機動車排放尾氣中揮發(fā)性有機污染物對環(huán)境空氣質量影響分析

閻柄辰

（淄博市機動車排氣與揚塵污染防治監(jiān)督管理處，山東 淄博 255020）

我國經濟水平的發(fā)展與進步，使機動車數(shù)量得到大幅度的提高，機動車排放的污染物對周圍環(huán)境以及空氣帶來的影響引起了相關人士的重視。從當前的發(fā)展趨勢來看，我國對汽車排放污染物的主要控制指標包括一氧化碳、碳氫化合物、不透光煙度等。因此，本文從這幾個方面展開相關分析。

1 機動車排氣對環(huán)境空氣質量帶來的影響

通常，機動車在實際運行時會向周圍環(huán)境和空氣釋放出諸多的污染物，其主要成分為一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氫化合物（HC）、各種含鉛的顆粒物和二氧化硫（SO2）。其中，CO在所有污染物中位居第一，如果被人吸入呼吸道中，它就會和血紅蛋白發(fā)生反應，進而對人體的細胞供氧能力帶來嚴重的影響，可能致使人體處于缺氧的狀態(tài)，嚴重威脅人們的健康。

2 試驗部分

2.1 儀器和試劑

主要儀器：選用美國Agilent6890/5975B氣相色譜質譜儀（GCMS），選用美國Entech7100大氣預濃縮系統(tǒng)以及3100罐清洗系統(tǒng)，選用3.2 L內壁硅烷化的蘇馬罐；標準氣體：選用美國Entech 39種VOCs標準氣體，選用4種內標氣體；二氯甲烷：農殘級。

2.2 機動車尾氣樣品做好采集工作

技術人員用3.2 L蘇馬罐在處于怠速的狀態(tài)下分別搜集了某一型號吉利車（93#汽油）以及某型號的桑塔納車（97#汽油）、公交車（0#柴油）以及大巴車（0#柴油），同時分別收集了5個樣品。

2.3 環(huán)境空氣樣品采集

技術選擇以下幾個區(qū)域作為空氣樣品采集的地點：交通主干線（中環(huán)線）、工業(yè)區(qū)、居住小區(qū)和景觀區(qū)（水上公園）。不僅如此，還在非采暖期（5-6月）這一時間段采取抽真空蘇馬罐的方式收集空氣樣品，并且在這幾個點位中采集5個樣品。

2.4 分析機動車尾氣和環(huán)境空氣樣品檢測的基本要求

預濃縮進樣系統(tǒng)的操作條件：一級冷阱捕集阱溫度通常保持在-150℃、預熱溫度為20℃、解析溫度需要控制在20℃、烘烤溫度一般為130℃（5 min）；二級冷阱捕集阱溫度一般保持在-50℃、解析溫度通常控制在180℃（3 min）左右、烘烤溫度一般為190℃；而三級冷阱捕集阱溫度一般在-160℃左右。

GC/MS操作的條件：色譜柱為HP-1（60 m×320 mm×1.0 μm）；柱溫為35℃（2 min），5℃（0 min）上升為250℃（5 min）；進樣口溫度一般控制在220℃；傳輸線溫度一般在280℃；載氣選用氦氣，流速控制在1.5 mL/min；進樣量保持在80～1 000 mL的范圍內為宜；分流比設置為5:1。

質譜條件：選用電子轟擊源，電離能量為70 eV，將掃描范圍控制在46～300 amu的范圍內，掃描速度保持在1.79 scans/sec左右。

3 試驗觀察研究

3.1 燃料油樣中包含的有機化合物

技術人員應用專業(yè)的儀器設備對汽油進行檢測，發(fā)現(xiàn)汽油中包含100多種揮發(fā)性物質，特別是芳香烴、烷烴等有機物在汽油中占比較大，芳香烴最高比例可以達到40%，與之相比，烷烴占比較小。在芳香烴有機化合物中，甲苯、乙苯所占據(jù)的含量較高。本文研究中拿97#汽油與93#汽油進行綜合比較，根據(jù)數(shù)據(jù)得知其中97#汽油中苯系物質的含量要明顯高于93#汽油。原因可能是為了提升汽油的辛烷質，人們在汽油中提高了芳香烴所占據(jù)的比例。采油中揮發(fā)性與半揮發(fā)性有機物質含量較多，有150多種。由此可以看出，采油中揮發(fā)性與半揮發(fā)性有機物質含量要高于汽油的含量，其中芳香烴所占比重非常高，卻低于烷烴物質的比重。10#采油中芳香烴化和物質的含量會比20#柴油高出很多，這一情況出現(xiàn)也可能是人為因素的干擾。不同燃料中有機化合物的含量不同，從柴油與汽油的綜合對比中就可以充分了解到。

3.2 機動車尾氣中揮發(fā)性有機物

技術人員從汽油車尾氣里面檢驗出49種揮發(fā)性有機物，芳香烴類化合物占大部分，接著就是烯烴和烷烴類化合物。芳香烴類化合物里面含有甲苯、乙苯、二甲苯等物質，而且含量比較高。就沒有排放的有機污染物而言，二甲苯的含量最高，然后是三甲苯和甲苯，而苯含量已經達到5.36 mg/m3。技術人員從柴油車排出的尾氣中檢驗出56種揮發(fā)性有機物，其中芳香烴類化合物的含量較高，然后是烯烴類以及烷烴類化合物[1]。和汽油車排放尾氣中的芳香烴類化合物濃度比較可以得知，柴油車要低很多，如圖1所示。因此，汽車所排放的尾氣對環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機污染物的貢獻要比柴油車排出的尾氣要高一些。

圖1 汽油、柴油中揮發(fā)性有機物濃度比較

3.3 不同功能區(qū)環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物

技術人員從4個功能區(qū)域中對空氣樣品分別進行檢驗，結果檢驗出62種有機污染物，而且芳香烴類化合物在所有有機污染物中占據(jù)首位，最高可以達到41%，接著烷烴類占比25%，烯烴占比18%，其他占比16%。由此可見，芳香烴化合物產生的濃度要比烷烴、烯烴類高，并且和機動車排出的尾氣揮發(fā)性有機物的組成和濃度所產生的分布情況幾乎相同。

4 觀察部分

4.1 建設交通空氣污染監(jiān)測站點

4.1.1 科學選點

本研究以城市交通干線的空氣質量作為監(jiān)測對象，依據(jù)相關監(jiān)測要求對城市中存在的污染物濃度進行認真測定，保障監(jiān)測結果的科學性。不僅如此，本次監(jiān)測站點設置在某人群集中的路邊20 m左右的區(qū)域內，為了提高監(jiān)測水平，將監(jiān)測站點的距離保持在2～2.5 m的高度。

4.1.2 監(jiān)測目標

機動車排放的有害氣體通常涵蓋150多種的顆粒物，碳化物、氮氧化物等物質對人們的身心健康和大氣質量都會帶來嚴重的影響。同時，試驗儀器會因為某種因素而受到約束，所以本次試驗的監(jiān)測目標是PM10、NO2以及HC。

4.1.3 監(jiān)測環(huán)境

選擇的監(jiān)測站點主要是某單位和大型寫字樓中間的位置，這里不會受到工業(yè)的影響，而且這個區(qū)域有較大的車流量，可以清晰準確地反映出監(jiān)測結果。

4.2 儀器與方法

本次試驗中，技術人員所使用的監(jiān)測設備主要是集成式分析儀，將車流量計數(shù)器當作輔助工具，采取24 h連續(xù)自動采樣分析的手段，對比的頻次是每60分鐘一次，而且結合我國相關規(guī)定在開始監(jiān)測的過程中，每隔7 d就要就要對其做好校準工作。

4.3 結果與分析

4.3.1 監(jiān)測點顆粒物含量的對比分析

首先，技術人員對PM10的數(shù)值進行比較后可以得知，當前監(jiān)測的所有站點5-8月所得到的PM10數(shù)值都處于最低狀態(tài)，而針對其他時間段來說，所得到的數(shù)據(jù)都能夠較好地呈現(xiàn)出監(jiān)測站點的數(shù)值要比其他地區(qū)的數(shù)值高，這樣也就從側面反映出路邊的空氣質量要比其他地區(qū)的空氣質量稍差。

其次，技術人員對PM2.5的數(shù)值進行比較以后可以看到：數(shù)據(jù)在不涵蓋5-8月的基礎上，監(jiān)測站點得到的數(shù)據(jù)比其他地區(qū)得到的數(shù)據(jù)要高，其主要原因是除了5-8月以外，其他月份降雨量較多，這樣就會促使顆粒物得到良好的沉降，也促使每一個區(qū)域所得到的數(shù)據(jù)都呈現(xiàn)出平衡狀態(tài)。

再次，對氮氧化物進行對比以后得知：盡管每一個站點產生的氮氧化物的變化情況幾乎相同，然而路邊的觀測站點監(jiān)測質量要比其他地點的監(jiān)測質量高，其主要原因是汽車排放的尾氣涵蓋很多氮氧化物，同時路邊的站點會在很大程度上受到車流量的影響，會促使其數(shù)據(jù)較高。

然后，對碳氧化物進行比對可以得知，其他地區(qū)全年水平都要比路邊監(jiān)測站點水平低，盡管從全年的發(fā)展趨勢來看存在較大的變化幅度，但是都要比路邊監(jiān)測站點水平低。顯然，這樣就較好地反映出機動車排放的尾氣會對環(huán)境空氣質量帶來不利影響。

最后，技術人員對CH4相關數(shù)據(jù)進行認真比較以后可以得知：路邊監(jiān)測站點和整個城市所產生的顆粒物變化情況處于相同的狀態(tài)，然而從數(shù)據(jù)水平的角度來看，路邊監(jiān)測站點的數(shù)據(jù)要比城市平均水平高，其主要原因是路邊監(jiān)測站點四周的空氣大部分都受機動車排放的碳氫化合物影響，而它也是數(shù)值差距最大的顆粒物。

4.3.2 監(jiān)測結果分析

首先對顆粒污染物進行分析，結合專業(yè)性、權威性的檢測結果可以了解到，在眾多污染物質中，PM10與PM2.5的含量最大，也是目前技術手段檢測到的污染最為嚴重的顆粒物質，對于交通線路周圍空氣質量有著較大影響。

以我國某一區(qū)域為例，該區(qū)域每年5-8月是降雨較為頻繁的時間段，其間氣候擴散情況明顯，導致交通線路周圍空氣污染情況較低。但是，對總體的數(shù)值水平進行綜合分析，交通線路周圍的污染水平遠遠高于市內平均污染程度，這也表示交通機動車輛運行所造成的污染是非常大的。對于氮氧化物的污染水平進行分析，氮氧化物的污染水平在全市范圍內基本保持一致，不同區(qū)域之間并沒有較大的差異性。但是，根據(jù)同期的檢測數(shù)值來看，交通線路沿線周圍環(huán)境的檢測數(shù)值仍然明顯高于全市的平均值，這一情況也表示機動車輛運行排出的尾氣嚴重影響空氣質量，是目前環(huán)保工程建設過程中應當高度重視的問題。對空氣中一氧化碳的含量進行分析也是如此，這些數(shù)據(jù)都表明汽車尾氣的污染性。

臭氧含量也應進行深入分析，臭氧含量與日照有著非常密切的聯(lián)系，受到域氣候環(huán)境變化的影響，臭氧所產生的化學反應強度會存在一定差異，臭氧含量也會呈現(xiàn)出較大的波動性。專業(yè)技術人員在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)，交通線路沿線臭氧含量要明顯低于全市平均水平，主要是在這一區(qū)間臭氧發(fā)生化學反應的情況較明顯，空氣中臭氧消耗也較大，交通線路兩側的臭氧含量在檢測沒有開始前明顯高于市內平均水平。

最終對有機物質進行分析，如果檢測發(fā)現(xiàn)CH4的濃度比HC高出很多，就表示在有機物排放中CH4占據(jù)較大的比重。將交通沿線CH4含量與市內平均水平進行比較，最終的顯示結果也是如此，與上述眾多物質的檢測結果相同。需要注意的是，CH4在濃度方面有著較強的穩(wěn)定性，該物質含量并不會隨著氣候環(huán)境與季節(jié)的變化而改變。

5 結語

環(huán)境空氣、機動車尾氣中的揮發(fā)性有機化合物和燃料油中的相關組分基本相同，較好地說明機動車排放的汽車尾氣會對環(huán)境空氣質量帶來一定的影響。而對于汽油車尾氣來說，其對環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機污染物的貢獻要比柴油車尾氣高很多。由此可見，機動車排放的尾氣不但會對環(huán)境空氣質量帶來不利影響，而且會影響人們的身心健康，因此加大排氣污染防治力度是當前發(fā)展的必然趨勢。

1 袁 敏，李利榮.機動車排放尾氣中揮發(fā)性有機污染物對環(huán)境空氣質量影響初探[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2009，25（4）：81-83.