【中國(guó)環(huán)境報(bào)】北理工實(shí)驗(yàn)還原機(jī)動(dòng)車尾氣污染真相
發(fā)布日期：2017-01-11 供稿：中國(guó)環(huán)境報(bào) 編輯：楊晶 審核：王征 閱讀次數(shù)：
原文標(biāo)題：北理工實(shí)驗(yàn)還原機(jī)動(dòng)車尾氣污染真相
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4個(gè)便攜式測(cè)量?jī)x在同一外環(huán)境下顯示出4個(gè)不同結(jié)果
實(shí)驗(yàn)在“恒溫恒濕稱重箱”中進(jìn)行濾膜稱重法測(cè)量
利用低壓電荷沖壓器系統(tǒng)測(cè)量氣溶膠顆粒數(shù)量
污染程度直觀反映在濾紙上,，右邊變黑的濾紙的PM濃度接近5000微克/立方米
1月5日北京報(bào)道 近日,，有關(guān)機(jī)動(dòng)車污染的輿論很熱，起因是網(wǎng)上一個(gè)廣為流傳的關(guān)于汽車尾氣測(cè)試的實(shí)驗(yàn)視頻,。機(jī)動(dòng)車比空氣更干凈,？網(wǎng)友的實(shí)驗(yàn)測(cè)試是否可信,？今日，在北京理工大學(xué)車輛實(shí)驗(yàn)樓現(xiàn)場(chǎng)做的“汽車尾氣污染真相解釋”實(shí)驗(yàn),，還原了機(jī)動(dòng)車尾氣污染真相,。
測(cè)量工具有差別：便攜式測(cè)量?jī)x不能超范圍使用
“有人說汽油車排放能凈化空氣，對(duì)霧霾形成影響不大,。甚至有人認(rèn)為,，汽車尾氣比霧霾空氣還干凈。這些說法都是不正確的,，有誤導(dǎo)性,。”北京理工大學(xué)汽車動(dòng)力性及排放測(cè)試國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室主任葛蘊(yùn)珊說,。
葛蘊(yùn)珊表示,，視頻中的測(cè)試結(jié)果有一定合理成分，但測(cè)試過程和結(jié)果分析等方面還不盡科學(xué),，需要全面,、科學(xué)、客觀地看待汽油車污染問題,。
同一空間,，同一水平面，一字排開的4個(gè)便攜式測(cè)量?jī)x顯示的PM2.5數(shù)值分別是232、207,、189,、216微克/立方米，完全不同,。這其中,，包括網(wǎng)絡(luò)上測(cè)試機(jī)動(dòng)車尾氣的同款便攜測(cè)量?jī)x。
“這些設(shè)備存在一定范圍內(nèi)的誤差,，它們可以做定性的測(cè)量,，而要對(duì)機(jī)動(dòng)車進(jìn)行嚴(yán)格的定量測(cè)量，還應(yīng)該用更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)量方法,?！?北京理工大學(xué)汽車動(dòng)力性及排放測(cè)試國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室博士王欣介紹。
據(jù)了解,，PM的粒徑非常小,，對(duì)測(cè)試儀器有嚴(yán)格要求，例如儀器設(shè)備的測(cè)試能力及標(biāo)定,，一定的稀釋比例使PM穩(wěn)定,，準(zhǔn)確的分級(jí)來確定PM的大小范圍如PM10、PM2.5等,。這些問題是市場(chǎng)上絕大多數(shù)便攜式PM儀器所不具備的,。
便攜式的PM2.5分析儀多采用光學(xué)原理，其所測(cè)量的PM2.5不是通常的固體顆粒,，而是液態(tài)和固態(tài)顆粒物的總量,，測(cè)量精度差，且受溫度影響較大,。顆粒物排放應(yīng)該經(jīng)稀釋降溫處理后再進(jìn)行測(cè)量,，用測(cè)大氣環(huán)境顆粒物的儀器直接去測(cè)高溫排放，誤差很大,。
仔細(xì)翻看網(wǎng)絡(luò)上測(cè)試機(jī)動(dòng)車尾氣的同款便攜測(cè)量?jī)x的使用說明,，其使用溫度范圍為0~50攝氏度，濕度范圍為0~90%RH,。注意事項(xiàng)中也明確指出，“請(qǐng)置于空氣對(duì)流緩慢區(qū)域,，防止強(qiáng)氣流直吹干擾檢測(cè)結(jié)果,。”同時(shí),，還特別注明了避免與酒精,、一氧化碳、二氧化硫等氣體接觸，否則將導(dǎo)致測(cè)量誤差,，而機(jī)動(dòng)車尾氣中恰恰含有一氧化碳,。
王欣解釋：“儀器明確規(guī)定了使用溫度和濕度，特別是濕度范圍在90%以下,、沒有流速的場(chǎng)景,。但發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣濕度非常大，流速又非常高,。所以這個(gè)儀器不適合測(cè)機(jī)動(dòng)車的尾氣,。”
“這并不是說儀器不好,?！彼f，“任何一個(gè)設(shè)備都有測(cè)量的合適場(chǎng)景,，不論是從測(cè)量的結(jié)果上還是測(cè)量的精度上,，用它來判定機(jī)動(dòng)車臟還是大氣臟，可能超出了這個(gè)設(shè)備的合理使用范圍,?！?/p>
冷啟動(dòng)、怠速,、2500轉(zhuǎn)高怠速下均“爆表”,，視頻中的低值源于水汽堵塞采樣管路
除了測(cè)量設(shè)備、方法上存在的問題,，網(wǎng)絡(luò)視頻中汽車尾氣的PM2.5比空氣中的數(shù)值還低的測(cè)量數(shù)值是否真實(shí)呢,？此次試驗(yàn)也現(xiàn)場(chǎng)對(duì)一輛汽油車使用同款測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量分析。
在實(shí)驗(yàn)室,，工作人員首先測(cè)量本底大氣環(huán)境作為參考數(shù)值,，顯示PM10為299微克/立方米，PM2.5為233微克/立方米,。
在汽車?yán)鋯?dòng)時(shí),，是汽車工況最差的時(shí)候，測(cè)試儀顯示PM10和PM2.5均為999微克/立方米,。
待汽車處于怠速狀態(tài)下,，工作人員再次測(cè)量大氣環(huán)境，測(cè)得PM10為404微克/立方米,，PM2.5為321微克/立方米,。隨后，將測(cè)量?jī)x器放置尾氣排放口,，可看到顯示屏上的數(shù)字迅速爆表,，PM10和PM2.5均顯示999微克/立方米,。此時(shí)濕度也迅速增加，已經(jīng)超過儀器使用規(guī)定的90%上限,，達(dá)到97%,。在測(cè)量?jī)x器的鋁制表面，清晰可見一層小水珠,。
最后,，在2500轉(zhuǎn)高怠速下測(cè)量，大氣環(huán)境中PM10為276微克/立方米,，PM2.5為236微克/立方米,。將儀器放置尾氣排氣口，同樣出現(xiàn)迅速爆表情況,，PM10和PM2.5均顯示999微克/立方米,，濕度達(dá)到94%。而就在此刻,，顯示數(shù)值在爆表后開始不斷下降,，出現(xiàn)了與網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)視頻一致的結(jié)果。
“這是因?yàn)樗M(jìn)入了采樣管路中,，阻隔了氣體的進(jìn)入,，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)字停滯?！?王欣邊解釋邊將測(cè)量?jī)x器移開,，再次放回去，數(shù)值再次回升了,。靜置一分鐘后,，測(cè)試儀器采樣管路被全部堵死，儀器顯示PM10,、PM2.5均為0,。
國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)提出PN限值，僅有PM2.5質(zhì)量濃度不能全面反映排放水平
除了還原網(wǎng)絡(luò)視頻中對(duì)顆粒物質(zhì)量濃度的測(cè)量,，“汽車尾氣污染真相解釋”實(shí)驗(yàn)還對(duì)顆粒物數(shù)量（PN）進(jìn)行了專業(yè)測(cè)量,。
實(shí)驗(yàn)組利用ELPI（低壓電荷沖壓器）系統(tǒng)測(cè)量了氣溶膠顆粒數(shù)量。結(jié)果顯示,，本底大氣環(huán)境的峰值是7000~8000個(gè)粒子/立方厘米,，靠近冷啟動(dòng)后的機(jī)動(dòng)車尾氣排污口后，數(shù)值上升到14萬~16萬個(gè)粒子/立方厘米,。
據(jù)了解,，在重污染天氣下，空氣中的細(xì)顆粒物數(shù)量大體在105個(gè)粒子/立方厘米以下,，而汽油車排放的顆粒物數(shù)量一般在106個(gè)粒子/立方厘米以上,。空氣中的細(xì)顆粒物被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)后,，部分有機(jī)物成分會(huì)被燃燒掉,，不能燃燒的成分會(huì)被破碎成粒徑更小的顆粒物，顆粒物吸附的水分經(jīng)過高溫氣化被分離出來,。汽油車排放的粒徑更小的顆粒物,，對(duì)健康的直接危害更大，而且這些粒徑的細(xì)小顆粒物在空氣中經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)會(huì)吸附水分和其他污染物,，變成大氣中的PM2.5顆粒物,，加重霧霾污染。因此,，剛剛頒布的國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輕型汽柴油車均提出了顆粒物質(zhì)量和數(shù)量（PN）的限值要求,。而視頻中僅僅測(cè)試PM的質(zhì)量濃度，不能全面反映汽油車的顆粒物排放水平,。
延伸閱讀
長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)表明,，汽車排放顆粒物濃度大于外環(huán)境
“最黑的這個(gè)濾紙PM的濃度已經(jīng)接近5000微克/立方米。最淺色的這個(gè)也達(dá)到500微克/立方米,?！蓖跣离p手插入被稱為“恒溫恒濕稱重箱”的測(cè)量箱中介紹，此次實(shí)驗(yàn)采用的機(jī)動(dòng)車尾氣測(cè)量方法要保持平衡溫度濕度,、除靜電等步驟,，要反復(fù)測(cè)量3~5次，取平均值,，再得出排放了多少微克顆粒,。
中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境研究所研究員胡京南介紹，利用同樣的濾膜稱重法,，中國(guó)環(huán)科院曾在實(shí)驗(yàn)室對(duì)7輛國(guó)四~國(guó)五階段的汽油車進(jìn)行尾氣顆粒物排放的采樣和分析,，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的全球統(tǒng)一輕型車駕駛工況（WLTC工況）下，這些車的顆粒物質(zhì)量濃度為400~6000微克/立方米之間,；NOx排放因子的質(zhì)量濃度在25000~55000微克/立方米之間,；THC排放因子的質(zhì)量濃度在25000~86000微克/立方米之間。
“我們長(zhǎng)期以來的研究結(jié)果是汽油車排放的顆粒物肯定比大氣環(huán)境的顆粒物濃度高,。北京最嚴(yán)重的霧霾天,，PM2.5數(shù)值在500微克/立方米，我們最好的車,，按照相同的數(shù)值計(jì)算,，也要在2000~3000微克/立方米?！备鹛N(yùn)珊介紹,，汽油車分兩類,，進(jìn)氣道噴射的，測(cè)算結(jié)果是每公里排出300~2000微克/立方米左右,，缸內(nèi)直噴的一般為每公里排出5000~6000微克/立方米,。
除了測(cè)量設(shè)備以及測(cè)量方法的不同，此次網(wǎng)絡(luò)視頻中對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣的測(cè)算也只是機(jī)動(dòng)車尾氣排放的一部分,。有關(guān)專家介紹,，汽油車的污染排放有4個(gè)途徑，包括排氣管,、加油,、蒸發(fā)、曲軸箱,。排放的主要污染物包括一氧化碳（CO）,、氮氧化物（NOX）、碳?xì)浠衔铮℉C）,、細(xì)顆粒物（PM）,。HC主要通過蒸發(fā)和加油過程排放，因此新頒布的國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蒸發(fā)排放和加油過程排放提出嚴(yán)格控制要求,。
另外,，汽油車?yán)鋯?dòng)，特別是冬季低溫冷啟動(dòng)時(shí)的污染物排放量很高,。另外,，汽車在行駛過程中的輪胎磨損和道路揚(yáng)塵排放，都是大氣中PM2.5的來源,。流傳視頻中只測(cè)試了汽油車在高低怠速空載工況下排氣管的一次顆粒物濃度,，不能全面反映汽油車的污染排放情況。
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