鱼造成急性毒性,并产生发育毒性;能够引起人体产生过敏性皮炎等.今后应深入研究6PPD和6PPD-Q与其他橡胶轮胎添加剂的联合毒性作用及其有关的生态风险评价. 展开更多
关键词 6PPD 6PPD-quinone 环境分布 生物毒性 橡胶轮胎磨损颗粒物
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