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长三角雾霾成因实地调查 机动车尾气之惑
发布时间:2013-12-28 21:26:26 文章来源:

  上海前天(12月26日)又拉响了霾黄色预警。

  同一天,上海也吹响了明年战霾的号角。上海市委书记韩正在区县、大口党委书记情况通报会上表示,市委确定了明年8项重点推进与督查工作,其中便包括“推进大气污染治理措施的落实”。

  雾霾罩下,无处可逃。“今天的北京,就是十年后的上海”,早在2003年,庄国顺就有预言,这位国内权威专家研究了30年“灰尘”,2012年荣获国家自然科学奖二等奖。

  12月初,一场罕见的大范围雾霾笼罩长三角,污染物浓度频频“爆表”,多地发布红色预警,中小学被迫停课,庄国顺的预言变为现实,继京津冀之后,长三角也沦为雾霾“重灾区”,且重污染区已连成片。

  研究表明,PM2.5是雾霾形成的主因,也是首要污染物和特征污染物。目前,防治雾霾污染均以降低环境空气中PM2.5浓度为目标。接受早报采访的多地专家均认为,本地污染是内因,不利的气象条件只是外因,当本地因人类活动造成的污染累计浓度较高时,一旦外部条件适合,大规模雾霾便会出现。

  12月,早报记者分赴多个城市实地“追霾”,走进当地工业区、燃煤电厂、汽车车间、港口码头,遍访工人和附近居民,并与当地环保官员、专家对话,试图通过近距离观察和调查,给公众绘制出雾霾的“基因图谱”和我们真实的生活环境。记者获悉,长三角联防联控协调机构成立进入倒计时,最快明年1月正式启动。

  “改变能源结构是非常漫长的过程,但如果能够采取提高油品质量、控制机动车数量,5年内至少能遏制大气污染恶化的趋势,10年内有望恢复到前5年的水平。”庄国顺不敢乐观,“但要达到世界卫生组织推荐的水平,至少需要几十年。”

  尘埃落定,只待行动。

  上海相较于治理工业污染的漫长时间,机动车污染防治被视为治理雾霾的突破口和当务之急。多位专家告诉早报记者,尾气排放既有车的问题,也有油的问题,“车油不同步”一直困扰着我国尾气防治。

  早报记者调查发现,在机动车污染防治过程中,存在机动车尾气环保检验监管有盲区、检验方法过于简单、机动车本身偷工减料和油品质量升级缓慢等问题。

  监管将左右这场拉锯战的最终结果。

  一场技术与数量、治理与排放的拉锯战在上海等大城市上演。

  环境科学家庄国顺通过对大气中PM2.5颗粒的成分分析,认为机动车排放已成为上海大气污染的主要来源。

  内燃机专家李理光教授却认为,汽车数量剧增带来的空气污染完全可以用车和油的技术升级抵消。

  2000年以来,中国汽车保有量从1000万辆越过1亿辆。今年1月和12月的强霾后,北京、上海、南京等大城市纷纷发布数据,将机动车污染抬上PM2.5“贡献率”的头把交椅。

  然而,车、油标准的执行是否有力?尾气检测的监管是否到位?或许这些,才最能决定这场拉锯战的最终结果。

  机动车排放“五毒俱全”

  “人类历史上从未出现过这么大范围、这么严重的雾霾。”12月6日,复旦大学环境工程系教授庄国顺看着窗外茫茫一片,惊叹“这是雾国”。

  当天,上海PM2.5小时浓度史无前例达到了602.5微克/立方米,而这轮始于11月底的空气污染已经席卷了中国中东部。

  “我大胆地断定,这次雾霾的主要贡献是机动车尾气排放。”庄国顺,这位十年前就预测上海会出现强霾的老教授,再次将雾霾源头直指汽车。

  在庄国顺看来,机动车排放可谓五毒俱全:黑碳等颗粒物是“天生”的PM2.5,氮氧化物和碳氢化合物在空气中二次反应变身成PM2.5,行驶中掀起的扬尘也是PM2.5的来源之一;此外,尾气中的大量一氧化碳也不容忽视。

  12月6日中午,庄国顺的博士生郑昊站在复旦大学第四教学楼楼顶,几百米外就是30层的复旦光华楼,可是当天郑昊只能看出楼的轮廓。

  郑昊要趁着大霾天收集PM2.5颗粒,每24小时他都要上楼顶,给PM2.5切割器换滤纸。这个切割器通过电泵不停地吸空气,将大颗粒物挡在外面,直径小于2.5微米的细颗粒物则被采集。

  通过多年对这些采集到的细颗粒物分析,庄国顺发现硝酸盐与硫酸盐的比例不断攀升。庄国顺介绍,1999年到2003年,两者比例是0.3:1;2009年升至1:1;通过对2013年1月份大规模雾霾样本分析,比例升至1.5:1。

  庄国顺进一步解释,大气颗粒物中的硫酸盐主要来自煤的燃烧,硝酸盐则很大一部分来自机动车排放的氮氧化物,硝酸盐占比的上升能大致看出机动车对PM2.5的“贡献”增大。

  虽然对谁坐雾霾成因头把交椅尚存争议,但大城市机动车排放对大气污染的影响却得到了普遍的认可。

  通过对今年1月北京强霾颗粒物来源分析,中科院大气物理研究所研究员王跃思认为,机动车是北京PM2.5最大来源,约占1/4,外来输送和燃煤各占了1/5。

  今年2月,上海市环保局称,初步研究表明,上海PM2.5来源中机动车船等移动源排放的比重最高,占1/4。

  在12月初的这次大范围雾霾中,江苏省环保厅大气办副主任单阳表示,江苏全省机动车排放污染占整个大气污染的1/4,而南京则是1/3。

  2011年无车日期间,杭州管控区域车流量比平时降低了32%-36%。杭州环保部门实验显示,与气象条件相似的后一天相比,无车日同一时段氮氧化物、一氧化碳和PM2.5的平均浓度分别下降了23.3%、20.6%和32.6%。

  “从更大范围的绝对量来说,电厂是老大,机动车是老二。不过在中心城区,机动车的氮氧化物贡献了75%,是No.1。”上海市环保局污染防治处副处长蔡智刚表示,这些在人口稠密区的近地污染对健康的影响更直接。

  私家车量10年增13倍

  近十年,大中城市汽车保有量剧增。2003年,全国仅有北京机动车保有量超过百万辆;到2013年,全国有29个城市超过百万辆。

  在机动车数量的增加中,私家车功不可没。截至2013年10月底,中国机动车保有量为2.5亿辆,其中汽车1.35亿辆,占53.9%,私家车超过8500万辆,比10年前增长13倍。

  “每个人都有一部汽车,每个人都生病有什么用。”庄国顺感到担忧。

  但是把尾气污染的账全都算到增加的私家车头上,也是不公平的。以上海为例,2010年,5万辆出租车、1.65万辆公交车和22万辆货车等营运车辆仅占汽车保有量的17%,但是排放的一氧化碳占全市机动车排放总量的41%,氮氧化物占76%,碳氢化合物占35%,细颗粒物占84%。

  在12月初的强霾天,同济大学机械工程学院教授李理光依然开着丰田SUV到上海远郊的嘉定上课。李理光对庄国顺的担忧并不完全认同,他反问,“美国汽车保有量差不多是中国两倍,为什么人家没有这么严重的雾霾?”

  这位内燃机专家认为,对于空气污染的“贡献”程度,不能只看汽车的数量,还要看排放的质量。

  汽车世界也分三六九等,执行的排放标准不同是划分排放质量的重要尺度。

  对于出身不同的汽车,国家已经开始实行统一的绿色和黄色环保标识。达不到国一排放标准的汽油车和达不到国三标准柴油车将只能贴上标志排污大户的黄标。

  截至2011年,全国有1520.3万辆黄标车,占汽车总量的16.4%,但是黄标车的污染排放却占到了汽车排放的半壁江山:一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物的比重分别达到了55.9%、44.1%、60.4%和46.4%。

  一轮淘汰黄标车的运动2012年已在全国打响。根据上海的最新规定,2014年7月起,黄标车以及无环保标志的车辆将禁止驶入外环线。“进入就要罚200元、扣2分”。环保局蔡智刚称。

  排放标准猛追数量增长

  提高排放标准、淘汰高污染旧车,李理光认为,汽车数量增加带来的空气污染完全可以用车和油技术升级抵消。“汽车越来越趋近零排放,”他强调,“这不是指电动汽车,内燃机本身也趋近零排放。”

  李理光介绍,不同排放标准的汽车主要是发动机燃烧和后处理器的不同。排放标准快速提升,要达到高标准,靠发动机净化已经很难了,必须加后处理器。

  汽油车从国一排放标准就加装了三元催化器作为重要的尾气处理装置,其基本作用是将尾气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物氧化还原成二氧化碳、氮气和水。

  李理光回忆,底特律车展上曾有一辆日本汽车号称是“空气净化器”:原本可能不干净的空气参与发动机燃烧,再经过后处理器的净化后,排出的反而是更加洁净的空气。

  在最近十几年汽车数量一路高歌猛进的同时,汽车排放标准的升级也是穷追猛赶。

  从2000年实行小汽车国一排放标准,到今年北京率先进入“京五”时代,各代车对污染的贡献大不相同。

  2011年,全国“国零”标准的汽车一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物以及颗粒物的排放分别为1350.9万吨、171.9万吨、230.6万吨和28.8万吨,而国四及以上标准汽车这四项污染物的排放量分别为24.6万吨、2.5万吨、2.5万吨和0.1万吨。

  时年,“国零”标准的汽车为880.3万辆,国四及以上标准的汽车为528.2万辆,如果以氮氧化物排放作比较,一辆国一前标准的汽车大约相当于55辆国四及以上标准的汽车的排放量。

  尾气检测存弄虚作假

  技术的保障并非一劳永逸,尾气过滤“神器”三元催化器也是有寿命的。在国四排放标准中,三元催化器的质保期是10年。上海环保部门曾对行驶20万公里的国四排放标准出租车进行尾气测试,结果普遍超标三四倍。

  然而,在汽车年检中,尾气有一票否决权。超标车怎么会通过年检呢?

  上海某大型出租车公司的宋姓司机去年年检时碰到一件怪事。“车子开上去后,他(检测员)把检测的杆子塞进外边的面包车排气管。”宋先生的车已经开了两年多,通过车检后他才明白这是作弊,“当时都开了30多万公里,尾气能达标吗?”

  给宋师傅检车的机构就是出租车公司“自家”的检测站,而车辆正常损耗需出租车公司负责维修。“自己检测还不是每辆车都要通过,不通过要花成本的。”宋师傅一语道破“天机”。更换一个出租车三元催化器需1000多元。

  截至2010年,上海的88家机动车环检机构中,有32家是行业环检机构,主要负责本单位的营运机动车环保检验,包括公交、出租、环卫、邮政、货运等重点行业。

  “对于行驶满20万公里的出租车,明年上海将强制更换三元催化器。”蔡智刚明确指出,《上海市清洁空气行动计划(2013-2017)》对此提出了要求。

  出租车尾气超标绝非上海一地面临的问题,北京今年发布的空气行动计划中也明确,出租车三元催化器的更换周期最长不超过两年。

  有研究者曾选取了6辆行驶里程30万至50多万公里的北京出租车,将它们的三元催化器更换后,其排放的一氧化碳和碳氢化合物平均减少了60%-70%,氮氧化物减少更是达到96%。

  车企油企都需严格督促

  尾气治理弄虚作假的现象不仅出现在检测环节,还表现在机动车本身偷工减料和油品质量升级缓慢上。

  环保部机动车排污监控中心的工作人员曾透露,有些对于三元催化器管得不严的地方,把“三元”变“两元”,甚至只装一个空壳,里面什么都没有。

  “美国有第三方机构,找行驶一定里程的车买下来,在实验室测,跟出厂前拿到许可证目录时一样严格,不达标就大笔罚款。”李理光提议,应该在市场上选取使用的汽车进行检测,“其实这样的工作已经在做了。”蔡智刚介绍,对汽车厂家的检测包括生产一致性检查和在用车符合性检查,目前主要由国家层面做。但是蔡智刚表示,李理光的担忧并不是多余的,在国家抽检中确实有减少使用催化器的现象,但主要是小企业。

  车企可能玩猫腻,油企也会躲猫猫。蔡智刚介绍,不同排放标准的车有对应的油品,高标准的车长时间喝低标准的油对车是有损害的。

  如果国四标准的车喝了国三的油会怎么样?李理光解释说,首先硫含量高会导致污染排放多,更重要的是硫酸盐会形成膜覆盖催化剂,导致三元催化器“中毒”,影响效率。“就像煤脱硫一样,油品的硫不解决,其他的就很难解决,脱硫是基本条件。”

  北京、上海和江苏沿江8座城市今年相继实施了相当于“国五”的油品标准,硫含量从国四的50ppm降到10ppm。据北京媒体报道,实施国五标准后,之前在用车辆氮氧化物用了国五油品后平均减排15%。上海环保部门也曾用国四排放标准的柴油车做实验,用国五油比用国四油平均减排10%。

  然而,并不是全国所有的地方都能提供国五的油,多年来油品质量跟不上汽车排放标准饱受诟病。

  “好比冬天烧无烟煤肯定比烧蜂窝煤环保,但一味要求炉子新但煤质量差,还是会黑烟滚滚。”今年3月,全国乘用车市场信息联席会曾炮轰石油业,“要使创新战略落实,国家首先要管好国有石油寡头们。”

  对于技术减排很自信的李理光认为,欧美以及日本在汽车减排上已经先行一步,对于中国来说车的标准和油的标准是现成的,技术也都储存着,随时可以升级。但是,标准执行是否得力、技术监管是否严格,也对减排效果产生很大的影响。

  庄国顺教授呼吁控制汽车数量的同时,也意识到了排放质量的问题。“发达国家汽车排放质量高,我们标准低,也没有严格执行。”

  “我强调机动车的排放,不是说煤燃烧不重要。”庄国顺对治霾也感到无奈,“改变能源结构是非常漫长的过程,这么严重的污染问题,只有从机动车下工夫,才是在短时间内扭转空气质量急剧恶化的最可行措施。”

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