การลอยตัวของฝุ่นบนถนนจากรถยนต์ไฟฟ้าภายใต้การทดสอบแบบคงตัวและการขับขี่เสมือนจริง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
เป็นที่ทราบกันดีว่ารถยนต์สันดาปภายในเป็นหนึ่งในแหล่งกำเนิดมลพิษทางอากาศที่สำคัญที่สุด ซึ่งในหลายประเทศรวมถึงประเทศไทยได้ให้ความสำคัญถึงปัญหานี้และสนใจที่จะเปลี่ยนมาใช้รถยนต์ไฟฟ้ามากขึ้นเพื่อลดการปล่อยมลพิษทางอากาศ แต่อย่างไรก็ตามจากการศึกษางานวิจัยพบว่ารถยนต์ไฟฟ้ายังคงมีการปล่อย PM (Particulate Matter) ที่ไม่ได้มาจากไอเสีย (Non-Exhaust PM Emission) ได้แก่ การสึกหรอของยาง (Tyre wear) การสึกหรอของระบบเบรก (Brake wear) การสึกหรอของพื้นผิวถนน (Road surface wear) และการลอยตัวของฝุ่นบนถนน (Resuspension of road dust) นอกจากนี้ยังพบว่ามีตัวแปรสำคัญคือน้ำหนักของรถยนต์ และความเร็วของรถยนต์ที่ส่งผลต่อปริมาณการปล่อย PM ที่ไม่ได้เกิดจากไอเสีย งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการปล่อย PM แบบ Non-Exhaust ที่เกิดจากรถยนต์ไฟฟ้าโดยติดตั้งอุปกรณ์วัด ปริมาณความเข้มข้นของ PM แบบ Real-time ที่บริเวณด้านหลังของล้อหน้าซ้ายในขณะที่รถยนต์ไฟฟ้าเคลื่อนที่ งานวิจัยนี้ได้ทำการทดสอบ 3 รูปแบบ คือความเร็วในการขับขี่แบบคงที่ การเบรกรถยนต์ตามมาตรฐาน ISO 21994:2007 และการทดสอบในวัฏจักรการขับขี่เสมือนจริง ซึ่งแต่ละการทดสอบจะทำการเปรียบเทียบกับน้ำหนักที่ใช้ในการบรรทุกต่างกัน 200 kg จากการทดสอบทั้ง 3 รูปแบบพบว่า เมื่อรถยนต์ไฟฟ้ามีน้ำหนักบรรทุกเพิ่มขึ้นส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงการปลดปล่อยของ PM สุทธิอย่างชัดเจน โดยในการทดสอบแบบความเร็วคงที่พบว่าเมื่อเปรียบเทียบน้ำหนักบรรทุกที่เท่ากัน ความเร็วที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้การปลดปล่อยของ PM10 เพิ่มขึ้น แต่เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นจาก 60 เป็น 80 km/hr พบว่าการปลดปล่อยของ PM1 และ PM2.5 จะเปลี่ยนแปลงไม่มากนัก แต่จะส่งผลเฉพาะต่อการเปลี่ยนแปลงการปลดปล่อยของ PM10 เท่านั้น ในการเบรกตามมาตรฐาน ISO 21994:2007 น้ำหนักที่บรรทุกเพิ่มขึ้น 200 kg ส่งผลต่อการปลดปล่อย PM เพิ่มขึ้นเกือบสองเท่า และในการทดสอบแบบวัฏจักรการขับขี่เสมือนจริง การเร่งความเร็วเพื่อออกตัวและเบรกเพื่อชะลอความเร็วส่งผลให้การปลดปล่อยของ PM จะมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน ทั้งนี้สภาพพื้นผิวถนนที่สกปรกยังเป็นปัจจัยสำคัญในการปลดปล่อยของ PM ที่เพิ่มขึ้นด้วย
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ลิขสิทธ์ ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนครReferences
C. D. B. B. Guerreiro, F. Leeuw, V. Foltescu, J. Horalek. (2014, Jan) Air Quality in Europe - 2014 Report. European Environmental Agency Copenhagen. [Online] Available: http://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2014.
A. Valavanidis, K. Fiotakis, T. Vlachogianni, “Airborne particulate matter and human health: toxicological assessment and importance of size and composition of particles for oxidative damage and carcinogenic mechanisms,” Journal of Environmental Science and Health, Part C, vol. 26, no. 4, pp. 339-362, 2008.
N. Li, M. Hao, R. F. Phalen, W. C. Hinds, A. E. Nel, “Particulate air pollutants and asthma: a paradigm for the role of oxidative stress in PM-induced adverse health effects,” Clinical Immunology, vol. 109, no. 3, pp. 250-265, Dec. 2003.
U. Gehring, R. Beelen, M. Eeftens, G. Hoek, K. de Hoogh, J. C. de Jongste, M. Keuken, G. H. Koppelman, K. Meliefste, M. Oldenwening, D. S. Postma, L. V. Rossem, M. Wang, H. A. Smit, B. Brunekreef, “Particulate matter composition and respiratory health: the PIAMA Birth Cohort Study,” Epidemiology, vol. 26, no. 3, pp. 300-309, Feb. 2015.
World Health Organisation. (2015, Aug 3). Burden of Disease from Ambient Air Pollution for 2012. [Online]. Geneva. Available: http://www.who.int/phe/health_topics/outdoorair/databases/AAP_BoD_results_March2014.pdf.
J. D. Sacks, L. W. Stanek, T. J. Luben, D. O. Johns, B. J. Buckley, J. S. Brown, M. Ross, “Particulate mattereinduced health effects: who is susceptible?,” Environ Health Perspect, vol. 119, no. 4, pp. 446-454, Apr. 2011.
T. Murrells, Y. Pang. (2013, Feb 6). Emission Factors for Alternative Vehicle Technologies. [Online]. Available: http://naei.defra.gov.uk/resources/NAEI_Emisison_factors_for_alternative_vehicle_technologies_Final_Feb_13.pdf.
A. Soret, M. Guevara and J. M. Baldasano, “The potential impacts of electric vehicles on air quality in the urban areas of Barcelona and Madrid (Spain),” Atmospheric Environment, vol. 99, pp. 51-63, Dec. 2014.
J. J. P. Kuenen, A. J. H. Visschedijk, M. Jozwicka and H. A. C. Denier van der Gon, “TNO-MACC_II emission inventory: a multi-year (2003–2009) consistent high-resolution European emission inventory for air quality modelling,” Atmospheric Chemistry and Physics, vol. 14, no. 20, pp. 10963-10976, 2014.
P G Boulter, “A Review of Emission Factors and Models for Road Vehicle Nonexhaust Particulate Matter,” TRL Project Report PPR065 for DEFRA, 2005.
A. Thorpe and R. M. Harrison, “Sources and properties of non-exhaust particulate matter from road traffic: A review,” Science of The Total Environment, vol. 400, no. 1, pp. 270-282, Aug. 2008.
M. Mathissen, V. Scheer, R. Vogt, T. Benter, “Investigation on the potential generation of ultrafine particles from the tire-road interface,” Atmospheric Environment, vol. 45, no. 34, pp. 6172-6179, Nov. 2011.
Victor R.J.H. Timmers and Peter A.J. Achten, “Non-Exhaust PM Emissions from Electric Vehicles,” Atmospheric Environment, vol. 134, pp. 10-17, Jun. 2016.
Sanders, P.G., Xu, N., Dalka, T.M., Maricq, M.M., “Airborne brake wear debris: size dis-tributions, composition, and a comparison of dynamometer and vehicle tests,” Environmental Science Technology, vol. 37, no. 18, pp. 4060-4069, 2003.
Hjortenkrans, D.S.T., Bergbäck, B.G., Häggerud, A.V., “Metal emissions from brake linings and tires: case studies of Stockholm, Sweden 1995/1998 and 2005,” Environmental Science Technology, vol. 41, no.15, pp. 5224–5230, 2007.
F. Amato, M. Pandolfi, M. Viana, X. Querol, A. Alastuey, T. Moreno, “Spatial andchemical patterns of PM10in road dust deposited in urban environment,” Atmospheric Environment, vol. 43, no. 9, pp. 1650–1659, 2009.
F. Amato, M. Pandolfi, T. Moreno, M. Furger, J. Pey, A. Alastuey, N. Bukowiecki, A.S.H. Prevot, U. Baltensperger, X. Querol, “Sources and variability of inhalable roaddust particles in three European cities,” Atmospheric Environment, vol. 45, pp. 6777-6787, 2011.
Gietl, J.K., Lawrence, R., Thorpe, A.J., Harrison, R.M., “Identification of brake wear par-ticles and derivation of a quantitative tracer for brake dust at a major roa,” Atmospheric Environment, vol. 44, no. 2, pp. 141–146, 2010.
Apeagyei, E., Bank, M.S., Spengler, J.D., “Distribution of heavy metals in road dustalong an urban-rural gradient in Massachusetts,” Atmospheric Environment, vol. 45, no. 13, pp. 2310–2323, 2011.
Harrison, R.M., Jones, A.M., Gietl, J., Yin, J., Green, D.C., “Estimation of the contribu-tions of brake dust, tire wear, and resuspension to non-exhaust traffic particles de-rived from atmospheric measurements,” Environmental Science & Technology, vol. 46, no. 12, pp. 6523–6529, 2012.
Hulskotte, J.H.J., Roskam, G.D., Denier van der Gon, H.A.C., “Elemental composition of current automotive braking materials and derived air emission factors,” Atmospheric Environment, vol. 99, pp. 436–445, Dec. 2014.
A. Simons, “Road transport: new life cycle inventories for fossil-fuelled passenger cars and non-exhaust emissions in Ecoinvent v3, The International Journal of Life Cycle Assessment, vol. 21, no. 9, pp. 1299-1313, 2013.
E. Wirojsakunchai, C. Plengsa-Ard, and W. Songkitti, “Effects of Payload on Non-exhaust PM Emissions from Hybrid Electric Vehicle during Braking Sequences,” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2022, vol. 1013, no. 1, pp. 012002.
Noh, S.-Y., K.-R. Lee, J.-H. Noh, H.-S. Kim and S.-J. Yook, “Comparison of resuspended road dust concentration for identifying optimum sampling position on a mobile laboratory vehicle," Aerosol Science and Technology, vol. 55, no. 11, pp. 1230-1238, 2021.
W. Songkitti, E. Wirojsakunchai, and T. Aroonsrisopon, "Identifying Factors that Affect Brake Wear PM Emissions during Real-World Test Conditions," SAE Technical Paper, Mar. 2022.
Nertrium. (2015). Choked Flow. [Online]. Available: https://neutrium.net/fluid-flow/choked-flow/
W. Songkitti, S. Pong-A-Mas, C. Plengsa-Ard, and E. Wirojsakunchai, “Influence of Factors on Non-Exhaust PM Emissions from Motorcycle,” Ladkrabang Engineering Journal, vol. 39, no. 1, pp. 46-53, Mar. 2022.
ISO, (2007). ISO 21994:2007. Passenger Cars — Stopping Distance at Straight-Line Braking with ABS — Open-Loop
D. R. Fitz, K. Bumiller, C. Bufalino, D. E. James, “Real-time PM10 emission rates from paved roads by measurement of concentrations in the vehicle’s wake using on-board sensors part 1. SCAMPER method characterization,” Atmospheric Environment, vol. 230, Jun. 2020.
Hagino, H., M. Oyama, and S. Sasaki, “Airborne brake wear particle emission due to braking and accelerating,” Wear, vol. 334-335, p. 44-48, 2015.