機(jī)動車尾氣VOCs排放及減排措施分析

汪 欣

（南充市生態(tài)環(huán)境局，四川 南充 637000）

很多揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）存在于機(jī)動車排放的尾氣中，如非甲烷碳?xì)浠衔铮∟MHCs）、含氧揮發(fā)性有機(jī)物（OVOCs）、多環(huán)芳烴（PAHs）等，而VOCs又是光化學(xué)氧化反應(yīng)的關(guān)鍵物，會對環(huán)境空氣質(zhì)量和人體健康造成危害。因此，本文對機(jī)動車尾氣的VOCs排放特征進(jìn)行研究，并提出機(jī)動車尾氣的VOCs減排措施。

1 機(jī)動車尾氣VOCs概述

1.1 排放現(xiàn)狀

如表1所示，上海、北京、天津、重慶、深圳、中山等城市機(jī)動車尾氣排放對大氣污染物中一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏姆謸?dān)率相似，都處于比較嚴(yán)重的狀態(tài)。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《中國移動源環(huán)境管理年報(bào)（2020）》顯示，2019年，全國機(jī)動車四項(xiàng)污染物排放總量初步核算為1 603.8萬t。其中，一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOx）、顆粒物（PM）排放量分別為771.6萬t、189.2萬t、635.6萬t、7.4萬t。汽車是污染物排放總量的主要貢獻(xiàn)者，其排放的CO、HC、NOx和PM等四項(xiàng)主要污染物均超過90%。柴油車NOx排放量超過汽車排放總量的80%，PM排放量超過90%；汽油車CO排放量超過汽車排放總量的80%，HC排放量超過70%。

表1 2019年不同城市機(jī)動車尾氣排放的污染物分擔(dān)率

1.2 治理意義

基于以往的治理經(jīng)驗(yàn)，開展機(jī)動車尾氣VOCs治理具有重要意義。一是改善區(qū)域空氣環(huán)境。汽車尾氣排放是空氣污染物的主要來源之一，合理治理可以有效控制大氣污染。當(dāng)前，要大力推廣和使用新能源機(jī)動車，研發(fā)尾氣處理裝置，有效改善區(qū)域空氣質(zhì)量，優(yōu)化當(dāng)?shù)鼐用竦纳顥l件。二是保護(hù)人體健康。VOCs進(jìn)入人體呼吸道，會引起一些呼吸道疾病。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國城市呼吸道疾病患者數(shù)量一直處于不斷上漲的狀態(tài)，這與空氣污染存在聯(lián)系，而機(jī)動車尾氣VOCs排放量占有非常大的比例。采取合理措施開展減排工作，能夠降低空氣的污染物含量，改善環(huán)境空氣質(zhì)量，降低疾病發(fā)生率[1]。

2 機(jī)動車尾氣VOCs排放特征車輛

2.1 NMHCs

NMHCs（即非甲烷碳?xì)浠衔铮┲饕ǚ枷銦N、烯烴、烷烴等，其特征分析需要組建相應(yīng)試驗(yàn)來完成，一般可以選擇3.2 L蘇瑪罐來采樣，同時將冷凍濃縮儀作為主要試驗(yàn)儀器。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，不同類型機(jī)動車排放的NMHCs種類存在較大差異，但是污染物排序基本相同，即烷烴＞芳香烴＞炔烴。同時，機(jī)動車尾氣中的NMHCs排放量控制在265～1 736 mg/km，平均值為850 mg/km。隨著行駛路程的增長，污染物對空氣的污染會逐漸降低，污染物排序?yàn)橥闊N＞炔烴＞芳香烴，這也為后續(xù)治理提供重要參考。

2.2 OVOCs

OVOCs（即含氧揮發(fā)性有機(jī)物）是一類比較常見的污染物，其反應(yīng)活性較高，樣品穩(wěn)定性較差，在對其進(jìn)行檢測時，要采用特殊手段來完成試驗(yàn)，以便采集可靠的應(yīng)用數(shù)據(jù)。目前，比較成熟的試驗(yàn)方法為DNPH（2,4-二硝基苯肼）-HPLC（高效液相色譜）法，其搭配GC（氣相色譜）-FID（氫火焰離子化檢測器）法和高效液相色譜法，可以確定化合物種類。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，不同類型機(jī)動車排放的污染物種類存在較大差異，但是含量較高的污染物種類相同，分別是環(huán)己酮、丙酮、甲醛、乙醛和丙烯醛，而導(dǎo)致參數(shù)差異的主要原因在于機(jī)動車行駛里程數(shù)、發(fā)動機(jī)類型、三元催化器效率等。在這些污染物中，甲醛、乙醛、酮類化合物的組分占比較高，基本會保持在70%以上，這也是后期治理需要著重關(guān)注的內(nèi)容[2]。

2.3 PAHs

PAHs（即多環(huán)芳烴）相較于前兩種類型的污染物，其組分占比較少，但是給空氣和人體帶來的負(fù)面影響較大，容易引起呼吸道、心血管之類的疾病。目前，比較成熟的試驗(yàn)方法為DNPH-HPLC法，其間需要搭配其他試驗(yàn)方法。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同類型的機(jī)動車在行駛中排放的污染物種類存在較大差異，但是整體分布規(guī)律比較相近。城區(qū)內(nèi)車輛密集區(qū)的PAHs濃度是郊區(qū)的5～10倍，如何降低機(jī)動車密集區(qū)污染物含量也是重點(diǎn)治理方向。2019-2020年，一線城市的PAHs濃度平均值介于40.79 ng/m3±15.24 ng/m3；二線城市的PAHs濃度平均值介于25.33 ng/m3±13.24 ng/m3；三四線城市的PAHs濃度平均值介于15.69 ng/m3±8.34 ng/m3。在不同車速下，多環(huán)芳烴的排放量（V）也存在較大差異，具體排序?yàn)閂勻速＜V勻減速或V變速減速＜V怠速＜V勻加速或V變速加速[3]。

3 機(jī)動車尾氣VOCs減排措施

3.1 強(qiáng)化汽油車排量控制

結(jié)合以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，汽油車在機(jī)動車尾氣VOCs方面的貢獻(xiàn)率明顯高于柴油車。當(dāng)前，要加強(qiáng)汽油車排量的合理控制，減少機(jī)動車尾氣排放總量，優(yōu)化城市生活環(huán)境。一是更新汽油車排放標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合機(jī)動車各項(xiàng)指標(biāo)內(nèi)容，對機(jī)動車尾氣排放參數(shù)進(jìn)行合理控制，尤其是在年審時要加強(qiáng)對汽油車尾氣排放量的合理性審查，防止審車時出現(xiàn)造假情況，減少不合規(guī)汽油車的數(shù)量[4]。二是明確燃油標(biāo)準(zhǔn)，以此為基礎(chǔ)對加油站銷售情況進(jìn)行監(jiān)管，確保汽油供給標(biāo)準(zhǔn)滿足既定要求，這樣可以從源頭減少尾氣排放的污染物，提升環(huán)境質(zhì)量。

3.2 加大機(jī)動車創(chuàng)新研究力度

當(dāng)前，要加強(qiáng)機(jī)動車創(chuàng)新研究，從源頭上控制高污染機(jī)動車數(shù)量，持續(xù)改善城市環(huán)境。其間，要強(qiáng)化運(yùn)營車輛的監(jiān)管力度，將標(biāo)準(zhǔn)審核內(nèi)容作為基礎(chǔ)，加強(qiáng)對運(yùn)營車輛的里程上限、運(yùn)營年限、尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容的控制，以便合理控制VOCs排放濃度，防止超負(fù)荷運(yùn)營。對于不滿足要求的運(yùn)營車輛，要對其進(jìn)行處罰作為警示，同時對滿足國Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)營車輛給予獎勵，加快機(jī)動車更新速度[5]。

另外，要整合市場資源，加快不滿足排放標(biāo)準(zhǔn)機(jī)動車的更新速度。2020年，我國滿足國Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)和國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)動車數(shù)量在整個市場中的占比達(dá)到65%，這些都具備很大的VOCs減排潛力，也是接下來需要著重關(guān)注的對象。在具體落實(shí)過程中，可以禁止國Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)以下的機(jī)動車（未售出）上道，逐步減少道路上的高污染車輛。同時，對于國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)以下的機(jī)動車，可以采用限行方式來控制整體排放量，從而起到相應(yīng)的環(huán)保作用。

3.3 做好日常監(jiān)測

日常監(jiān)測至關(guān)重要，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，要合理調(diào)整下階段管控措施，加快區(qū)域環(huán)境整治。在具體實(shí)踐中，生態(tài)環(huán)境部門、市場監(jiān)督管理部門、公安部門需要聯(lián)合起來，保證監(jiān)測活動順利開展，提升超標(biāo)問題的整治力度。監(jiān)測期間，要合理設(shè)置監(jiān)測區(qū)域，一般將機(jī)動車密集區(qū)、居民居住區(qū)作為監(jiān)測重點(diǎn)，劃分若干個監(jiān)測區(qū)域，設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測點(diǎn)，以6 h為周期進(jìn)行一次數(shù)據(jù)整理，監(jiān)測時間為一周。采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以利用計(jì)算機(jī)軟件來完成整理，以便了解該區(qū)域污染治理效果。另外，要加大超標(biāo)機(jī)動車的懲治力度，從而提升懲治效果，優(yōu)化城市機(jī)動車發(fā)展環(huán)境。

3.4 推進(jìn)污染物治理

做好污染物治理，能夠提升污染物治理效果，持續(xù)改善城市交通環(huán)境。一是做好城市交通環(huán)境改造，減少車輛在道路上的滯留時間，進(jìn)而減少污染物排放量。此外，要重視城市公共交通體系建設(shè)，充分發(fā)揮地鐵工程、輕軌工程等的優(yōu)勢，緩解城市交通壓力。同時，要做好宣傳推廣，鼓勵市民搭乘公共交通出行，減少機(jī)動車尾氣排放量。二是基于以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，秋冬季節(jié)需要管控的污染物以顆粒物為主，該階段VOCs濃度處于不斷富集的狀態(tài)，在諸多因素的作用下，還會出現(xiàn)二次細(xì)顆粒物，污染周邊環(huán)境。基于此，要加強(qiáng)移動源管理，將污染物濃度控制在合理范圍內(nèi)，達(dá)到有效減排的目的。

3.5 提高科技研究水平

提高科技研究水平，有利于合理管控機(jī)動車污染，促進(jìn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。在具體實(shí)踐中，要適當(dāng)拓寬研究范圍，新技術(shù)研究不能局限于一線城市，更需要關(guān)注二、三線城市尾氣控制，有效改善國內(nèi)整體的尾氣排放環(huán)境，確保相關(guān)污染問題得到有效控制。同時，要保證研究方式的統(tǒng)一性，防止結(jié)果缺乏可比性，使得后續(xù)研究活動順利進(jìn)行。除此之外，要保證研究成果的時效性。要基于城市交通的需要，實(shí)施國Ⅵ汽油排放標(biāo)準(zhǔn)和國Ⅵ柴油排放標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確掌握汽車尾氣成分和油品成分的變化。相關(guān)研究要以此為切入點(diǎn)，明確尾氣排放的新標(biāo)準(zhǔn)，并對其進(jìn)行深度分析，提升研究成果的實(shí)效性。

4 結(jié)論

機(jī)動車尾氣VOCs排放的負(fù)面影響極大，有必要做好減排控制。一是開展有效的汽油車排量控制，減少機(jī)動車尾氣排放總量。二是重視機(jī)動車創(chuàng)新研究，從源頭上控制機(jī)動車數(shù)量。三是做好日常監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果合理調(diào)整管控措施。四是推進(jìn)污染物治理，持續(xù)改善城市交通環(huán)境。五是提高科技研究水平，合理管控機(jī)動車污染。