PROJEKTITIEDOTE

M2T9918

Projektin nimi  Nykyaikaisen ajoneuvomoottorin pakokaasun hiukkasmittaus. Hiukkaskoko ja hiilen laatu
Raportointiaika  Toukokuu 2000
Raportointikausi   1.11.1999 – 31.4.2000

Hankkeen eteneminen raportointikaudella 

(Tähänastiset tulokset, mahdolliset muutokset projektisuunnitelmaan, mahdolliset ongelmat ja niiden aiheuttamat toimenpiteet)
Hankkeen toimintavuosi on 1.5.99 – 30.4.2000. VTT koordinoi hanketta ja raportoi sen Tekesille. 
VTT järjesti yhteisten mittausjaksojen koeolosuhteet omissa tiloissaan. Jaksossa mitattiin dieselhenkilöauton hiukkasia Euro II- ja Euro IV –rikkitason polttoaineilla. VTT teki mittaukset yhteisistä dieselajoneuvon olosuhteista DLPI:llä ja PM 2.5 –virtuaali-impaktorilla. Lisäksi tehtiin kuumaimpaktorimittaukset valikoiduista olosuhteista tavoitteena arvioida haihtuvan (orgaanisen) aineen osuutta massakokoluokitelluissa hiukkasissa. Valikoituja SOF –määrityksiä virtuaali-impaktorikalvoista on vielä tekeillä. 
Fortum on toimittanut koepolttoaineet DIKC:n (23 ppm S) ja Euron (430 ppm S), sekä niiden analyysitiedot, jotka sisältävät mm. yksityiskohtaisen PAH –erittelyn Kuopion yliopiston tarpeita varten. Fortum on kerännyt kokonaishiukkaset SOF -, sulfaatti- ja PAH –analyyseja varten suurikapasiteettisella keräimellä. Nämä näytteet on analysoitu. Analyysitulosten käsittely ja raportointi on meneillään. Näytteistä tehdään myös toisessa hankkeessa hiukkasten biologia vaikutuksia arvioivien menetelmien testausta. Ilmatieteen laitos on rakentanut graimetrisen massapitoisuuden määrityksiä varten mittauskammion, jonka sisällä näytteet voidaan punnita tunnetuissa kosteusolosuhteissa. Kammion kosteudensäätöä ja toimivuutta on testattu. 
Mittauksissa VTT:ssä joulukuussa 1999 kerättiin näytteet sekä massapitoisuus- että kokojakaumamäärityksiä varten. Menetelminä olivat suodatinkeräys virtuaali-impaktoria käyttäen ja alipaineimpaktori. Virtuaaliimpaktori-näytteet kerättin kvartsisuodattimelle, joista massan lisäksi analysoitiin termis-optisella menetelmällä sekä orgaaninen (OC) että epäorgaaninen (EC) hiili. Alipaineimpaktorinäytteistä määritettiin hiukkasten massakokojakauma. Tulosten käsittely on kesken.
TTKK:n sovittu mittaussarja VTT:ssä on tehty. Tiheysanalyysi ELPI/SMPS jakaumista on tehty ja saatujen tiheyksien hiukkaskokoriippuvuudesta on arvioitu hiukkasten rakennetta (fraktaalidimensio), Myös vertailua ELPI ja LPI mittausten välillä on tehty. SEM analyysi on vielä kesken ja valmistunee kesän kuluessa. Kuopion yliopisto on tehnyt kokonaishiukkasten kokonais PM –määritykset sekä kvartsisuodattimien kokonaishiukkasten OC/EC –analyyseja itse rakennetulla termiseen käsittelyyn ja reaktiokaasuihin perustuvalla OC/EC –laitteella (termisoptinen hiilianalysaattori). SMPS -mittaukset on tehty termodenuderin kanssa sekä ilman, ilman sekundäärilaimennusta. Kokoluokiteltujen hiukkasten haihtuvuuden mittauksia termodenuderilla ja tandem-DMA –tekniikalla  ei tehty, koska tulosten tulkinta on muissa yhteyksissä todettu vaikeaksi. Hiukkasten fotoionisaatiovasteen mittauksia DMA:lla kokofraktioiduista hiukkasista sekä fraktioimattomista hiukkasista on tehty. Pääosa tuloksista on vielä käsittelemättä. 1. tutkimusvuoden raportointi on valmis (ks. raportit). 

Resurssien käyttö verrattuna projektisuunnitelmaan (budjetti, työaika)

Projekti käynnistyi n. 7 kk viivästyneenä rahoituspäätöksen viipymisen vuoksi. Vuoden 1999 koejakso ajoittui vuodenvaihteen 1999-2000 molemmin puolin. Tästä syystä ensimmäisen vuoden tulosten käsittely on kesken. VTT:n osalta budjetti oli alimitoitettu. Siinä ei oltu otettu riittävästi huomioon projektin koordinoinnin ja hallinnoinnin vaatimia resursseja. Ilmatieteen viivästyivät projektityöntekijän poislähdön vuoksi. TTKK:n osalta projektiin käytetty työaika on ollut pienempi kuin projektisuunnitelmassa arvioitu, samoin toteutunut budjetti. Kuopion yliopiston tiedot puuttuvat.

Suunnitellut tehtävät seuraavalle kaudelle

VTT analysoi dieselmittausten kokojakaumamittausten tulokset loppuun ja tekee puuttuvat SOF –määritykset virtuaali-impaktorikalvoilta. TTKK analysoi dieselpakokaasusta otettujen SEM näytteet. Fortum tekee kokonaishiukkasmassanäytteiden kemialliset analyysit loppuun. Ilmatieteen laitoksen mukaan massapitoisuuden tarkka määrittäminen kvartsisuodattimelta on vaikeaa. Tulevissa bensiinipakokaasumittauksissa kerätään näytteet kahdella virtuaali-impaktorilla siten, että massa voidaan määrittää teflonsuodattimelta ja OC/EC kvartsisuodattimelta. Teflon-suodattimelle kerätty hiukkasmassa punnitaan eri kosteusolosuhteissa. Hiilen hiukkaskokojakauman määrittäminen on mahdollista alipaineimpaktoria käyttäen ainakin dieselpakokaasusta, mutta bensiinipakokaasujen hiukkaspitoisuus voi olla liian alhainen. Seuraavan kauden aikana tehdään keräyksiä asian testaamiseksi. Kuopio analysoi loppuun dieselmittaustensa tulokset. Kuopion massamittaukset kvartsisuodattimilta ovat epävarmoja.
Suunnitellaan ja käynnistetään toiselle tutkimusvuodelle ajatellut modernin bensiiniajoneuvon hiukkasmittaukset dieselkokeita vastaavalla tavalla, tutkimussuunnitelman mukaisesti. Oleellisia muutoksia ei ole tullut. Suunnittelu on tarkoitus käynnistää kesäkuussa. Vuonna 2000 mittausjaksot toteutetaan sekä Fortum Oil & Gasin että VTT Energian moottorilaboratorioissa vuoden loppupuolella. Mittaussarja Fortumilla on suunniteltu loka-marraskuulle. 
Mittaussarjoista kerätään ja analysoidaan näytteitä edellisen jakson kokemusten mukaisesti, mahdollisesti myös vaihtoehtoisilla/auusilla tavoilla. 
Työterveyslaitos käyttää bulkkinäytteitä biologisia vaikutuksia mittaavien testien kehittämiseen. 

Raportit ja muut julkaisut

Maija Lappi et al. Nykyaikaisen ajoneuvomoottorin pakokaasun hiukkasmittaus: hiukkaskoko ja hiilen laatu – Dieselhenkilöautokokeet. M2T9918-1, Elokuu 2000. 

 


Päivitys 16.10.2000 /JKL