随着我国汽车保有量的迅猛增长,汽车尾气已成为我国大气污染的主要来源之一。据《中国环境状况公报》统计,2013年,机动车氮氧化物排放量占全国氮氧化物排放总量的28.8%。汽车尾气对大气环境的负面影响日益显著。
1.2.1 主要污染物中汽车排放分担率较高
据《中国机动车污染防治年报》统计,2013年,全国机动车四项污染物(CO、HC、NOx、PM)排放总量为4570.9万t,较2012年削减0.9%(三年来首次同比下降),其中一氧化碳3439.7万t、碳氢化合物431.2万t、氮氧化物640.6万t、颗粒物59.4万t。汽车是机动车污染物排放总量的主要贡献者,2013年,全国汽车排放一氧化碳2912.1万t、碳氢化合物349万t、氮氧化物588.7万t、颗粒物56.7万t。
在汽车排放的所有污染物中,氮氧化物是城市最主要的空气污染物,也是控制PM2.5非常关键的一环,因为氮氧化物会产生多种环境影响的污染物,如致酸形成酸雨、形成硝酸盐等细微颗粒物、引起近地层臭氧浓度升高等。2013年,全国氮氧化物排放总量为2227.3万t[7],其中汽车氮氧化物排放量达588.7万t,占氮氧化物排放总量的26.4%,较2012年小幅度下滑,但仍高于2011年的24%[8]。汽车已成为大气中氮氧化物的主要来源之一。
1.2.2 大型城市汽车尾气污染更为严重
城市空气流动性差,车辆密度较大,因此汽车尾气污染也较严重。2015年4月1日,环保部在江苏无锡召开的全国环境监测工作现场会上宣布,我国已经完成了北京、广州、深圳、天津、上海等9个大气污染防治重点城市[9]的源解析工作,结果表明,机动车、工业生产、燃煤、扬尘等是当前我国大部分城市环境空气中颗粒物的主要污染来源,约占85%~90%。其中北京、杭州、广州、深圳城市的首要污染来源是机动车,石家庄、南京的首要污染来源是燃煤,天津、上海、宁波的首要污染来源分别是扬尘、流动源和工业生产。各地将根据源解析成果有针对性地调整大气污染防治措施。
(1)北京
2014年初,环保部要求京津冀、珠三角和长三角率先完成PM2.5源解析工作,分析本地大气污染和雾霾产生的主要原因,根据源解析结果有针对性地开展大气污染治理。源解析结果将算出每一种污染在城市大气污染中的占比,包括工业、燃煤、扬尘、机动车尾气的排放等各占比多少,外地输入污染占比多少,以及油烟、秸秆焚烧等污染因素贡献多少等。有了污染源解析结果,开展大气污染防控就会更有针对性。
2014年4月16日,经过一年半的监测及研究分析,北京市环保局正式发布了北京市PM2.5来源解析最新研究成果。北京市全年PM2.5来源中,区域传输贡献约占28%~36%,本地污染排放贡献占64%~72%。在本地污染贡献中,机动车排放(31.1%)、燃煤(22.4%)和工业生产(18.1%)的比重占据前三位,扬尘(14.3%)的比重占据第四位,餐饮、汽车修理、畜禽养殖、建筑涂装等其他排放约占PM2.5的14.1%。检测结果显示,北京受京津冀区域南部传输影响明显。
(2)上海
2015年1月8日,上海市环保局公布上海PM2.5源解析结果。解析结果显示,上海市PM2.5来源中本地污染排放贡献占64%~84%,平均为74%左右,外来区域影响为16%~36%,平均为26%。
本地排放源中,包括机动车、船舶、飞机、非道路移动机械等流动源占29.2%,包括非燃煤类的工业锅炉和炉窑、以煤为原料等工业生产占28.9%,包括以煤为燃料的电厂、集中供热、工业锅炉和炉窑等排放的燃煤源占13.5%,裸露表面、建筑施工、道路扬尘等扬尘占13.4%,另有农业生产、生物质燃烧、民用生活面源及自然源等其他源占15.0%。
(3)天津
2014年8月22日,天津市环保局公布了天津市大气颗粒物来源解析结果。解析结果显示,天津市PM2.5来源中,本地排放占66%~78%,区域传输占22%~34%。在本地污染贡献中,扬尘、燃煤、机动车、工业生产为主要来源,分别占30%、27%、20%和17%,餐饮、汽车修理、畜禽养殖、建筑涂装及海盐粒子等其他排放对PM2.5的贡献约为6%。(www.xing528.com)
PM10来源中,天津本地排放占85%~90%,区域传输占10%~15%。在本地污染贡献中,扬尘、燃煤、机动车、工业生产为主要来源,分别占42%、23%、14%和14%,餐饮、汽车修理、畜禽养殖、建筑涂装及海盐粒子等其他排放对PM10的贡献约为7%。
(4)石家庄
2014年8月29日,石家庄市环保局发布了石家庄市空气颗粒物来源解析研究的最新解析结果。结果显示,石家庄市全年环境空气PM10来源一部分是区域污染传输贡献,占比为10%~15%。85%~90%来自石家庄本地污染,本地各类污染源排放分担率为扬尘37.5%、燃煤25.0%、工业生产20.5%、机动车12.5%,以及其他生物质燃烧、餐饮、农业等占比4.5%。
在石家庄市环境空气PM2.5来源中,一部分是区域污染传输贡献,占比为23%~30%。70%~77%来自石家庄本地污染,本地各类污染源排放分担率为燃煤28.5%、工业生产25.2%、扬尘22.5%、机动车15.0%,其他生物质燃烧、餐饮、农业等占比8.8%。
(5)南京
2015年4月29日,经过一年的大气颗粒物来源解析研究,南京市已经完成第一阶段大气颗粒物来源解析工作,并初步得到燃煤、工业生产、机动车尾气、扬尘等污染源排放及区域传输对南京市城区PM2.5的贡献,主要有以下两个重要结论。
首先,南京市PM2.5主要来源于工业贡献。根据源解析结果,南京市PM2.5来源中,工业累计贡献率为46.4%(其中,燃煤贡献率为27.4%、工业生产贡献率为19.0%)、机动车尾气贡献率为24.6%、扬尘贡献率为14.1%、其他污染源贡献率为14.9%。根据空气质量数值模型模拟计算结果,区域传输对南京PM2.5贡献率范围在19.6%~37.9%,平均贡献率为28.5%。
其次,PM2.5是影响城市空气质量的首要污染物。根据2014年源解析工作成果,以2013年南京市空气质量的相关数值为基准,南京市空气质量优良为202天,优良率为55.3%;空气污染为163天,其中,首要污染物为PM2.5的天数累计达133天,占污染总天数的81.2%。PM2.5年均质量浓度为77μg/m3,超出国家空气质量二级标准1.20倍。
同时,值得注意的是,对比各季节,南京市冬季城市大气PM2.5浓度明显高于其他季节。2013年1月、11月和12月南京出现多次重污染天气,首要污染物多为PM2.5;夏季PM2.5浓度较低,最低值出现在7月和8月前后。对比各区域,建成区九个大气国控点PM2.5年均浓度差异较小,且均处于超标状态,PM2.5污染问题较为突出。远郊地区PM2.5浓度明显较低。
(6)广州
经过多年的采样、分析和研究,2015年4月18日,广州市环保局公布了2013—2014年广州市大气细颗粒物(PM2.5)来源解析研究成果。
广州排放源中,排首位的是工业源,占比32.1%,其中燃煤源占20.6%,工业工艺源占11.5%。其次是机动车尾气源,占比为21.7%;扬尘源占比为10.4%。另有生活面源、生物质燃烧源和农业面源,占比分别为8.6%、8.2%和7.8%;自然源和其他源则各占5.1%和6.1%(因统计口径不同,广州市环保局统计的首要污染物是工业源,环保部统计的首要污染物是机动车尾气)。
研究成果表明,2013—2014年广州市PM2.5主要由挥发性有机物、二氧化硫、氮氧化物和氨等气体前体物二次转化形成,主要化学组分包含有机质、硫酸盐、硝酸盐、铵盐等。
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