周婷婷

摘 要：隨著機(jī)動(dòng)車保有量的快速增長，機(jī)動(dòng)車尾氣已嚴(yán)重影響中國的空氣質(zhì)量，尤其是尾氣中的PM2.5對(duì)人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。中國油品質(zhì)量等級(jí)與機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)均參考?xì)W洲標(biāo)準(zhǔn)。介紹PM2.5的背景知識(shí)，對(duì)現(xiàn)階段中國和歐洲的油品質(zhì)量等級(jí)和機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析，并探討油品質(zhì)量等級(jí)與機(jī)動(dòng)車（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）尾氣中顆粒物PM2.5的排放關(guān)系。

關(guān)鍵詞：油品質(zhì)量等級(jí) 機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn) PM2.5

中圖分類號(hào)：X513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）007-121-02

近年來，隨著生活水平的提高，中國機(jī)動(dòng)車保有量迅速增加，截止到2011年底，我國機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.23億輛，其中汽車達(dá)1.06億輛。機(jī)動(dòng)車尾氣已成為空氣的重要污染源。

機(jī)動(dòng)車尾氣排放的污染物主要有：碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）和顆粒物（PM）。PM英文全稱為Particulate Matter（顆粒物），是指在空氣中漂浮的極小的顆粒和霧滴。PM分兩種，即可吸入顆粒（Inhalable Coarse Particles）PM10和細(xì)顆粒物（Fine Particles）PM2.5，PM10的粒徑在2.5～10微米之間，PM2.5的粒徑小于2.5微米。PM2.5粒徑小（相當(dāng)于人類頭發(fā)直徑的1/30），形狀多變，表面積大，吸附能力強(qiáng)，表面吸附了大量有毒、有害物質(zhì)，且在大氣中停留時(shí)間長，輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量和人體健康危害大。

1 PM2.5的相關(guān)介紹

1.1 PM2.5的來源

雖然自然過程會(huì)產(chǎn)生PM2.5，但其主要來源還是人為排放，人類既直接排放PM2.5，也排放某些氣體污染物，在空氣中轉(zhuǎn)變成PM2.5。直接排放主要來自燃燒過程，比如化石燃料（煤、石油）的燃燒、生物質(zhì)（秸稈、木柴）的燃燒、垃圾焚燒。在空氣中轉(zhuǎn)變成PM2.5的氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物。其它的人為來源包括：道路揚(yáng)塵、建筑施工揚(yáng)塵、工業(yè)粉塵、廚房煙氣。自然來源包括：風(fēng)揚(yáng)塵土、火山灰、森林火災(zāi)、漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細(xì)菌。

中國各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、產(chǎn)業(yè)鏈、環(huán)境氣候各異，造成各地大氣中的PM2.5的來源不一。總體來看，機(jī)動(dòng)車尾氣排放的污染物僅是大氣中PM2.5產(chǎn)生和形成的原因之一。

1.2 PM2.5的危害

研究人員發(fā)現(xiàn)，粒徑10微米以上的顆粒物，會(huì)被擋在人的鼻子外面。PM10，能夠進(jìn)入上呼吸道，但部分可通過痰液等排出體外，也會(huì)被鼻腔內(nèi)部的絨毛阻擋，對(duì)人體健康危害相對(duì)較小。PM2.5不易被阻擋，進(jìn)入支氣管和肺泡后通過氣血交換進(jìn)入血液，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心腦血管等方面的疾病。進(jìn)入血液后顆粒表面吸附的致癌物、有毒氣體、重金屬等會(huì)溶解在血液中，對(duì)人體的傷害更大。PM2.5“萬惡之源”在于它太小了，生理結(jié)構(gòu)決定了人體對(duì)PM2.5沒有任何過濾和阻攔能力，而PM2.5對(duì)人類健康的危害卻隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，逐步顯露出其恐怖的一面。

圖1 顆粒大小比較

1.3 機(jī)動(dòng)車（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）尾氣產(chǎn)生的PM2.5分析

機(jī)動(dòng)車尾氣會(huì)直接排放不完全燃燒顆粒物PM2.5，尾氣中的氮氧化物和二氧化硫，也會(huì)在空氣中轉(zhuǎn)變成PM2.5。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)動(dòng)車尾氣直接排放的顆粒物主要由核態(tài)（粒徑典型分布范圍0.003～0.03 m）和積聚態(tài)（粒徑典型分布范圍0.03～0.5 m）的顆粒物組成，其中以核態(tài)顆粒物為主。輕、重柴油發(fā)動(dòng)機(jī)及農(nóng)用機(jī)車所排放的PM2.5濃度最大。發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速和頻繁加速減速時(shí)排放的PM2.5濃度會(huì)升高，因此城市交通越擁堵，尾氣排放的PM2.5就會(huì)越多。油品質(zhì)量也是重要的影響因素，硫含量越大，排放的二氧化硫和氮氧化物就會(huì)越多，在空氣中會(huì)轉(zhuǎn)變成PM2.5。因此可以看出機(jī)動(dòng)車尾氣直接和間接產(chǎn)生的PM顆粒，以PM2.5為主，包含少量PM10。

2 中國和歐洲汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)

由于中國汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)均參考?xì)W洲的標(biāo)準(zhǔn)，在這里列出歐洲的標(biāo)準(zhǔn)供參考比較。

2.1 歐洲汽油質(zhì)量等級(jí)和機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)

表1 歐洲汽油質(zhì)量升級(jí)進(jìn)程

由表1可以看出，目前歐洲汽油質(zhì)量執(zhí)行統(tǒng)一的歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，其硫含量均為10 g·g-1。

2.2 中國汽油質(zhì)量等級(jí)和機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)

表2 中國汽油質(zhì)量升級(jí)進(jìn)程

由表2可以看出，從2009年起，中國汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)（相當(dāng)于歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)），汽油硫含量為150 g·g-1，北京上海標(biāo)準(zhǔn)稍高，分別實(shí)行京Ⅳ和滬Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)（相當(dāng)于歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)）。

3 中國與歐洲機(jī)動(dòng)車污染物排放量對(duì)比

參照上述中國和歐洲的油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)，假設(shè)車輛品牌、發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)地、發(fā)動(dòng)機(jī)排量、駕駛員水平、年行駛里程數(shù)、平均車速、車輛新舊程度等諸多參數(shù)均相同。分析對(duì)比如表3。

4 結(jié)論

假設(shè)上述條件均成立，則中國單臺(tái)機(jī)動(dòng)車各污染物排放量為歐洲的數(shù)倍至數(shù)十倍。尤其在二氧化硫的排放量方面，差距更加明顯，排放比分別是10倍和35倍。在本文重點(diǎn)關(guān)注的機(jī)動(dòng)車尾氣直接排放顆粒物PM2.5方面，中國1臺(tái)車的排放量相當(dāng)于歐洲的10臺(tái)。目前中國擁有100萬輛機(jī)動(dòng)車以上的城市有14個(gè)，意味著這些城市的尾氣排放的二氧化硫和顆粒物PM2.5已超過紐約、東京等擁有近1000萬量機(jī)動(dòng)車的超大城市。

我國成品油消費(fèi)的情況，2012年中國汽油消費(fèi)8175萬噸，因此為改善空氣質(zhì)量，尤其是減少機(jī)動(dòng)車尾氣中PM2.5含量，必須快速提高中國的油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陽紅，孫德仕.道路交通顆粒物排放機(jī)理[J].過程工程學(xué)報(bào)，2002，11（2）：324-328.

[2] 廖光華.汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的影響[J].石油庫與加油站，2010，19（4）：41-44.

[3] 潘鎖柱，裴毅強(qiáng)，宋崇林，等.汽油機(jī)顆粒物數(shù)量排放及粒徑的分布特性[J].燃燒科學(xué)與技術(shù)，2012，18（2）：181-185.

[4] Whitby KT，Cantrell BK.Atmospheric aerosols：Characteristics and measurement[C].Proceedings of the International Conference on Environmental Sensing and Assessment（ICESA）.Institute of Electrical and Electronic Engineers （IEEE）.Washington，DC，1976：1-6.

[5] 何元，王恒.柴油機(jī)排放顆粒物的觀測(cè)與分析[J].小型內(nèi)燃機(jī)，2000，29（2）：26-29.

[6] 楊哲.從國外油品質(zhì)量升級(jí)看我國汽油柴油標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展及對(duì)策[J].煉油技術(shù)與工程，2004，34（10）：1-4.