大数据背景下杭州市机动车尾气减排对策

沈萍

摘要：结合杭州市机动车尾气污染现状、对城市大气的影响，总结了杭州市针对机动车尾气治理管理的治理措施，提出了机动车尾气减排防治新对策，为解决减少杭州市机动车尾气排放对大气的污染提供新思路。

关键词：杭州市;机动车尾气;减排

Abstract： combined with the current situation of vehicle exhaust pollution and its impact on the urban atmosphere in Hangzhou， this paper summarizes the treatment measures for vehicle exhaust treatment and management in Hangzhou， and puts forward new countermeasures for vehicle exhaust emission reduction， so as to provide new ideas for reducing the air pollution caused by vehicle exhaust emission in Hangzhou.

Key words： Hangzhou; Motor vehicle exhaust; Emission reduction

引言

近年來，随着经济的高速发展，大气污染问题已经严重影响到了杭州城市环境空气质量。2019年，杭州市环境空气优良天数为287天，优良率为78.6%，还未达到十二届全国人大四次会议发布的《政府工作报告》中提出的“十三五期间，地级及以上城市空气质量优良天数比率超过80%”的目标。尽管2020年全市环境空气质量六项指标全面达到国家二级标准，但客观上新冠肺炎疫情带来的社会面活动大幅减少对2020年环境空气质量改善起到了促进作用，成效并不稳固。同时，全市大气污染物排放总量仍然较大。

研究表明，移动源（包括机动车等道路移动源和非道路移动机械、船舶、飞机等）排放是杭州市城市大气污染物的最主要来源。机动车尾气污染是低空污染，其排放的尾气污染物成分复杂，而且尾气排放高度与人的呼吸高度接近，严重影响并威胁着交通道路两旁行人和附近居民的身体健康，目前对这些尾气污染的治理也存在着相当大的困难[1]。

1杭州市机动车现状

1.1 全国机动车数量变化

据公安部统计，截止2021年底，全国机动车保有量达3.95亿辆，扣除报废注销量比2020年增加2350万辆，增长6.32%。2021年全国新注册登记机动车3674万辆，比2020年增加346万辆，增长10.38%;比2019年增加460万，增长14.31%。其中全国汽车保有量达3.02亿辆。2021年全国新注册登记汽车2622万辆，比2020年增加198万辆，增长8.16%。全国有79个城市的汽车保有量超过百万辆。

1.2 杭州市机动车保有量

杭州是浙江省省会和经济、文化、科教中心，长江三角洲中心城市，重要的风景旅游城市，地处长江三角洲南翼、杭州湾西端，是“丝绸之路经济带”和“21 世纪海上丝绸之路”的延伸交点和“网上丝绸之路”战略枢纽城市。2020年，杭州经济总量位居全国省会城市第三，副省级城市第四，全国大中城市第八。随着经济的发展，全市机动车数量增长尤为急剧，2012年，杭州市机动车保有量为226.7万辆，2017年年末，社会机动车辆保有量突破270万辆，截止2021年，杭州机动车保有量已超过300万辆，每百人拥有量及单位路面机动车数量均为全国城市之首。此外，杭州城市内还有12.7万辆各类非道路工程机械，以及每年6万艘过境船舶和飞机等非道路移动源。

2机动车尾气污染现状

机动车尾气污染排放的影响因素和污染排放水平不仅由机动车的发动机技术和污染控制技术等自身条件所决定，而且还受道路状况和行驶状态等外部因素影响[2]，主要包括：1）与机动车技术相关的影响因素，包括发动机技术和尾气控制技术、机动车重量和发动机排量等，其直接决定机动车污染排放水平。2）与机动车使用相关的影响因素，包括累计行驶里程和维护状况等。3）与机动车行驶状态相关的影响因素，包括机动车启动方式（冷启动或热启动）、平均车速、负载、运行模型（加速、减速、或怠速）、爬坡等以及油品质量、环境温度和湿度等。

机动车尾气在北京PM2.5来源中占比约1/4;哈尔滨市环保局发布哈市冬季大气PM2.5源解析显示，煤烟尘成为哈市冬季PM2.5的头号污染源，占44.65%，机动车尾气位居第二，占26.93%。

2.1 机动车尾气的主要成分及危害

机动车尾气的主要由一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）、二氧化硫（SO2）和颗粒物组成，这些气体不但具有刺激性气味，刺激人体的感觉器官，而且具有一定的毒性，易引起人体急慢性中毒[3]。其中，碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOX）还是引起灾难性的大气污染和“光化学烟雾”污染的根源之一，颗粒物则是引发雾霾的“元凶”，是杭州市空气PM2.5的主要来源，直接影响人的身体健康和城市经济的可持续发展。

2.1.1 一氧化碳的污染危害

一氧化碳是一种无色带刺激性的有毒气体，一氧化碳与人体血液中的血红蛋白的亲和力较氧气强200～300倍。血红蛋白是人体血液循环中供氧的载体，人们吸入一氧化碳后，血红蛋白就会先于氧气与一氧化碳相结合，形成碳氧血红蛋白（CO—Hb），从而造成血液的输氧量减少。一氧化碳与血红蛋白结合后需要12～14h才能分离，如果人们连续处于含有一氧化碳的空气中时间越长，血液中积累的碳氧血红蛋白（CO—Hb）越多，造成低氧血症，导致人体组织缺氧，轻者出现头疼、昏眩、反应迟钝等，严重的会造成死亡，见表2.1。

2.1.2 碳氢化合物的污染危害

汽车尾气中含有200多种碳氢化合物，其中至少32有种多环芳烃，包括3，4苯并[a]芘9种致癌物质。碳氢化合物会导致人的骨髓功能减弱，使红、白血球细胞数量减少或在周围血液中产生血小板减少症。其醛类物质对眼、呼吸签官、皮肤等产生强烈的刺激性，造成葬、肺等机能下降。尤为突出的是碳氮化物和氮氧化合物在强烈的'阳光照射下发生光化学反应，形成一种毒性较大的浅蓝色光化学烟雾，其危害令人触目惊心。

2.1.3 氮氧化物的污染危害

在汽车排出尾气中的氮氧化物之中有一种毒性很强的红棕色气体二氧化氮，中毒的症状是发生水肿的同时，95%为一氧化氮，3%～4%二氧化氮，一氧化氮排入大气后会逐渐转变为二氧化氮。高浓度的一氧化氮能引起中枢神经的瘫痪及痉挛。二氧化氮引起闭塞纤维性支气管炎等。空气中的氮氧化物在阳光充足的午前2小时和午后2小时容易在碳氢化合物发生光化学反应，产生的臭氧和PAN等对人体产生的危害更大。氮氧化物产生的危害，见表1.2。

2.1.4 二氧化硫的污染危害

二氧化硫溶于水中会生成亚硫酸，再进一步氧化就会生成硫酸，最后生成酸雨落于地面。酸雨对水生系统，对陆地生态系统，对人体都有很强的危害。

二氧化硫在进入人体呼吸道后，会停留在上呼吸道上，生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸等，对人体产生刺激作用。还会被吸收进血液，破坏酶的活力，对肝脏有一定的损害。

2.2杭州市机动车尾气对城市大气的影响

2015年4月，环保部披露包括杭州在内的全国9个城市的首要大气污染源是机动车尾气排放。2019年杭州市区主要污染物为臭氧（O3）。二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）四项主要污染物年均浓度分别为7μg/m3、41μg/m3、66μg/m3、38μg/m3。全年杭州市酸雨率54.6%，二氧化氮（NO2）和细颗粒物（PM2.5）较国家环境空气质量二级标准分别超标0.02和0.09倍。研究表明，杭州市机动车尾气排放对NO2、SO2、PM2.5浓度的贡献率已分别达到64.5%、22.4%、28.0%[4]。

3杭州市针对机动车尾气治理管理对策总结

面对移动源大气污染日益严峻的现状，针对不同的长期性机动车尾气排放控制策略，杭州市近年来实施了小轿车限号、黄标车禁行和淘汰、限制高污染车辆、提升燃油品质、西湖低排放区、采用末端治理技术、机动车总量控制、新增机动车排放水平控制、机动车错峰限行等措施，取得了显著进展。

从2019年7月1日起，杭州小汽车（包括使用汽油、柴油、燃气和混合动力为燃料的车辆）和重型燃气车已经实施国六排放标准。自2020年7月1日起，杭州要求所有生产、进口、销售和注册登记的重型城市车辆（主要指在城市运行，且总质量在3.5吨以上的公交、环卫、邮政车辆）应符合国6a排放标准。实施国六排放标准，是通过源头控制减少机动车污染排放、持续改善空气质量的有效手段。

自2014年5月5日起，采用机动车工作日（星期一至星期五）高峰时段区域“错峰限行”交通管理措施。错峰限行区域内，按机动车号牌最后一位阿拉伯数字对应具体限行日期的原则，在工作日高峰时段禁止相应机动车辆通行。

2015年1月1日起，在西湖风景名胜区实行机动车环保行动。全年双休日及国定节假日的8时30分至17时，禁止国Ⅱ及以下排放标准（柴、汽油）的机动车在环湖道路上通行，凡悬挂小型车号牌（蓝牌）的机动车辆需在西湖风景名胜区限行区域（道路）内通行的，其车牌最后一位阿拉伯数字，必须与公历日单双号相一致。

为实现小客车数量合理、有序增长，自2017年1月6日起，杭州市在行政区域范围内对小客车实行总量调控和指标管理，单位和个人需要取得小客车指标的，应当向市调控办提出申请，并参与摇号。

杭州市持续提升生产、销售和使用的汽、柴油油品质量，加强车用油品质量监督检查，严厉打击非法、非标汽柴油生产、销售行为。全面供应符合国Ⅵ标准的车用汽柴油，停止销售低于国Ⅵ标准的车用汽柴油，实现车用柴油、普通柴油、部分船舶用油“三油并轨”。进一步降低车用汽油烯烃、芳烃含量和夏季蒸汽压，到2025年，在售和使用的车用汽油烯烃+芳烃含量小于等于45%。

落实公交优先战略，加快城市轨道交通、公交专用道、快速公交系统等大容量公共交通基础设施建设，提高市民的环保意识，提倡广大市民绿色出行：乘坐公交车、地铁，骑共享单车、共享电动车等。截至2020年初，杭州市主城区运营公交线路1047条，拥有车辆数10183辆，其中公共汽电车线路368条，拥有车辆数7283辆;主城区的公交站点500米覆盖率已达到100%。截止2020年11月，杭州地铁运营线路共5条，共设车站120座，其中换乘车站13座，运营里程共计206km;2019年日均客运量达190万人次/天。到2025年，公共交通占全方式出行量的26%。

杭州市大力推广新能源汽车和清洁能源汽车，是全国首批节能与新能源汽车示范推广城市。2020年杭州新能源汽车保有量达到19.5万辆，占比全国的4.76%，位居城市排名中第五。同时杭州市已形成了以长江汽车、东风裕隆、众泰益维、万向集团、广汽吉奥、西湖比亚迪、吉利汽车等为代表的新能源整车生产企业队伍，整车制造能力大大提升。

4机动车尾气减排防治新对策

4.1 提高机动车尾气处理水平

在现有技术中，对汽车尾气排放的控制是通过加装尾气处理装置来实现的，在催化剂的作用下使尾气得到净化，以减轻对环境的污染。通过研发催化效果好、制备工艺简单、成本低廉且使用方便的汽車尾气催化剂来提高尾气净化率[5]。西南林业大学的吴春华等以ZSM-5分子筛为原料，通过处理得到介孔ZSM-5分子筛，经过系列反应后得到CuO改性HZSM-5介孔分子筛催化剂，提高了部分机动车尾气的催化效果。

4.2 研发、推广替代新燃料

近年来，随着全球各国对新能源汽车的重视，意大利、法国、西班牙、美国、中国等国家都明确了燃油车的禁售时间，中国是2030年。按照现在的标准，存储在锂离子电池中的电能是最常选择的替代能源。但是，仍然存在一些问题，例如需要使用稀土等。天然气，液化石油气、乙醇汽油、氢燃料电池和生物燃料等都是正在推广或研发的新替代品能源。

氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染，零排放，储量丰富等优势，是传统汽车最理想的替代方案。不过，与传统动力汽车相比，氢动力汽车成本至少高出20%。

在汽车上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽车缸内燃烧更完全，可以降低尾气的害物的排放。

4.3 光催化技术应用于降解道路汽车尾气

将高新技术企业研发的二氧化钛溶胶作为降解剂[6]，均匀地附着在路面上，不仅可以有效保护沥青路面，还可保持长达12个月的沥青VOC和汽车尾气降解效果。将这种新材料喷洒在道路上后，经阳光照射，可产生负氧离子和氢氧自由基，能够与汽车尾气中的氮氧化物等物质发生光催化反应，生成水、盐类等无害物质，从而起到降解汽车尾气的效果。

结束语

在杭州市政府的努力下，虽然杭州市机动车保有量逐年递增，但是空气质量在慢慢好转。要做好机动车尾气治理工作，想从根源上解决必须依靠市政府、广大市民、环保企业等的大力支持和共同协助，继续执行政府层面政策，积极采用上述新对策，相信杭州市机动车尾气减排将会得到巨大提升。

参考文献：

[1]孙丽伟.浅谈机动车尾气污染及控制措施[J].江西化工，2018（5）.

[2]唐偉，杨强，黄成，卢滨，夏阳，井宝莉，卢清，鲁君.基于大数据分析和IVE模型的杭州市机动车污染物排放变化特征研究[J].环境科学学报，2018，38（01）.

[3]甘宇.绿色低碳经济下机动车尾气对长沙市空气质量管理的影响[J].管理纵横，2019.03

[4]相晨，李伟东.杭州市机动车尾气污染控制策略研究[J].环境科学导刊.2014，33（6）

[5]刘彬.西安市机动车污染排放及其对空气质量的潜在影响[D].陕西师范大学.2020，6.

[6]龚雁.机动车尾气污染控制的研究进展及新技术[J].资源节约与环保.2021（7）

浙江省教育厅2016年度高校访问学者教师专业发展项目，“杭州地面公共交通尾气减排技术研究”（FX2016132）