机动车排放尾气中挥发性有机污染物对环境空气质量影响分析

阎柄辰

（淄博市机动车排气与扬尘污染防治监督管理处，山东 淄博 255020）

我国经济水平的发展与进步，使机动车数量得到大幅度的提高，机动车排放的污染物对周围环境以及空气带来的影响引起了相关人士的重视。从当前的发展趋势来看，我国对汽车排放污染物的主要控制指标包括一氧化碳、碳氢化合物、不透光烟度等。因此，本文从这几个方面展开相关分析。

1 机动车排气对环境空气质量带来的影响

通常，机动车在实际运行时会向周围环境和空气释放出诸多的污染物，其主要成分为一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）、各种含铅的颗粒物和二氧化硫（SO2）。其中，CO在所有污染物中位居第一，如果被人吸入呼吸道中，它就会和血红蛋白发生反应，进而对人体的细胞供氧能力带来严重的影响，可能致使人体处于缺氧的状态，严重威胁人们的健康。

2 试验部分

2.1 仪器和试剂

主要仪器：选用美国Agilent6890/5975B气相色谱质谱仪（GCMS），选用美国Entech7100大气预浓缩系统以及3100罐清洗系统，选用3.2 L内壁硅烷化的苏马罐；标准气体：选用美国Entech 39种VOCs标准气体，选用4种内标气体；二氯甲烷：农残级。

2.2 机动车尾气样品做好采集工作

技术人员用3.2 L苏马罐在处于怠速的状态下分别搜集了某一型号吉利车（93#汽油）以及某型号的桑塔纳车（97#汽油）、公交车（0#柴油）以及大巴车（0#柴油），同时分别收集了5个样品。

2.3 环境空气样品采集

技术选择以下几个区域作为空气样品采集的地点：交通主干线（中环线）、工业区、居住小区和景观区（水上公园）。不仅如此，还在非采暖期（5-6月）这一时间段采取抽真空苏马罐的方式收集空气样品，并且在这几个点位中采集5个样品。

2.4 分析机动车尾气和环境空气样品检测的基本要求

预浓缩进样系统的操作条件：一级冷阱捕集阱温度通常保持在-150℃、预热温度为20℃、解析温度需要控制在20℃、烘烤温度一般为130℃（5 min）；二级冷阱捕集阱温度一般保持在-50℃、解析温度通常控制在180℃（3 min）左右、烘烤温度一般为190℃；而三级冷阱捕集阱温度一般在-160℃左右。

GC/MS操作的条件：色谱柱为HP-1（60 m×320 mm×1.0 μm）；柱温为35℃（2 min），5℃（0 min）上升为250℃（5 min）；进样口温度一般控制在220℃；传输线温度一般在280℃；载气选用氦气，流速控制在1.5 mL/min；进样量保持在80～1 000 mL的范围内为宜；分流比设置为5:1。

质谱条件：选用电子轰击源，电离能量为70 eV，将扫描范围控制在46～300 amu的范围内，扫描速度保持在1.79 scans/sec左右。

3 试验观察研究

3.1 燃料油样中包含的有机化合物

技术人员应用专业的仪器设备对汽油进行检测，发现汽油中包含100多种挥发性物质，特别是芳香烃、烷烃等有机物在汽油中占比较大，芳香烃最高比例可以达到40%，与之相比，烷烃占比较小。在芳香烃有机化合物中，甲苯、乙苯所占据的含量较高。本文研究中拿97#汽油与93#汽油进行综合比较，根据数据得知其中97#汽油中苯系物质的含量要明显高于93#汽油。原因可能是为了提升汽油的辛烷质，人们在汽油中提高了芳香烃所占据的比例。采油中挥发性与半挥发性有机物质含量较多，有150多种。由此可以看出，采油中挥发性与半挥发性有机物质含量要高于汽油的含量，其中芳香烃所占比重非常高，却低于烷烃物质的比重。10#采油中芳香烃化和物质的含量会比20#柴油高出很多，这一情况出现也可能是人为因素的干扰。不同燃料中有机化合物的含量不同，从柴油与汽油的综合对比中就可以充分了解到。

3.2 机动车尾气中挥发性有机物

技术人员从汽油车尾气里面检验出49种挥发性有机物，芳香烃类化合物占大部分，接着就是烯烃和烷烃类化合物。芳香烃类化合物里面含有甲苯、乙苯、二甲苯等物质，而且含量比较高。就没有排放的有机污染物而言，二甲苯的含量最高，然后是三甲苯和甲苯，而苯含量已经达到5.36 mg/m3。技术人员从柴油车排出的尾气中检验出56种挥发性有机物，其中芳香烃类化合物的含量较高，然后是烯烃类以及烷烃类化合物[1]。和汽油车排放尾气中的芳香烃类化合物浓度比较可以得知，柴油车要低很多，如图1所示。因此，汽车所排放的尾气对环境空气中挥发性有机污染物的贡献要比柴油车排出的尾气要高一些。

图1 汽油、柴油中挥发性有机物浓度比较

3.3 不同功能区环境空气中挥发性有机物

技术人员从4个功能区域中对空气样品分别进行检验，结果检验出62种有机污染物，而且芳香烃类化合物在所有有机污染物中占据首位，最高可以达到41%，接着烷烃类占比25%，烯烃占比18%，其他占比16%。由此可见，芳香烃化合物产生的浓度要比烷烃、烯烃类高，并且和机动车排出的尾气挥发性有机物的组成和浓度所产生的分布情况几乎相同。

4 观察部分

4.1 建设交通空气污染监测站点

4.1.1 科学选点

本研究以城市交通干线的空气质量作为监测对象，依据相关监测要求对城市中存在的污染物浓度进行认真测定，保障监测结果的科学性。不仅如此，本次监测站点设置在某人群集中的路边20 m左右的区域内，为了提高监测水平，将监测站点的距离保持在2～2.5 m的高度。

4.1.2 监测目标

机动车排放的有害气体通常涵盖150多种的颗粒物，碳化物、氮氧化物等物质对人们的身心健康和大气质量都会带来严重的影响。同时，试验仪器会因为某种因素而受到约束，所以本次试验的监测目标是PM10、NO2以及HC。

4.1.3 监测环境

选择的监测站点主要是某单位和大型写字楼中间的位置，这里不会受到工业的影响，而且这个区域有较大的车流量，可以清晰准确地反映出监测结果。

4.2 仪器与方法

本次试验中，技术人员所使用的监测设备主要是集成式分析仪，将车流量计数器当作辅助工具，采取24 h连续自动采样分析的手段，对比的频次是每60分钟一次，而且结合我国相关规定在开始监测的过程中，每隔7 d就要就要对其做好校准工作。

4.3 结果与分析

4.3.1 监测点颗粒物含量的对比分析

首先，技术人员对PM10的数值进行比较后可以得知，当前监测的所有站点5-8月所得到的PM10数值都处于最低状态，而针对其他时间段来说，所得到的数据都能够较好地呈现出监测站点的数值要比其他地区的数值高，这样也就从侧面反映出路边的空气质量要比其他地区的空气质量稍差。

其次，技术人员对PM2.5的数值进行比较以后可以看到：数据在不涵盖5-8月的基础上，监测站点得到的数据比其他地区得到的数据要高，其主要原因是除了5-8月以外，其他月份降雨量较多，这样就会促使颗粒物得到良好的沉降，也促使每一个区域所得到的数据都呈现出平衡状态。

再次，对氮氧化物进行对比以后得知：尽管每一个站点产生的氮氧化物的变化情况几乎相同，然而路边的观测站点监测质量要比其他地点的监测质量高，其主要原因是汽车排放的尾气涵盖很多氮氧化物，同时路边的站点会在很大程度上受到车流量的影响，会促使其数据较高。

然后，对碳氧化物进行比对可以得知，其他地区全年水平都要比路边监测站点水平低，尽管从全年的发展趋势来看存在较大的变化幅度，但是都要比路边监测站点水平低。显然，这样就较好地反映出机动车排放的尾气会对环境空气质量带来不利影响。

最后，技术人员对CH4相关数据进行认真比较以后可以得知：路边监测站点和整个城市所产生的颗粒物变化情况处于相同的状态，然而从数据水平的角度来看，路边监测站点的数据要比城市平均水平高，其主要原因是路边监测站点四周的空气大部分都受机动车排放的碳氢化合物影响，而它也是数值差距最大的颗粒物。

4.3.2 监测结果分析

首先对颗粒污染物进行分析，结合专业性、权威性的检测结果可以了解到，在众多污染物质中，PM10与PM2.5的含量最大，也是目前技术手段检测到的污染最为严重的颗粒物质，对于交通线路周围空气质量有着较大影响。

以我国某一区域为例，该区域每年5-8月是降雨较为频繁的时间段，其间气候扩散情况明显，导致交通线路周围空气污染情况较低。但是，对总体的数值水平进行综合分析，交通线路周围的污染水平远远高于市内平均污染程度，这也表示交通机动车辆运行所造成的污染是非常大的。对于氮氧化物的污染水平进行分析，氮氧化物的污染水平在全市范围内基本保持一致，不同区域之间并没有较大的差异性。但是，根据同期的检测数值来看，交通线路沿线周围环境的检测数值仍然明显高于全市的平均值，这一情况也表示机动车辆运行排出的尾气严重影响空气质量，是目前环保工程建设过程中应当高度重视的问题。对空气中一氧化碳的含量进行分析也是如此，这些数据都表明汽车尾气的污染性。

臭氧含量也应进行深入分析，臭氧含量与日照有着非常密切的联系，受到域气候环境变化的影响，臭氧所产生的化学反应强度会存在一定差异，臭氧含量也会呈现出较大的波动性。专业技术人员在检测的过程中发现，交通线路沿线臭氧含量要明显低于全市平均水平，主要是在这一区间臭氧发生化学反应的情况较明显，空气中臭氧消耗也较大，交通线路两侧的臭氧含量在检测没有开始前明显高于市内平均水平。

最终对有机物质进行分析，如果检测发现CH4的浓度比HC高出很多，就表示在有机物排放中CH4占据较大的比重。将交通沿线CH4含量与市内平均水平进行比较，最终的显示结果也是如此，与上述众多物质的检测结果相同。需要注意的是，CH4在浓度方面有着较强的稳定性，该物质含量并不会随着气候环境与季节的变化而改变。

5 结语

环境空气、机动车尾气中的挥发性有机化合物和燃料油中的相关组分基本相同，较好地说明机动车排放的汽车尾气会对环境空气质量带来一定的影响。而对于汽油车尾气来说，其对环境空气中挥发性有机污染物的贡献要比柴油车尾气高很多。由此可见，机动车排放的尾气不但会对环境空气质量带来不利影响，而且会影响人们的身心健康，因此加大排气污染防治力度是当前发展的必然趋势。

1 袁 敏，李利荣.机动车排放尾气中挥发性有机污染物对环境空气质量影响初探[J].中国环境监测，2009，25（4）：81-83.