雾霾天气与汽车尾气排放的关系
摘 要：雾霾天气的成因存在争议，有专家认为是来源于汽车尾气排放，但这是与事实相冲突的。本文主要讨论机动车尾气排放在雾霾成因中的实际比例，及可能解决的方案。
关键词：雾霾天气 汽车尾气 PM2.5
2014年1月2日，中科院大气物理所张仁健研究员发表研究论文，认为交通排放（主要是机动车排放）对PM2.5的贡献不足4%，引起媒体关于“环保部、中科院分歧北京雾霾真凶”的讨论。一直大家都以为，雾霾的主要元凶之一就是汽车尾气，一直都是认为汽车尾气与雾霾的关系非常大，不过最近有一些结论，推翻了这种说法。
中科院大气物理研究所研究员张仁健课题组与同行合作，对北京地区ＰＭ2．5化学组成及源解析季节变化研究发现，北京ＰＭ2．5有6个重要来源，分别是土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染和二次无机气溶胶，这些源的平均贡献分别为15％、18％、12％、4％、25％和26％。
如果从这个结果可以看出来，汽车尾气的影响并没有想象中的严重。如果将燃煤、工业污染和二次无机气溶胶三个来源合并起来，化石燃料燃烧排放成为北京ＰＭ2．5污染的主要来源。北京周边省份快速发展的工业生产会带来跨境传输的污染。这才是雾霾的主要原因。大部分工厂都是没有任何除污的设备，导致我们的空气越来越脏，这才是雾霾的真正原因。
对此，同样来自于中科院但隶属于生态环境中心“大气灰霾追因与控制”专项的首席科学家贺泓回应说，这个问题的产生首先来自采用的源解析方法本身。较大的差异主要来源于PM2.5成分的时空分布多变性、采用方法、研究者主观因素等多方面原因。
“采用方法”方面，贺泓认为，张仁健课题组采用的正交矩阵因子分解法即PMF（Positive Matrix Factorization），对外场观测数据进行源解析采用多元回归的方法，往往不能排除有多种解；PMF分析对样品数据量有要求，分析的样品量太少，得出的结论也会有较大的偏差，所以基于外场观测的源解析存在数据不一致是“完全可以理解的”。他强调，这也体现了采用实验室模拟的手段来确定每种源的贡献的重要性。资料显示，贺泓带领的专项组采用了包括可控实验、外场观测和数值模拟在内的三种方式。
中科院“大气灰霾追因与控制”专项以京津冀、长三角、珠三角为研究区域，通过可控实验、外场观测和数值模拟确定致霾污染物的组成及来源，以期阐明我国区域灰霾形成的关键物理化学机制，识别关键污染物和污染源，发展具有我国自主知识产权的大气灰霾监测技术以及预测预警及控制决策模拟，研究致霾关键污染源的源控制和过程控制技术。其中“大气灰霾溯源”项目组于2012年在国内设立了40个气溶胶化学观测站点，其中在北京及周边设立了8个站，目标就是实现对北京地区PM2.5霾污染进行动态源解析，“为国家和地方政府提供科学准确的灰霾治理依据”。
在研究雾霾跟汽车尾气的关系中，有的专家指责汽车尾气对雾霾的贡献的证据里，有这么一条：“„„中国的油品质量。以日本为例，日本的汽油和柴油中含硫量已经降至10ppm（百万分比浓度），而中国执行的是汽油含硫量不超过150ppm、柴油含硫量不超过350ppm的标准，与日本相差了15倍以上，实际情况可能相差更多。2012年《齐鲁晚报》在山东随机抽取了6份93号汽油样品，其中有2份汽油的硫含量高达680ppm、910ppm。”以此指责汽车尾气对环境污染作用大是没错的，可就凭这个来说汽车尾气对雾霾的影响有多大，就有点科学白痴的嫌疑了。
当前中国的家用车，使用的都是90#、93#、97#的无铅汽油，燃烧后的铅排放颗粒物是不存在的；至于尾气中硫排放，前面我已经说过，是不存在颗粒物的。当然，因为发动机工艺水平的关系，燃油的燃烧是不可能完全燃烧的，但提请大家注意的一点是：即便是混合动力的小车，在使用天然气作为燃料时，也是不可能完全燃烧的。2013年，由中国社会科学院社会学研究所完成的《汽车社会蓝皮书》发布，数据显示,截至2012年底,全国机动车保有量达2.4亿辆,其中汽车1.2亿辆，只有美国的一半不到。 就城市汽车保有量来说，2012年，北京520万辆，伦敦700万辆，纽约800万辆。再看看这些城市的PM2.5数值：2013年1月12日晚8时，北京空气污染指数（PM2.5）达到惊人的755，而此时，纽约的PM2.5指数是19，英国伦敦是25。汽车保有量大，并不一定雾霾更严重。
对于上海而言，研究上海地区的雾霾天气，具体方法也要按照北京测量方法来操作。
上海PM 质量浓度的日变化呈双峰现象，一个峰出现在7：00—10：00之问，另一个峰出现在18：o0—23：O0之间，这一特征与通常的北京空气污染物日变化过程一致，污染物浓度日变化双峰现象，虽与气象条件有关，但汽车尾气排放也是一个重要影响因素。主要是由于上班、上学、交通运输的高峰期，车流量大，尾气排放量也大，从而可能对形成上午与夜间的两个PM ． 浓度高峰起了重要作用。上海城区的总面积为269平方千米平方公里，雾霾高度以200米(实际上应该低于此)计算，如果估算出一天(24小时)汽车尾气的排放的PM 的量就能估算出在一天内汽车尾气对城市PM：． 的贡献度。由于缺乏地区年耗油量等指标，本估算以汽车总量和平均使用时间及单车排污量等可以查询到的资料为依据。
统计公报显示，2012年年末全市机动车保有量520万辆，其中小客车(包括私家车和公务车)占70％约364万辆，其余为运营车辆包括公共交通运输很物流生产型运输。计156万辆。为方便统计将污染排放单位统一折算成小客车的排污量。运营车辆因时间长，耗油量大，燃料环保属性低(柴油或低标号汽油)保守估计为普通小客车的10倍。也就算说以普通小客车污染排放为单位来测算，上海市相当于拥有1920万普通小客车的汽车尾气污染排放。根据交通部门的统计，上海小客车在目前的交通条件下平均上路的时间在1．5,,j~．-J-／日。关于汽车尾气排放导致的PM：产出最，已经有了大量的实验检测数据。普通小汽车(2．0L排量)在怠速状态下，仪器监测平均值为214微克／m 。当踩下油门，发动机转速达到2500转(一般这个转速属于经济转速，最省油的转速)，PM： 瞬间数值达到1095微克／m。依据上海市交通的平均时速15公里／4,时，发动机这时的转速在1000转以上。排放的PM 应该在1000微克／m 以上。每分钟将排放PM 不少于2000微克。一辆小客车每天行驶1．5小时共排放9 104微克。一般而言上海地区，70％ 的交通均发生在城区的范围内，也就是我们刚刚算出的箱体内。1920，l：70％折合为1344万量小汽车。日产生PM． 5估算大致为24192 108微克。即便不考虑浓度近地富集的情况，在箱体内平均分配的情况下，24小时内汽车尾气对上海市区PM，的贡献为3O．5微克／m 。此时为国内标准的50％ ，为国际卫生组织标准的3．5倍。考虑到上海地区雾霾的高度分布特点，实际对地面30米附近的贡献率还要增加1—2倍，亦即真实贡献率为60—90微克／m 。而在交通拥堵的时段和地段，还会成倍增加。PM：． 暴表的现象也就不足为奇了。总之，无论是PM：． 实际检测呈现的早晚高峰特点还是高度分布特点，以及根据汽车尾气排放对区域PM： 的贡献度估算结果来看，汽车污染是上海雾霾污染的首要因素。对局部区域的贡献度大于80％ ，对区域的平均贡献度大于50％ 。而不是通常而言的20—30％ 。这个区别非常重要，对于空气质量的治理方案的确立是关键l生指标。在极端不利气象条件下，对交通的管制甚至是短时期内降低空气污染的根本性措施。
