机动车尾气VOCs排放及减排措施分析

汪 欣

（南充市生态环境局，四川 南充 637000）

很多挥发性有机物（VOCs）存在于机动车排放的尾气中，如非甲烷碳氢化合物（NMHCs）、含氧挥发性有机物（OVOCs）、多环芳烃（PAHs）等，而VOCs又是光化学氧化反应的关键物，会对环境空气质量和人体健康造成危害。因此，本文对机动车尾气的VOCs排放特征进行研究，并提出机动车尾气的VOCs减排措施。

1 机动车尾气VOCs概述

1.1 排放现状

如表1所示，上海、北京、天津、重庆、深圳、中山等城市机动车尾气排放对大气污染物中一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物的分担率相似，都处于比较严重的状态。生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报（2020）》显示，2019年，全国机动车四项污染物排放总量初步核算为1 603.8万t。其中，一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）排放量分别为771.6万t、189.2万t、635.6万t、7.4万t。汽车是污染物排放总量的主要贡献者，其排放的CO、HC、NOx和PM等四项主要污染物均超过90%。柴油车NOx排放量超过汽车排放总量的80%，PM排放量超过90%；汽油车CO排放量超过汽车排放总量的80%，HC排放量超过70%。

表1 2019年不同城市机动车尾气排放的污染物分担率

1.2 治理意义

基于以往的治理经验，开展机动车尾气VOCs治理具有重要意义。一是改善区域空气环境。汽车尾气排放是空气污染物的主要来源之一，合理治理可以有效控制大气污染。当前，要大力推广和使用新能源机动车，研发尾气处理装置，有效改善区域空气质量，优化当地居民的生活条件。二是保护人体健康。VOCs进入人体呼吸道，会引起一些呼吸道疾病。统计数据显示，我国城市呼吸道疾病患者数量一直处于不断上涨的状态，这与空气污染存在联系，而机动车尾气VOCs排放量占有非常大的比例。采取合理措施开展减排工作，能够降低空气的污染物含量，改善环境空气质量，降低疾病发生率[1]。

2 机动车尾气VOCs排放特征车辆

2.1 NMHCs

NMHCs（即非甲烷碳氢化合物）主要包括芳香烃、烯烃、烷烃等，其特征分析需要组建相应试验来完成，一般可以选择3.2 L苏玛罐来采样，同时将冷冻浓缩仪作为主要试验仪器。根据试验数据，不同类型机动车排放的NMHCs种类存在较大差异，但是污染物排序基本相同，即烷烃＞芳香烃＞炔烃。同时，机动车尾气中的NMHCs排放量控制在265～1 736 mg/km，平均值为850 mg/km。随着行驶路程的增长，污染物对空气的污染会逐渐降低，污染物排序为烷烃＞炔烃＞芳香烃，这也为后续治理提供重要参考。

2.2 OVOCs

OVOCs（即含氧挥发性有机物）是一类比较常见的污染物，其反应活性较高，样品稳定性较差，在对其进行检测时，要采用特殊手段来完成试验，以便采集可靠的应用数据。目前，比较成熟的试验方法为DNPH（2,4-二硝基苯肼）-HPLC（高效液相色谱）法，其搭配GC（气相色谱）-FID（氢火焰离子化检测器）法和高效液相色谱法，可以确定化合物种类。根据试验数据，不同类型机动车排放的污染物种类存在较大差异，但是含量较高的污染物种类相同，分别是环己酮、丙酮、甲醛、乙醛和丙烯醛，而导致参数差异的主要原因在于机动车行驶里程数、发动机类型、三元催化器效率等。在这些污染物中，甲醛、乙醛、酮类化合物的组分占比较高，基本会保持在70%以上，这也是后期治理需要着重关注的内容[2]。

2.3 PAHs

PAHs（即多环芳烃）相较于前两种类型的污染物，其组分占比较少，但是给空气和人体带来的负面影响较大，容易引起呼吸道、心血管之类的疾病。目前，比较成熟的试验方法为DNPH-HPLC法，其间需要搭配其他试验方法。试验发现，不同类型的机动车在行驶中排放的污染物种类存在较大差异，但是整体分布规律比较相近。城区内车辆密集区的PAHs浓度是郊区的5～10倍，如何降低机动车密集区污染物含量也是重点治理方向。2019-2020年，一线城市的PAHs浓度平均值介于40.79 ng/m3±15.24 ng/m3；二线城市的PAHs浓度平均值介于25.33 ng/m3±13.24 ng/m3；三四线城市的PAHs浓度平均值介于15.69 ng/m3±8.34 ng/m3。在不同车速下，多环芳烃的排放量（V）也存在较大差异，具体排序为V匀速＜V匀减速或V变速减速＜V怠速＜V匀加速或V变速加速[3]。

3 机动车尾气VOCs减排措施

3.1 强化汽油车排量控制

结合以往的实践经验可知，汽油车在机动车尾气VOCs方面的贡献率明显高于柴油车。当前，要加强汽油车排量的合理控制，减少机动车尾气排放总量，优化城市生活环境。一是更新汽油车排放标准，结合机动车各项指标内容，对机动车尾气排放参数进行合理控制，尤其是在年审时要加强对汽油车尾气排放量的合理性审查，防止审车时出现造假情况，减少不合规汽油车的数量[4]。二是明确燃油标准，以此为基础对加油站销售情况进行监管，确保汽油供给标准满足既定要求，这样可以从源头减少尾气排放的污染物，提升环境质量。

3.2 加大机动车创新研究力度

当前，要加强机动车创新研究，从源头上控制高污染机动车数量，持续改善城市环境。其间，要强化运营车辆的监管力度，将标准审核内容作为基础，加强对运营车辆的里程上限、运营年限、尾气排放标准等内容的控制，以便合理控制VOCs排放浓度，防止超负荷运营。对于不满足要求的运营车辆，要对其进行处罚作为警示，同时对满足国Ⅵ排放标准的运营车辆给予奖励，加快机动车更新速度[5]。

另外，要整合市场资源，加快不满足排放标准机动车的更新速度。2020年，我国满足国Ⅱ排放标准和国Ⅳ排放标准的机动车数量在整个市场中的占比达到65%，这些都具备很大的VOCs减排潜力，也是接下来需要着重关注的对象。在具体落实过程中，可以禁止国Ⅱ排放标准以下的机动车（未售出）上道，逐步减少道路上的高污染车辆。同时，对于国Ⅵ标准以下的机动车，可以采用限行方式来控制整体排放量，从而起到相应的环保作用。

3.3 做好日常监测

日常监测至关重要，根据监测结果，要合理调整下阶段管控措施，加快区域环境整治。在具体实践中，生态环境部门、市场监督管理部门、公安部门需要联合起来，保证监测活动顺利开展，提升超标问题的整治力度。监测期间，要合理设置监测区域，一般将机动车密集区、居民居住区作为监测重点，划分若干个监测区域，设置相应的监测点，以6 h为周期进行一次数据整理，监测时间为一周。采集的监测数据可以利用计算机软件来完成整理，以便了解该区域污染治理效果。另外，要加大超标机动车的惩治力度，从而提升惩治效果，优化城市机动车发展环境。

3.4 推进污染物治理

做好污染物治理，能够提升污染物治理效果，持续改善城市交通环境。一是做好城市交通环境改造，减少车辆在道路上的滞留时间，进而减少污染物排放量。此外，要重视城市公共交通体系建设，充分发挥地铁工程、轻轨工程等的优势，缓解城市交通压力。同时，要做好宣传推广，鼓励市民搭乘公共交通出行，减少机动车尾气排放量。二是基于以往实践经验，秋冬季节需要管控的污染物以颗粒物为主，该阶段VOCs浓度处于不断富集的状态，在诸多因素的作用下，还会出现二次细颗粒物，污染周边环境。基于此，要加强移动源管理，将污染物浓度控制在合理范围内，达到有效减排的目的。

3.5 提高科技研究水平

提高科技研究水平，有利于合理管控机动车污染，促进行业经济的快速发展。在具体实践中，要适当拓宽研究范围，新技术研究不能局限于一线城市，更需要关注二、三线城市尾气控制，有效改善国内整体的尾气排放环境，确保相关污染问题得到有效控制。同时，要保证研究方式的统一性，防止结果缺乏可比性，使得后续研究活动顺利进行。除此之外，要保证研究成果的时效性。要基于城市交通的需要，实施国Ⅵ汽油排放标准和国Ⅵ柴油排放标准，准确掌握汽车尾气成分和油品成分的变化。相关研究要以此为切入点，明确尾气排放的新标准，并对其进行深度分析，提升研究成果的实效性。

4 结论

机动车尾气VOCs排放的负面影响极大，有必要做好减排控制。一是开展有效的汽油车排量控制，减少机动车尾气排放总量。二是重视机动车创新研究，从源头上控制机动车数量。三是做好日常监测，根据监测结果合理调整管控措施。四是推进污染物治理，持续改善城市交通环境。五是提高科技研究水平，合理管控机动车污染。