機動車尾氣VOCs排放及減排措施分析

汪 欣

（南充市生態環境局，四川 南充 637000）

很多揮發性有機物（VOCs）存在于機動車排放的尾氣中，如非甲烷碳氫化合物（NMHCs）、含氧揮發性有機物（OVOCs）、多環芳烴（PAHs）等，而VOCs又是光化學氧化反應的關鍵物，會對環境空氣質量和人體健康造成危害。因此，本文對機動車尾氣的VOCs排放特征進行研究，并提出機動車尾氣的VOCs減排措施。

1 機動車尾氣VOCs概述

1.1 排放現狀

如表1所示，上海、北京、天津、重慶、深圳、中山等城市機動車尾氣排放對大氣污染物中一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物的分擔率相似，都處于比較嚴重的狀態。生態環境部發布的《中國移動源環境管理年報（2020）》顯示，2019年，全國機動車四項污染物排放總量初步核算為1 603.8萬t。其中，一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、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者，其排放的CO、HC、NOx和PM等四項主要污染物均超過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年不同城市機動車尾氣排放的污染物分擔率

1.2 治理意義

基于以往的治理經驗，開展機動車尾氣VOCs治理具有重要意義。一是改善區域空氣環境。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。當前，要大力推廣和使用新能源機動車，研發尾氣處理裝置，有效改善區域空氣質量，優化當地居民的生活條件。二是保護人體健康。VOCs進入人體呼吸道，會引起一些呼吸道疾病。統計數據顯示，我國城市呼吸道疾病患者數量一直處于不斷上漲的狀態，這與空氣污染存在聯系，而機動車尾氣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，改善環境空氣質量，降低疾病發生率[1]。

2 機動車尾氣VOCs排放特征車輛

2.1 NMHCs

NMHCs（即非甲烷碳氫化合物）主要包括芳香烴、烯烴、烷烴等，其特征分析需要組建相應試驗來完成，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儀器。根據試驗數據，不同類型機動車排放的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，污染物排序為烷烴＞炔烴＞芳香烴，這也為后續治理提供重要參考。

2.2 OVOCs

OVOCs（即含氧揮發性有機物）是一類比較常見的污染物，其反應活性較高，樣品穩定性較差，在對其進行檢測時，要采用特殊手段來完成試驗，以便采集可靠的應用數據。目前，比較成熟的試驗方法為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。根據試驗數據，不同類型機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，分別是環己酮、丙酮、甲醛、乙醛和丙烯醛，而導致參數差異的主要原因在于機動車行駛里程數、發動機類型、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注的內容[2]。

2.3 PAHs

PAHs（即多環芳烴）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，比較成熟的試驗方法為DNPH-HPLC法，其間需要搭配其他試驗方法。試驗發現，不同類型的機動車在行駛中排放的污染物種類存在較大差異，但是整體分布規律比較相近。城區內車輛密集區的PAHs濃度是郊區的5～10倍，如何降低機動車密集區污染物含量也是重點治理方向。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，多環芳烴的排放量（V）也存在較大差異，具體排序為V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 機動車尾氣VOCs減排措施

3.1 強化汽油車排量控制

結合以往的實踐經驗可知，汽油車在機動車尾氣VOCs方面的貢獻率明顯高于柴油車。當前，要加強汽油車排量的合理控制，減少機動車尾氣排放總量，優化城市生活環境。一是更新汽油車排放標準，結合機動車各項指標內容，對機動車尾氣排放參數進行合理控制，尤其是在年審時要加強對汽油車尾氣排放量的合理性審查，防止審車時出現造假情況，減少不合規汽油車的數量[4]。二是明確燃油標準，以此為基礎對加油站銷售情況進行監管，確保汽油供給標準滿足既定要求，這樣可以從源頭減少尾氣排放的污染物，提升環境質量。

3.2 加大機動車創新研究力度

當前，要加強機動車創新研究，從源頭上控制高污染機動車數量，持續改善城市環境。其間，要強化運營車輛的監管力度，將標準審核內容作為基礎，加強對運營車輛的里程上限、運營年限、尾氣排放標準等內容的控制，以便合理控制VOCs排放濃度，防止超負荷運營。對于不滿足要求的運營車輛，要對其進行處罰作為警示，同時對滿足國Ⅵ排放標準的運營車輛給予獎勵，加快機動車更新速度[5]。

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

3.3 做好日常監測

日常監測至關重要，根據監測結果，要合理調整下階段管控措施，加快區域環境整治。在具體實踐中，生態環境部門、市場監督管理部門、公安部門需要聯合起來，保證監測活動順利開展，提升超標問題的整治力度。監測期間，要合理設置監測區域，一般將機動車密集區、居民居住區作為監測重點，劃分若干個監測區域，設置相應的監測點，以6 h為周期進行一次數據整理，監測時間為一周。采集的監測數據可以利用計算機軟件來完成整理，以便了解該區域污染治理效果。另外，要加大超標機動車的懲治力度，從而提升懲治效果，優化城市機動車發展環境。

3.4 推進污染物治理

做好污染物治理，能夠提升污染物治理效果，持續改善城市交通環境。一是做好城市交通環境改造，減少車輛在道路上的滯留時間，進而減少污染物排放量。此外，要重視城市公共交通體系建設，充分發揮地鐵工程、輕軌工程等的優勢，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，減少機動車尾氣排放量。二是基于以往實踐經驗，秋冬季節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，在諸多因素的作用下，還會出現二次細顆粒物，污染周邊環境。基于此，要加強移動源管理，將污染物濃度控制在合理范圍內，達到有效減排的目的。

3.5 提高科技研究水平

提高科技研究水平，有利于合理管控機動車污染，促進行業經濟的快速發展。在具體實踐中，要適當拓寬研究范圍，新技術研究不能局限于一線城市，更需要關注二、三線城市尾氣控制，有效改善國內整體的尾氣排放環境，確保相關污染問題得到有效控制。同時，要保證研究方式的統一性，防止結果缺乏可比性，使得后續研究活動順利進行。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，實施國Ⅵ汽油排放標準和國Ⅵ柴油排放標準，準確掌握汽車尾氣成分和油品成分的變化。相關研究要以此為切入點，明確尾氣排放的新標準，并對其進行深度分析，提升研究成果的實效性。

4 結論

機動車尾氣VOCs排放的負面影響極大，有必要做好減排控制。一是開展有效的汽油車排量控制，減少機動車尾氣排放總量。二是重視機動車創新研究，從源頭上控制機動車數量。三是做好日常監測，根據監測結果合理調整管控措施。四是推進污染物治理，持續改善城市交通環境。五是提高科技研究水平，合理管控機動車污染。