南京市機(jī)動車污染物減排因素分析

周海茵，李軍

(南京市機(jī)動車排氣污染監(jiān)督管理中心，江蘇 南京 210019)

截至2013年，南京市各類機(jī)動車保有量達(dá)到174.5萬輛，其中汽車140.7萬輛，未來的5到10年仍將處于高速增長期。巨大保有量的背后，是日益加劇的尾氣污染問題。隨之而來的是機(jī)動車尾氣污染對空氣質(zhì)量以及人體健康的影響更加顯著。根據(jù)《南京市機(jī)動車污染防治年報》數(shù)據(jù)顯示，2013年南京市機(jī)動車排放 CO 15.5萬 t，HC 1.9 萬 t，NOx 3.6 萬 t，PM 0.25 萬 t。其中，汽車是污染物總量的主要貢獻(xiàn)者，其排放的CO和HC超過83%，NOx和PM超過98%。

南京市立足“控制增量、削減存量、降低總量”的機(jī)動車污染控制思路，通過加嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)，加強檢測、區(qū)域限行、淘汰黃標(biāo)車、油品升級等污染控制措施推進(jìn)機(jī)動車污染物減排。在“十二五”期間南京市機(jī)動車保有量增長71.8%的背景下，實現(xiàn)了污染物排放量削減18.8%，單車平均排放CO、HC、NOx較3年前分別下降了33%，31%和36%。

1 南京市機(jī)動車減排效果顯現(xiàn)

1.1 源頭把關(guān)，控制增量

南京市對在該市注冊登記上牌的新車以及外埠車輛，實施環(huán)保審核前置，未達(dá)該市現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)的車輛一律不予注冊登記。以2011年為例，總計轉(zhuǎn)出車輛 2.6萬輛，而外埠轉(zhuǎn)入車輛僅0.57萬輛，僅此一項即減少NOx排放740 t/a。

從2011年1月1日起對輕型汽油車提前半年實施國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)統(tǒng)計，2011年1—6月份總計新注冊登記輕型汽油車7.5萬輛，其中微型載客汽車610輛，出租車 1 940輛，小型載客汽車7.1萬輛，輕型汽油貨車647輛，經(jīng)核算，由于提前實施國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)而減排 CO 2 601.6 t/a，減排 HC 198.6 t/a，減排 NOx 73.3 t/a。

2013年，南京市國Ⅰ前標(biāo)準(zhǔn)的汽車2.9萬輛，占汽車保有量的 2.0%;國Ⅰ標(biāo)準(zhǔn)的汽車14.1萬輛，占汽車保有量的10.1%;國Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)的汽車21.9萬輛，占汽車保有量的15.6%;國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的汽車49.9萬輛，占汽車保有量的35.4%;國IV標(biāo)準(zhǔn)的汽車51.9萬輛，占汽車保有量的36.9%。按期實施國Ⅳ及更高標(biāo)準(zhǔn)后，盡管保有量會繼續(xù)增加，但隨著車輛排放標(biāo)準(zhǔn)整體構(gòu)成比例逐步優(yōu)化，各污染物排放量相應(yīng)會逐漸降低，見圖1(a)(b)。

圖1 2011年和2013年汽車按排放標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成的變化

1.2 限行淘汰，削減存量

自2010年3月1日起正式對黃標(biāo)、無標(biāo)車輛闖禁區(qū)實行處罰。在國內(nèi)第一個采用了非現(xiàn)場執(zhí)法方式，在限行路段安裝電子視頻探頭，抓拍駛過的汽車號牌，并與后臺車輛環(huán)保標(biāo)志數(shù)據(jù)庫聯(lián)網(wǎng)比對，自動篩選出違章黃標(biāo)車和無標(biāo)車實行處罰［1］。至2013年底電子監(jiān)控累計抓拍2.9億輛次的汽車，篩選出39.7萬輛違章車。道路上高污染車流量由限行之前的10%下降為不足1%，主城區(qū)老舊車數(shù)量顯著減少。

隨著車輛排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升以及限行措施促使老舊車輛的淘汰更新，參檢車輛的排放平均污染物濃度水平呈逐年下降趨勢。100萬輛汽車檢測數(shù)據(jù)顯示，2008—2011年，由于采取了一系列的控制措施，單車排放污染物濃度呈逐年下降趨勢，CO 、HC 、NOx分別下降了33%，31%和36%［2］。

1.3 油品升級，控制總量

隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，車輛性能也不斷提高，車輛電子控制及尾氣凈化裝置變得更精密，但如果繼續(xù)使用低標(biāo)準(zhǔn)的燃油，會對車輛排放造成很大的影響。2010年前使用國Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)的汽油，2010—2011年使用國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的汽油，2012年4月1日，南京市成為繼北京、上海、廣州之后第4座實施汽油國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的城市，硫含量由之前的150×10－6下降至 50 ×10－6。

國內(nèi)外研究結(jié)果表明，第5階段車用汽油替代第4階段車用汽油，將使全部在用汽油車至少減排10%的 NOx，約8 000 t;全部在用柴油車減排約7%的NOx，PM2.5的排放量也將會大幅降低。南京車用燃料標(biāo)準(zhǔn)實施見表1。

表1 南京車用燃料標(biāo)準(zhǔn)實施

2 機(jī)動車減排因素分析

利用車輛尾氣檢測實時數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，對國Ⅰ、國Ⅱ、國Ⅲ3個階段排放標(biāo)準(zhǔn)的年檢車輛進(jìn)行分析，見表2—4。

表2 排放標(biāo)準(zhǔn)和增加年限影響下的NOx排放 10－6

表3 排放標(biāo)準(zhǔn)和油品質(zhì)量影響下的NOx排放 10_－6

表4 增加年限和油品質(zhì)量影響下的NOx排放 10－6

為檢驗車輛排放標(biāo)準(zhǔn)、油品質(zhì)量和使用年限3個因素對NOx排放值影響是否顯著，并找出影響最為顯著的一個因素，根據(jù)表2—4中的NOx排放值，分別利用二因素方差分析進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對表2進(jìn)行二因素方差分析，見表5。

表5 方差分析

由于 0.38 ＜1.88 ＜ F0.10(1，3)=5.54，所以在α=0.10顯著性水平下，表4的數(shù)據(jù)表明，增加年限和排放標(biāo)準(zhǔn)對NOx排放值的影響都不顯著。但相對來說，排放標(biāo)準(zhǔn)水平變化對總的偏差平方和的貢獻(xiàn)率SB/ST(31.26%)比增加年限水平變化對總的偏差平方和的貢獻(xiàn)率SA/ST(18.89%)大一些。因此，排放標(biāo)準(zhǔn)對NOx排放值影響大一些。

對表3進(jìn)行二因素方差分析，顯示出使用油品和排放標(biāo)準(zhǔn)都對NOx排放值有顯著影響，但相比較油品質(zhì)量對NOx排放值影響大一些。對表4進(jìn)行二因素方差分析，顯示出使用年限對NOx排放值的影響非常不顯著，而使用的油品質(zhì)量對NOx排放值的影響最為顯著。

通過以上方差分析的計算結(jié)果，把各因素對NOx排放值的影響由大到小進(jìn)行排序:油品質(zhì)量＞排放標(biāo)準(zhǔn)＞使用年限。

同樣對CO、HC排放值的影響因素分別進(jìn)行二因素方差分析，得出各因素對排放值的影響由大到小排序均為:油品質(zhì)量＞排放標(biāo)準(zhǔn)＞使用年限。

相關(guān)數(shù)據(jù)表明，2012年國Ⅳ油供應(yīng)后3種主要污染物均值較2009年下降約50%，而2009年全年汽車排放 CO 17.2 萬 t，HC 2.32 萬 t，NOx 2.85萬 t，但 2009 年汽車保有量為 67.1 萬輛，而截至2012年4月南京市汽車保有量為106萬輛，是2009年的1.58倍，即使用國Ⅳ油品后全年降低CO 排放 2.7 萬 t，減少 HC 排放 0.37 萬 t，減少NOx排放0.45萬t。圖2(a)(b)為去掉劣化因素后的國I、國II車輛由于油品質(zhì)量改善所帶來的排放值降低狀況。

考慮車輛4年中的劣化對排放的影響的增加，而油品質(zhì)量提高對排放的影響是降低，去掉車輛劣化因素對排放的影響后，使用國IV汽油后的國I車輛CO排放平均值較2009年下降60.9%，HC較2009年下降65.3%，NOx較2009年下降44.8%。

圖2 去掉車輛劣化因素影響的國Ⅰ、國Ⅱ車輛各污染物濃度較2009年下降狀況

3 建議

文章選取的是以輕型汽油車為代表，在影響機(jī)動車污染物排放的因素中，車輛使用油品的影響最為顯著。車用燃油品質(zhì)的改進(jìn)，是確保機(jī)動車采用先進(jìn)污染控制技術(shù)、滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求的關(guān)鍵［3］。雖然油品因素是第一位，但排放標(biāo)準(zhǔn)和使用年限是相互聯(lián)系的，使用年限越久的車輛，其排放標(biāo)準(zhǔn)也越低，如果將排放標(biāo)準(zhǔn)和使用年限兩項因素的作用合并在一起，其顯著性很大，必須淘汰黃標(biāo)車以及使用年限長久的老舊車輛。

［1］袁潔，張世達(dá).以電子環(huán)保標(biāo)志為載體構(gòu)建機(jī)動車污染控制物聯(lián)網(wǎng)體系［J］.環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2011，3(1):54 －56.

［2］張世達(dá).城市機(jī)動車排放管理與執(zhí)法——電子化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2013:132.

［3］紀(jì)亮，袁盈，李剛，等.我國機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)的大氣污染物減排效果研究［J］.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報，2011，1(3):237 －242.