肖少軒、王新明等-AE:隧道測試揭示車輛尾氣排放PAH大幅下降、輪胎磨損貢獻(xiàn)日益凸顯
?多環(huán)芳烴(PAHs)是一類具有致癌風(fēng)險的持久性有機(jī)污染物。作為主要源于不完全燃燒的產(chǎn)物,PAHs在城區(qū)的一個重要來源是機(jī)動車尾氣。隨著我國車輛排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格,車輛PAHs這類毒害物排放發(fā)生了什么改變?這是城市大氣環(huán)境健康比較關(guān)注的一個問題。
?針對這一問題,中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王新明研究員團(tuán)隊,通過在廣州珠江隧道內(nèi)開展的兩次(2014年與2019年)對比觀測實驗,量化了真實道路條件下機(jī)動車PAHs排放變化。每次為期一周的隧道測試,涉及車輛超過20萬輛,且車輛正常狀況在路面行駛,結(jié)果因而能較好反映真實排放情況。
?結(jié)果表明,得益于嚴(yán)格的排放控制,從2014年到2019年單個車輛排放PM2.5中PAHs的平均排放因子顯著下降,平均每輛燃油車每公里尾氣PAHs排放量從45.2微克降至10.7?微克,降幅超過75%,車輛排放PAHs以苯并[a]芘當(dāng)量計算的總致癌下降了約67%,表明總體上尾氣PAHs減排顯著。
?研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),盡管柴油車占比從13.0%大幅降至3.3%,但其單車PAHs排放因子仍比汽油車高出9-50倍,因而仍是PAHs主要貢獻(xiàn)者。更為引人注目的是,在PAHs排放總量大幅下降的背景下,部分高分子量(5-6環(huán))PAHs(如苯并[j]熒蒽、茚并[1,2,3-cd]芘)的排放量降幅很小,甚至不降反升(即使2019年車輛中已有一定比例的電動車不通過尾氣排放PAHs)。研究團(tuán)隊將這一現(xiàn)象歸因于輪胎磨損的貢獻(xiàn)日益凸顯。事實上,輪胎在制造過程中會使用含有PAHs的填充油(extender oil)和炭黑等添加劑,已有測量證實輪胎磨損所產(chǎn)生的顆粒物中含此類高分子量PAHs。
?研究結(jié)果揭示了在車輛尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格的背景下,PAHs尾氣排放不斷下降的同時,輪胎磨損等非尾氣來源的重要性日益凸顯。同時,柴油車仍然是實際道路機(jī)動車毒害性PAHs排放的主力(特別是夜間),其深度減排對減少人口密集城區(qū)人群健康風(fēng)險依然重要。
?本研究受到國家自然科學(xué)基金、廣東省科技廳和廣州市科技局等項目資助。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Atmospheric Environment。
論文信息:
Xiao, S.(肖少軒), Zhang, R.(張潤琪), Wang, X.(王曉洋), Zhang, Z.(張洲), Song, W.(宋偉), Qin, Y.(覃園園), Pei, C.(裴成磊), Chen, D.(陳多宏), Zhang, Y.(張艷利), and Wang, X.*(王新明), 2025. Substantial reduction in vehicular PAH emissions and emerging roles of tire wear: Tunnel-test in Guangzhou (2014-2019). Atmospheric Environment, 362, 121558.
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2025.121558
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圖1:2014年和2019年車隊平均的總PM2.5顆粒態(tài)PAHs排放因子(EFs)的日變化

圖2:(a)2014年和(b)2019年觀測期間,所測PAHs的苯并[a]芘毒性當(dāng)量(TEQBaP)的化學(xué)組成特征與日變化

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