科研进展

肖少轩、王新明等-AE:隧道测试揭示车辆尾气排放PAH大幅下降、轮胎磨损贡献日益凸显

发表日期:2025-09-28

多环芳烃(PAHs)是一类具有致癌风险的持久性有机污染物。作为主要源于不完全燃烧的产物,PAHs在城区的一个重要来源是机动车尾气。随着我国车辆排放标准日趋严格,车辆PAHs这类毒害物排放发生了什么改变?这是城市大气环境健康比较关注的一个问题。

针对这一问题,先进环境装备与污染防治技术全国重点实验室王新明研究员团队,通过在广州珠江隧道内开展的两次(2014年与2019年)对比观测实验,量化了真实道路条件下机动车PAHs排放变化。每次为期一周的隧道测试,涉及车辆超过20万辆,且车辆正常状况在路面行驶,结果因而能较好反映真实排放情况。

结果表明,得益于严格的排放控制,从2014年到2019年单个车辆排放PM2.5中PAHs的平均排放因子显著下降,平均每辆燃油车每公里尾气PAHs排放量从45.2微克降至10.7 微克,降幅超过75%,车辆排放PAHs以苯并[a]芘当量计算的总致癌下降了约67%,表明总体上尾气PAHs减排显著。

研究进一步发现,尽管柴油车占比从13.0%大幅降至3.3%,但其单车PAHs排放因子仍比汽油车高出9-50倍,因而仍是PAHs主要贡献者。更为引人注目的是,在PAHs排放总量大幅下降的背景下,部分高分子量(5-6环)PAHs(如苯并[j]荧蒽、茚并[1,2,3-cd]芘)的排放量降幅很小,甚至不降反升(即使2019年车辆中已有一定比例的电动车不通过尾气排放PAHs)。研究团队将这一现象归因于轮胎磨损的贡献日益凸显。事实上,轮胎在制造过程中会使用含有PAHs的填充油(extender oil)和炭黑等添加剂,已有测量证实轮胎磨损所产生的颗粒物中含此类高分子量PAHs。

研究结果揭示了在车辆尾气排放标准日趋严格的背景下,PAHs尾气排放不断下降的同时,轮胎磨损等非尾气来源的重要性日益凸显。同时,柴油车仍然是实际道路机动车毒害性PAHs排放的主力(特别是夜间),其深度减排对减少人口密集城区人群健康风险依然重要。

本研究受到国家自然科学基金、广东省科技厅和广州市科技局等项目资助。相关研究成果近期发表在Atmospheric Environment。

论文信息:

Xiao, S.(肖少轩), Zhang, R.(张润琪), Wang, X.(王晓洋), Zhang, Z.(张洲), Song, W.(宋伟), Qin, Y.(覃园园), Pei, C.(裴成磊), Chen, D.(陈多宏), Zhang, Y.(张艳利), and Wang, X.*(王新明), 2025. Substantial reduction in vehicular PAH emissions and emerging roles of tire wear: Tunnel-test in Guangzhou (2014-2019). Atmospheric Environment, 362, 121558.

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2025.121558

图1:2014年和2019年车队平均的总PM2.5颗粒态PAHs排放因子(EFs)的日变化。

图2:(a)2014年和(b)2019年观测期间,所测PAHs的苯并[a]芘毒性当量(TEQBaP)的化学组成特征与日变化。




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