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从机动车排放看雾霾治理

2014-07-31庄国顺

质量与标准化 2014年4期
关键词:能见度硝酸盐气溶胶

文/庄国顺

(作者:复旦大学大气化学研究中心主任,复旦大学特聘教授)

大气环境是人类赖以生存的可贵资源,大气环境资源的破坏是一种不可逆的过程,恢复良好的大气环境质量,比从根本上防治大气污染要付出更多的经济代价。所以,我们应该尽早采取措施,抑制我国目前大气质量的急剧恶化。

交通源尾气是雾霾主因

雾霾,即能见度的降低,与大气中颗粒物即气溶胶的化学组成有更为本质的联系。能见度与可溶性离子的总浓度相关最为密切。图1是上海市气溶胶各种组分影响能见度的比例。

气溶胶中主要的消光物质包括有机气溶胶(OA)、硫酸盐[如(NH4)2SO4]、硝酸盐(如NH4NO3)和黑碳(BC),它们致使能见度降低而形成雾霾的消光比例分别为47%、22%、14%和12%。由此可见,依照影响能见度的作用大小排序,有机气溶胶、硫酸盐、硝酸盐和黑碳是大气中是否发生雾霾的4类决定性物质,而有机气溶胶(机动车和船舶排放中的有机烃是其主要来源)、硝酸盐(主要由氮氧化物进一步氧化产生)和黑碳均与交通源排放直接相关。

图1

研究结果显示,交通源排放的挥发性有机物(VOC)和氮氧化合物(NOx)是有机气溶胶和硝酸盐的主要前体物。北京机动车排放的VOC占大气中总VOC的36%,而上海交通源排放的NOx总量超过了工业源排放的总量。

黑碳是汽油和柴油在不完全燃烧时的主要排放物,交通源尤其是柴油车和轮船排放的黑碳是大气中黑碳的主要来源。当交通堵塞时,汽车发动机怠速空转,其黑碳排放量更大。黑碳在PM2.5组成中一般占3%~5%,但对能见度的影响达到了12%。在那些工业源较少交通却又堵塞的中小城市,交通源排放的挥发性有机物(VOC)、氮氧化合物(NOx)和黑碳都有可能超过工业源。

我们对北京和上海空气中细颗粒物PM2.5中的各种化学成分进行了长达十多年的观测,也对其中的硝酸盐和硫酸盐的相对比值进行了比较。结果发现:2000~2003年,硝酸盐与硫酸盐的比值是0.3左右;而以后此比值一直呈上升趋势,到了2012年的许多时候,此比值已经达到1;而在2013年年底和2014年初的全国性大范围雾霾事件中,两者的比值,甚至达到1.5~2.0。这一比值的变化说明包括交通源和燃煤二者排放的氮氧化物的总量近年来在快速增加。考察这次我国中东部大范围雾霾的原因,如果和两三年前的大气污染物排放状况相比较,在全国范围内,自然现象产生的沙尘、农业作物燃烧和工业煤燃烧至少维持在原来水平没有增加,唯独机动车数量剧增。因此,我们可以有根据地说,近年来交通源排放日益严重是造成大范围雾霾的主要原因。城市机动车排放已经成为我国大气污染的主要来源。

当前标准仍有完善空间

机动车排放是指其排出的CO(一氧化碳)、HC+NOx(碳氢化合物和氮氧化合物)、PM(颗粒物、碳烟)等。为了抑制这些有害气体的产生,促使汽车生产厂家改进产品以降低这些有害气体的产生,欧盟和美国都制定了相关的汽车排放标准,其中我国借鉴的汽车排放标准是欧盟标准。

与国外先进国家相比,我国汽车尾气排放法规起步较晚、水平较低。从1983年我国颁布了第一批机动车尾气污染控制排放标准开始,到现在的国Ⅴ标准,我们一直在努力追赶国际脚步。但就目前情况来看,我国汽车排放标准仍有很多不足:

1.现有欧盟标准主要考虑的是一次排放的各种气体和颗粒物对人体健康的影响,而没有考虑形成雾霾的一些因素,如当前机动车排放的有机气溶胶对雾霾起了主要作用;国Ⅴ标准相对于国Ⅳ标准主要是含硫量由原来的50 ppm减少为10 ppm,烯烃含量由第四阶段的28%降低到24%。从国Ⅳ到国Ⅴ的改变,其中虽然硫含量降低了80%,但对雾霾问题并无多大作用。真正需要减排的主要是碳氢化合物(HC)和黑碳(机动车排放的颗粒物的主要组成),而国Ⅴ规定的碳氢化合物之一的烯烃的减排量只从28%减为24%。这样的改变对我国目前严重的雾霾问题,并不能有多大改变。

2.我国曾一度强调机动车排放标准的城乡差别,对农村地区的机动车排放大大放宽要求。如今,雾霾形成都是区域性的,比如整个长江三角洲地区同时发生雾霾,已经没有城乡差别了。制定排放标准不应该再对农村地区网开一面、放宽要求;同时,对一些不符合标准的车辆也不应再打发到所谓的乡村地区而使其继续贻害整个区域的大气质量。

3.我国目前排放标准强调的是新车出厂时的排放标准,对大量原来不合格的机动车,或原来只符合国Ⅰ、国Ⅱ或国Ⅲ的车辆的改造并没有严格要求。还有,在具体监测时有些地区规定每两年才检测一次,机动车的使用折旧致使其尾气排放质量肯定会降低,如不及时检测,肯定会有大量不符合标准的机动车在继续运行。

根据上述存在的问题,建议在修订机动车排放标准时必须考虑以下三点:大幅度减低碳氢化合物和黑碳的排放量标准;在中东部地区,无论城乡一律采用相同标准;无论新车旧车,一律采用相同标准。

铁腕手段严格执行标准

机动车排放造成的影响十分严重,不仅现行标准严重滞后,而且即便是执行现行标准,也可能严重不实。机动车排放的造假太严重了,而且已经存在多年。据媒体揭露,在用车检测造假、新车排放造假、新车检验造假、上牌造假、新车油耗检验造假、黄绿标造假等情况比比皆是,让人触目惊心!

为了缓解机动车保有量激增带来的空气污染,我国仅用不到10年时间,就实现了机动车排放标准从国Ⅱ到国Ⅳ的“三级跳”。然而,由于国内车企的尾气排放作假手段五花八门,再加上新车型备案和在用车年检方面的监管漏洞,机动车排放标准升级带来的减排效果几被抵消。有的厂家针对不同区域的监管宽严程度,投放不同的汽车产品:北京管得严,在这儿卖的产品就又好又便宜。河北、河南西部等管得不严的地方,就把三元催化转化器变成两元催化转化器,甚至有的厂家省钱到只装一个三元催化转化器的空壳,里面啥“瓤”都没有,新车备案时只要指指该装置的位置就算通过了。此外,除了新车备案乱象,在用车监管也存在盲区。年年在年检,年年能过关,凭什么呀?三元催化转化器有一定使用年限,超过年限使用,尾气排放会严重超标,但只要托托关系,都能蒙混过关。不拿这方面开刀,就算每年再上路多少辆国Ⅴ标准新车和新能源汽车,雾霾能减少吗?!

所以,我们应该举起“前置审查”、“严格执法”、“排放召回”三把刀。一是严格环保前置审查;二是加强市场抽查;三是缩短高频使用社会车辆的淘汰周期;四是控制整车排放;五是落实新车标准之前,先落实匹配的油品标准。希望相关部门严格执法,有法必依,严格执行标准,以铁腕手段治理机动车排放,不符合标准的车辆,一律淘汰、一律不准上路。

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