专家观点 | 刘欢:移动源排放与二次污染生成
近年来我国多项大气污染物浓度大幅下降,但O3浓度呈现上升态势,影响公众健康。经研究发现,我国O3污染暴露人口较高,2015年O3日最大8小时浓度年平均值在100—140 μg/m3范围内的暴露人口有约8亿人,占总人口的61.17%。为降低O3浓度,保护公众健康,应加强O3前体物排放管控,在大中型城市尤其需加强移动源VOCs和NOx排放管控。
1. 抑制近地面O3生成,控制移动源排放至关重要
近年来,我国空气质量改善显著,但二次PM2.5与O3复合污染问题日益凸显。其中,移动源排放是我国大中型城市大气复合污染的重要贡献之一。尤其在西南和东南地区,机动车排放对O3污染的贡献比例高达30%以上。移动源排放的VOCs和NOx是二次PM2.5与O3生成的重要前体物,但是目前相关研究仍较为有限,未来应加强该领域的本土研究。
图1. 机动车排放对臭氧年评价值的(a)贡献浓度空间分布和(b)贡献比例空间分布
图片来源:(王悦,2020)
2. 机动车VOCs排放管控案例:蒸发排放控制对前体物排放的影响
为检测我国机动车实际蒸发排放情况,研究团队使用美国和中国的机动车排放检测方法,同时检测了美国进口车辆和国产国四车辆。结果发现,依据中国国家第四和第五阶段机动车污染物排放标准(国四和国五标准)生产的车辆,其实际蒸发排放VOCs远高于依据美国联邦机动车排放标准(美标)生产的车辆。因此指出,我国法规工况与实际工况的差异可能会导致实际活动水平下的蒸发排放远高于实验室测试值,易存在“真达标、假减排”的漏洞,导致机动车VOCs排放无法得到有效控制。
图2. 我国小型及微型汽油车VOCs排放量预测
图片来源:(满瀚阳等,2019)
该发现促使我国国六标准加强了汽油车燃油蒸发的控制,以降低我国机动车蒸发排放VOCs量。如图2所示,预计从2019年开始我国机动车蒸发排放量超过尾气排放量,但随着国六标准的实施,蒸发排放量将于2020年达到峰值。然而,我国部分油品仍存在类似问题,如E10乙醇汽油的使用会增加21.28%-39.92%(95%置信区间)的蒸发排放量,未来需完善各类油品蒸发排放的管控标准。
3. 机动车NOx排放管控案例分享:货运车运输结构调整对二次污染的影响
图3. 2019年我国重中型货车保有量、NOx排放量及PM排放量
数据来源:《中国移动源环境管理年报》(2020年)
2019年,重中型货车只占汽车总保有量的3.7%,但其NOx排放量是总排放量的79.0%,PM排放量是总排放量的59.6%。为控制货车排放,我国近年来采取了一系列行动推进运输结构调整,例如港口汽运煤禁令、印发《推进运输结构调整三年行动计划(2018—2020年)》等。
研究团队编制了货运车轨迹大数据排放清单,精确表征了货运车排放分布,并在此基础上量化了运输结构调整政策,估算了京津冀地区运输结构调整带来的货运车排放变化。研究表明,在一系列运输结构调整政策的驱动下,京唐港、天津港通道沿线货运车污染物减排效果突出,2020年排放可减少约10%—60%;北京六环排放也可下降至一般城际主干路水平。截至2020年,运输结构调整可减少约3.53万吨NOx和620吨PM2.5排放。
虽然区域内主干路沿线PM2.5年均浓度下降显著(如唐山地区PM2.5浓度最高可下降0.24 μg/m3),但运输结构调整对区域总体PM2.5浓度的影响并不显著。此外,一次NO与O3会发生反应,所以当NOx减排显著时(主要道路沿线),近源处O3消耗会受到影响,O3浓度会略有上升。与此同时,随着O3浓度上升,大气氧化性增强,部分季节该区域的二次PM2.5浓度也有所上升。因此,合理控制移动源VOCs和NOx排放对协同治理二次PM2.5和O3污染至关重要。
未来,在大幅削减移动源污染物排放总量的基础上,应将合理减排移动源VOCs和NOx排放纳入优化运输结构调整的主要目标,并因地制宜地部署调整策略,在不断推动和完善绿色交通发展的基础上,持续改善我国空气质量,保护公众健康。
参考文献
[1]王悦,机动车排放对O3和细颗粒物的贡献解析及健康风险评估[D].2020
[2]满瀚阳等,机动车蒸发排放特征与链式模型研究[D].2019
【CCAPP 秘书处根据会议记录整理发布】
专
家
介
绍
刘欢 副教授
清华大学
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