機(jī)動車尾氣排放遙感監(jiān)測技術(shù)淺談

佟 潔

（廊坊市生態(tài)環(huán)境局 河北廊坊 065000）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動車保有量逐年增加，機(jī)動車尾氣排放造成的環(huán)境污染已成為大氣污染的一個重要來源，機(jī)動車污染防治的緊迫性日益凸顯。從2016 年《中華人民共和國大氣污染防治法》中“可以通過遙感監(jiān)測等技術(shù)手段對在道路上行駛的機(jī)動車的大氣污染排放狀況進(jìn)行監(jiān)督抽測”，到2018 年生態(tài)環(huán)境部等11 部門聯(lián)合印發(fā)《柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)行動計劃》中“加快建設(shè)完善“天地車人”一體化的機(jī)動車排放監(jiān)控系統(tǒng)”，其中的“天”就是指遙感監(jiān)測。因此，遙感監(jiān)測技術(shù)作為一項有力的技術(shù)支撐，在機(jī)動車污染防治中發(fā)揮了越來越重要的作用。

1 尾氣排放污染物組成及危害

機(jī)動車尾氣排放污染物主要包括一氧化碳（CO）、顆粒物（PM）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOx）。CO可與人體血紅蛋白相結(jié)合，導(dǎo)致人體攜氧能力下降，對心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)均有不同程度影響，嚴(yán)重時致人窒息死亡；PM 進(jìn)入呼吸道后，可引發(fā)哮喘、支氣管炎、心血管病等，越細(xì)小的顆粒物對人體危害越大，甚至可以進(jìn)入肺泡、血液；HC 種類較為復(fù)雜，部分物質(zhì)具有致癌性；NOx入肺后會對肺組織產(chǎn)生劇烈的刺激，同時NOx和HC 受強(qiáng)烈太陽光紫外線照射后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成光化學(xué)煙霧，對大氣環(huán)境造成二次污染。

2 尾氣治理的迫切性和必要性

近些年，生態(tài)文明建設(shè)納入統(tǒng)籌推進(jìn)“五位一體”總體布局和協(xié)調(diào)推進(jìn)“四個全面” 戰(zhàn)略布局的重要內(nèi)容，全國上下大力開展生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，特別是大氣污染防治方面，“2+26”城市更是以超凡舉措、超強(qiáng)力度開展藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。但隨著各項重點工作臨近收尾，減排空間逐漸收窄，PM2.5 濃度明顯下降，臭氧污染問題逐年凸顯，治理臭氧就必須從誘發(fā)其形成的兩大前體物揮發(fā)性有機(jī)物和氮氧化物入手，只有減少兩大前提物的排放，即使在促使臭氧形成有利的太陽輻射等自然條件下，也能有效阻止臭氧形成。揮發(fā)性有機(jī)物和氮氧化物的協(xié)同治理也是實現(xiàn)PM2.5 與臭氧協(xié)同管控的關(guān)鍵。通過對多次污染過程的PM2.5 源解析結(jié)果顯示，硝酸鹽在二次組分中占比呈上升趨勢，氮氧化物向硝酸根離子轉(zhuǎn)化推高了PM2.5 濃度，機(jī)動車尾氣治理成為了降低氮氧化物和PM2.5 濃度的突破口，全方位檢測、管控機(jī)動車勢在必行。

3 尾氣遙感監(jiān)測技術(shù)原理概述

機(jī)動車尾氣遙感監(jiān)測設(shè)備一般安裝在城市高排放車輛通行的主要道路、城市交通干道等。在車輛經(jīng)過時，遙感設(shè)備的光源系統(tǒng)發(fā)出一束光，穿透尾氣煙羽，照射到另一側(cè)的反射鏡上，光束反射回接收器。根據(jù)反射回來的光強(qiáng)，計算出各種污染物與二氧化碳的相對比例，從而測量一氧化碳，一氧化氮，碳?xì)浠衔锏任廴疚锱欧帕浚⒂貌煌腹舛乳g接估算顆粒物排放量[1]；然后通過車牌讀取包括生產(chǎn)商、車型、燃料類型、注冊年份、排放標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)動機(jī)排量等的具體車輛信息，同時還有用于測量車輛行駛狀態(tài)、環(huán)境條件的其他輔助設(shè)備，最終在顯示屏上顯示該車尾氣排放是否超標(biāo)。

雖然遙感監(jiān)測的只是車輛通過時刻的瞬時排放狀況，排放數(shù)值僅代表某一特定工況下的定格片段，但如果把成千上萬的片段整合到一起分析時，將會形成強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐，得到對機(jī)動車尾氣監(jiān)管的有益信息。

4 遙感監(jiān)測技術(shù)優(yōu)缺點

遙測主要分為固定式遙測和移動式遙測。不影響交通，不阻斷車流，具有較高的自動化水平，可以在不影響交通運行的情況下自主完成監(jiān)測[2]。移動式遙測均為水平遙測，優(yōu)點是容易裝卸，可以根據(jù)監(jiān)管需要更換監(jiān)測地點。缺點是需要多人操作，每次都要對其進(jìn)行安裝、調(diào)試，操作較復(fù)雜，專業(yè)性較高，除聘請專業(yè)服務(wù)團(tuán)隊運維外，很難做到全天候監(jiān)測機(jī)動車尾氣情況[3]；單價一般較高，在綜合考慮效能的基礎(chǔ)上，僅可作為輔助設(shè)備，大批量采購應(yīng)用不現(xiàn)實。固定式遙測分為垂直式和水平式兩種。垂直式遙測設(shè)備安裝在馬路正上方設(shè)施上（龍門架或其他），優(yōu)點是每套遙測設(shè)備負(fù)責(zé)正下方車道車輛的尾氣檢測，各車道車輛檢測互不干擾，安裝多套即可實現(xiàn)對路面的全覆蓋；缺點是由于每條車道均需安裝遙測設(shè)備，為實現(xiàn)全覆蓋檢測，需安裝多套設(shè)備，建設(shè)成本高，運維成本高。水平式遙測設(shè)備固定安裝于車道兩側(cè)，車輛從馬路上穿過對射光束時，完成車輛尾氣檢測。優(yōu)點是只需一套設(shè)備，即可完成對馬路各車道的全覆蓋，安裝相對簡單，運維成本低，且建設(shè)和維護(hù)過程不影響交通；缺點是當(dāng)車輛并行或交錯行駛通過水平遙測設(shè)備時會出現(xiàn)多車互相干擾的情況，間接影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5 遙感監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

（1）車輛篩選。遙測可以識別出由于尾氣后處理裝置失效或故障引起的高排放，篩選出來并加以治理或淘汰，有效防治機(jī)動車尾氣污染，切實改善環(huán)境空氣質(zhì)量。相應(yīng)地，遙測也可以篩選清潔車輛，用于鼓勵人們選用高性能車輛，在正常維護(hù)保養(yǎng)的前提下，持續(xù)使機(jī)動車保持良好工作狀態(tài)。

（2）審計檢查。遙感數(shù)據(jù)一方面可以為國家、省、市制定新的機(jī)動車污染防治政策提供數(shù)據(jù)支持，另一方面還可以經(jīng)濟(jì)地審查當(dāng)下采取的各項機(jī)動車污染防治管控措施是否有效。同時，遙感技術(shù)也可以對現(xiàn)有的機(jī)動車排放檢驗提供支持和補(bǔ)充，協(xié)助開展路檢路查工作。

（3）超標(biāo)溯源。機(jī)動處在出廠前通過了實驗室排放測試的車型，在實際道路行駛中也可能會出現(xiàn)各種各樣的問題。遙感數(shù)據(jù)可以將超車車輛信息進(jìn)行梳理匯總，篩查出可能存在問題的車型，并進(jìn)行溯源，從源頭防止超標(biāo)排放車輛的生產(chǎn)銷售。

（4）入境檢查。重點區(qū)域、重點城市均設(shè)立了高污染排放禁行區(qū)，可將遙感監(jiān)測設(shè)備安置在城市道路入口處收費站，通過遙測篩選，進(jìn)一步禁止高污染車輛進(jìn)入城市，由“人防”逐步過渡到“技防”。

（5）購買參考。個體消費者或者運營車輛采購單位可以參考大量遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)，對不同車企、不同車型的實際排放水平進(jìn)行評價和分級，為他們的購買決策提供有益的數(shù)據(jù)參考。在滿足自身出行需求的基礎(chǔ)上，選擇更有利于環(huán)境空氣質(zhì)量改善的清潔環(huán)保車輛。

6 當(dāng)下存在的問題

（1）監(jiān)管范圍具有局限性。機(jī)動車具有很強(qiáng)的流動性，尤其是作為運輸工具的柴油貨車，車主為降低運輸成本，易存在使用劣質(zhì)油、維護(hù)保養(yǎng)不及時等問題，加之目前環(huán)保檢驗未實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)，未能實現(xiàn)信息共享，導(dǎo)致在遙感監(jiān)測、路檢路查抽測中發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)車輛，在駛離市界、省界區(qū)域后，無法對后續(xù)的維修和是否尾氣達(dá)標(biāo)進(jìn)行監(jiān)管，閉環(huán)管理模式得不到有效實施。

（2）基層力量有限。相比于散煤治理、工業(yè)治理等重點治理方向，機(jī)動車污染治理工作從資金、人力、技術(shù)上的支持力度仍有待提高，尤其是基層力量本就有限，很多地區(qū)沒有專人負(fù)責(zé)機(jī)動車污染防治業(yè)務(wù)工作，而且機(jī)動車管理相較于其他管理部門來說，需要更系統(tǒng)、更完善的專業(yè)技術(shù)知識，在不影響正常工作的基礎(chǔ)上，需要投入大量時間學(xué)習(xí)提升，不是一朝一夕能夠全面掌握的，這也大大削弱了基層的機(jī)動車監(jiān)管力度，難以有效應(yīng)對機(jī)動車排放超標(biāo)問題。

（3）相關(guān)法律法規(guī)仍不完善。對遙感監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)排放車輛，國家層面尚無具體處罰標(biāo)準(zhǔn)和明確法律法規(guī)，公安交管部目前也僅針對在道路行駛的超標(biāo)車輛進(jìn)行處罰。遙感監(jiān)測本就是基于不影響車輛通行而開展的監(jiān)督性監(jiān)測，實施現(xiàn)場處罰可行性不大，而且機(jī)動車排放遙感監(jiān)測結(jié)果一般有圖像（或視頻）和監(jiān)測數(shù)據(jù)兩種表現(xiàn)形式，存在不符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范和生態(tài)環(huán)境部門未取得計量認(rèn)證而不具備法律效力的問題[4]。

7 遙感監(jiān)測技術(shù)在實際工作中的應(yīng)用意義

（1）強(qiáng)化對機(jī)動車排放檢驗機(jī)構(gòu)監(jiān)管

將遙感系統(tǒng)識別的高排放車輛，溯源至為該車輛進(jìn)行環(huán)檢檢測的排放檢驗機(jī)構(gòu)，對數(shù)據(jù)的真實性和檢測過程的規(guī)范性進(jìn)行針對性篩選，倒逼檢驗機(jī)構(gòu)規(guī)范化運營，確保機(jī)動車環(huán)保檢驗機(jī)構(gòu)的檢測數(shù)據(jù)真實有效，進(jìn)一步提升對排放檢驗機(jī)構(gòu)的監(jiān)督管理力度。同時，將遙感監(jiān)測作為環(huán)保定期檢測的重要補(bǔ)充，確保上路行駛的機(jī)動車尾氣持續(xù)達(dá)標(biāo)。

（2）強(qiáng)化高排放車輛監(jiān)管。嚴(yán)重污染的車輛一般只占車輛總數(shù)的10%，但這10%的車輛排放的污染物卻占到全部車輛排放污染物總量的約50%[5]。利用機(jī)動車尾氣遙感技術(shù)可有效鑒別80%-95 %左右的高排放機(jī)動車[6]。限制高排放車輛進(jìn)入城市，可有效降低城市大氣污染。生態(tài)環(huán)境部門通過遙感監(jiān)測系統(tǒng)，篩選高排放車輛，形成超標(biāo)車輛信息庫，推送給公安交管部門、交通運輸部門，通過向車主發(fā)放車輛維修催告單的形式，督促超標(biāo)車輛進(jìn)維修復(fù)檢，形成“環(huán)保檢測、公安處罰、交通維修”的閉環(huán)管理模式，一方面打通部門之間的壁壘，增強(qiáng)職能部門的聯(lián)防聯(lián)控能力，完善“I/M制度”；一方面對高排放車輛進(jìn)行處罰、維修，實現(xiàn)對高排放車輛的指向性監(jiān)管，達(dá)到減排目的。

（3）提高車主環(huán)保意識。通過遙測方法進(jìn)行機(jī)動車尾氣污染巡回檢驗，本身也是一種環(huán)保宣傳。對于超標(biāo)排放的機(jī)動車，通過一定形式的處罰辦法，可以有效地促進(jìn)車主環(huán)保意識的提高，從而加強(qiáng)對機(jī)動車的日常保養(yǎng)和維護(hù)，自覺遵守環(huán)保法律、法規(guī)和相關(guān)機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)。

8 相關(guān)建議

（1）完善科技支撐。按照原環(huán)保部《“2+26”城市機(jī)動車遙感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案》要求，“2＋26”城市已在高排放車輛通行的主要道路（包括高速公路、國道、省道和城市交通干道等）建立并投入運行了10 臺（套）左右固定垂直式機(jī)動車遙感監(jiān)測設(shè)備，同時配備2 臺（套）左右移動式機(jī)動車遙感監(jiān)測車。各地應(yīng)在確保“六保”“六穩(wěn)”大局的前提下，逐步完善機(jī)動車排放監(jiān)管系統(tǒng)，建成集遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)上傳于一體的遙感監(jiān)測平臺，進(jìn)一步提升了機(jī)動車污染排放監(jiān)管科技水平，切實發(fā)揮監(jiān)管效能。

（2）深入聯(lián)防聯(lián)控。針對機(jī)動車運行特點，各地市“單打獨斗”顯然效果不佳。為更有效控制機(jī)動車尾氣超標(biāo)排放問題，應(yīng)加大區(qū)域間機(jī)動車污染防治聯(lián)防聯(lián)控，做好協(xié)同監(jiān)管監(jiān)控，切實形成防治合力，各地應(yīng)在前幾年遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，逐步建立遙感監(jiān)測超標(biāo)車輛“黑名單”，區(qū)域間同步超標(biāo)排放信息，進(jìn)一步實現(xiàn)信息共享，統(tǒng)一處罰標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行重點監(jiān)管，加大對超標(biāo)車輛的處置、處罰力度。同時，效仿公安交管部門，以短信形式發(fā)送 《監(jiān)督抽測不合格車輛維修復(fù)檢催告單》，告知車主（車輛使用人）在規(guī)定時間內(nèi)到具備汽車排放性能維護(hù)修理能力的M 站對車輛進(jìn)行維修保養(yǎng)。

（3）加強(qiáng)輿論宣傳。利用“6.5”環(huán)境日等重要時間節(jié)點，開展移動源宣傳活動，通過設(shè)置展牌、發(fā)放資料、現(xiàn)場咨詢、問題解答等形式宣講機(jī)動車尾氣遙感監(jiān)測相關(guān)科普知識，做到讓老百姓“知其然”也“知其所以然”；利用微博、微信、公眾號等新媒體開展宣傳，曝光超標(biāo)車輛處罰的典型案例，建立有獎舉報機(jī)制，提升公眾監(jiān)督參與感，形成自發(fā)監(jiān)督、自覺參與的良好氛圍。

結(jié)語

雖然遙感監(jiān)測技術(shù)的逐步廣泛應(yīng)用，有利于強(qiáng)化重點路段機(jī)動車尾氣排放監(jiān)管，提升機(jī)動車監(jiān)管技術(shù)水平，但目前很多地市的遙測數(shù)據(jù)僅作為大數(shù)據(jù)分析，為應(yīng)對重污染天氣、強(qiáng)化機(jī)動車環(huán)境管理提供有效支撐，未能真正應(yīng)用到不合格車輛的處罰上[7]。下一步，建議地方政府繼續(xù)研究相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)，加大生態(tài)環(huán)境、公安交管、交通運輸?shù)炔块T的協(xié)調(diào)聯(lián)動，切實做到“政府牽頭、部門配合”，各司其職、各負(fù)其責(zé)，為遙測數(shù)據(jù)應(yīng)用處罰落地提供有力支撐。