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私家车对PM2.5的贡献到底有多少?

果壳  · 公众号  · 科学  · 2017-01-04 22:23

正文



编者按


这一轮雾霾来势汹汹。在北京,空气污染橙色预警从2016年12月30日0时开始生效,再几次延长期限之后,目前以延续至1月7日,届时将依据空气质量实况及临近预报解除预警。

在接连不断的机动车限行、禁行政策下,雾霾依然笼罩着华北地区,不禁让许多人发出疑问:凭什么让私家车背锅?


在这篇文章中, 大脸撑在小胸上 细化了不同排放标准的车辆对PM2.5的贡献,并分析了目前的“限行政策”和其它防霾措施存在的问题:

  1. 不同排放标准的车辆对PM2.5的贡献有差异。2015年,“国123”对PM2.5的贡献,至少在“国45”的10倍以上,但在北京,前者数量还不到后者的1/3。

  2. 公共政策必须考虑公众接受度。现行的“限行政策”不区别对待不同排放标准的车辆,“一刀切”的做法简单粗暴。有些地方甚至为了应对重污染而削减基础生活保障,这是懒政。

  3. 机动车尾气对PM2.5的贡献包含两部分,不仅有直接排放出的一次颗粒物,还包括“二次反应”产生的“二次颗粒物”,后者在一般认知中被广泛忽略。但这 是很专业的知识,一般公众不了解,官方科普也不够,造成普通人在直觉上无法相信机动车的总体贡献。希望更多人对此有所认识。




文:李汀


在雾霾的笼罩下,我国已经有北京、杭州、成都、天津等10个以上的城市,在实行机动车限行措施,而限行标准多以尾号来划分。这些限行政策一直广受争议。

由于目前源解析技术的局限,对PM2.5来源的分类,大多只能到达“机动车”这种大项,还无法解析出更精细的来源。

但我们可以做个估算: 2015年,“国123”对PM2.5的贡献,至少在“国45”的10倍以上,但在北京,前者数量还不到后者的1/3。


看不懂的请从这里掠过


1
尚未被广泛认识到的“二次反应”


机动车对PM2.5的贡献,分为两部分:

1 直接排放 出的一次颗粒物,这部分其实非常少,只占PM2.5的百分之几。

2 二次反应 ”后生成的二次颗粒物,这部分才是大头儿,占PM2.5的百分之十几。

对“二次反应”,你可以这么简单理解:尾气中排放出的气态污染物,进入大气后不会闲着,而会继续发生各种复杂的化合反应,最终形成颗粒物。

它包括两大部分:


氮氧化物NOx,转化为二次硝酸盐颗粒物,同时催化SO2生成二次硫酸盐颗粒物


碳氢化合物HC,转化为二次有机碳颗粒物。


觉得文字抽象的话,请看图:

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北京机动车对PM2.5的贡献示意


所以,直接排放出的PM2.5 (请注意这里是“排放”) ,加上二次反应生成的PM2.5 (请注意这里是“生成”) ,两者合起来,机动车总体上对PM2.5的贡献就是20-30% (请注意这里是“贡献”)

注:这个值,即使在同一城市,也会随着不同年份、季节、取样站点不同,而有所变化。所以给出的是个范围*1。

“二次反应”是很专业的知识,大部分人都不知道,官方科普也不够,造成很多老百姓在直观感受上难以相信机动车竟然贡献那么多PM2.5。


说到这里,想起前几天热传的一附图:

有人测了几种PM分别在室外和某国产车排气口的两组浓度值




他得出结论: 开车是搞环保,吸进去的是脏空气,排出来的尾气更清洁。


So

如果当时你还觉得颇有点道理的话,看到这里你应该意识到问题在哪里了。


这哥们儿只测了尾气中直接排放出的PM,这确实非常少。而尾气中污染排放的大头儿,并不是直接排放出的颗粒物,而是即将发生二次反应的NOx和HC。


如果这哥们儿再测测这两者的值,就不会觉得尾气“更清洁”了。



2
小车对PM2.5的贡献有多少?


你一定很希望我直接扔个数据出来,干净利落地证明给你看吧?

很遗憾——没有。

为什么呢?

因为算不出来。

以现有的源解析技术,我们没办法把PM2.5的来源细分到这个程度。

但我们可以根据排放源做个初步估算。


根据环保部公布的《机动车管理年报2016》, 小型载客车(以下简称小车)对PM、NOx、HC的贡献分别占机动车的:5.1%,10.1%,41.3%

需要注意的是, “二次反应”的过程非常复杂,NOx、HC向二次颗粒物的转化,并非线性关系,不是说乘个系数就能得到二次颗粒物的比例,所以迄今为止还算不出一个具体的数值,只能依照上述数据做个大概估算——应该在25-50%之间

看图:


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机动车贡献PM2.5中的小车占比示意图



而北京机动车对PM2.5的贡献为20-30%( 综合中科院《大气灰霾追因与控制》专项和环保部公布的数据 ),因此, 小车对PM2.5的贡献,应该在5-15%之间

这个数字并不高,如果独立出来看的话,在北京PM2.5来源中,大概也就排个第四、第五位吧

请注意:正如前述,限于目前的技术手段,这只是个非常宽泛的估值。 大家期待的更精确的来源比例,还有待于源解析技术的继续发展和探究


前段时间,有人在网上算小车对PM2.5的贡献,用机动车占PM2.5的20+%,乘上小车占机动车PM排放的5.1%,得出小车对PM2.5的贡献只有大概1%!


现在大家也不难看出问题在哪儿。这种算法的错误就在于没有“二次反应”,他算出来的其实只是小车直排对PM2.5的贡献,而完全忽略了更大比例的二次颗粒物。


小车对PM2.5的贡献虽然很低,但也绝不可能低到1%这个程度。



但是!

还没完~


3
不同排放标准的车辆对PM2.5的贡献有多少?


根据《机动车管理年报2016》, 不同排放标准的车辆的污染物排放分担率如下:

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结合2015年《北京市环境状况公报》,北京市不同排放标准车辆的保有量如下:

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如果我们把国1、2、3归为一类,把国4、5归为另一类,会发现: 【国123】直接排放的PM是【国45】的66倍多,排放出的NOx是15倍多,HC是近9倍!

如下:







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