非尾气颗粒物排放同样不容忽视

曾经全国大范围天气现象——雾霾天气远离我们已有一段时间，似乎人们都不再关心雾霾的危害。其中，颗粒物作为造成雾霾的主要“凶手”，随着新能源汽车数量越来越多，汽车尾气造成的颗粒物排放量的增长有所缓解，但是，非尾气颗粒物排放量似乎越来越高，南开大学毛洪钧教授的研究成果揭示了非尾气颗粒物对环境的危害也同样不能忽视。

颗粒物对人体的危害极大

颗粒物的来源主要有2种，机动车尾气污染物排放以及非尾气颗粒物排放。无论哪种途径产生的颗粒物对人体都会带来极大的危害。

大气污染对我们的危害是其中之一，据介绍，在东南亚地区，由于大气污染导致的死亡人数超过200万人，西太平洋区也超过200万人，非洲区域近100万人，东地中海区域约50万人，欧洲区过约50万人，美洲区域超过30万人。毛洪钧说：“大气颗粒物污染位列我国乃至全球死因第四位。”

四川大学教授陈耀强告诉记者，PM2.5对人体的危害很大，能穿透脑屏障，对呼吸系统、心血管、脑血管、神经系统和眼睛造成伤害。

全国城市空气质量实时发布平台的数据表明，全国所有城市的PM2.5与CO浓度同步增减，其中CO主要是由汽油车排放造成的, PM2.5主要来源于机动车尾气污染物排放。

在传统燃油车占主导地位的时候，颗粒物主要来源于汽车尾气排放，随着新能源汽车数量增多，非尾气颗粒物的影响同样也不容忽视。毛洪钧表示，以2013年的数据为例，在欧洲地区，非尾气排放颗粒物以11%质量占比贡献了55%健康风险。对深圳地区的观察表明，非尾气排放对金属健康风险的贡献逐年增大。2014年，非尾气排放颗粒物占比为14%，2021年增长到45%。

“目前，非尾气颗粒物排放在大气环境中占比不高，但对健康造成的影响凸显。全球电动汽车保有量指数增长，非尾气颗粒物排放显著增加，影响全球大气环境。非尾气颗粒物排放研究为拓展领域科学前沿、制定减排政策与改善空气质量提供重要支撑。”毛洪钧说。

探索建立非尾气颗粒物体系

全球各国对尾气颗粒物的研究已有一段较长的历史，对它的成因及预防也形成了较为完善的理论体系。然而，非尾气颗粒物是一个新课题，目前正处于探索阶段。

据毛洪钧介绍，研究非尾气颗粒物会遇到很多难题，比如，排放过程复杂，表征难度大等。非尾气颗粒物在排放过程中，既有金属组分，也有有机组分，不同的组分排放的过程会有很大区别，需要分别进行研究。“适合于非尾气颗粒物排放的理论系统及基础方法尚未建立，正在探索之中。”毛洪钧说。

非尾气颗粒物研究的另一个难题是现有研究可比性差，缺失新能源车与重型车测试标准工况，排放测试方法及闭环验证缺乏，可靠的排放模型难以建立。实验室测试复现性高、可控性高，测功机为主流方法，方案多样，研究可比性差。采用道路测试与环境观测，存在复现性差、环境因素影响大的问题。

毛洪钧说，面对出现的问题，课题组通过实验和理论创新，提出制动磨损颗粒物参数化方案，这个方案引入能量磨损理论和能量密度概念，解释了机动车动能向内能转化并最终产生颗粒物的全过程。

这套方法的创新点在于传统方法采用总颗粒物化学成分谱进行分析，创新方案建立单颗粒特征指纹谱进行分析。“从总体的宏观分析进入到特征分析之中。”毛洪钧说。在创新理论的基础上，课题组连续8年隧道观测，多方法验证制动磨颗粒物排放。

深入研究非尾气颗粒物对大气和健康影响

毛洪钧透露，非尾气颗粒物的研究已有了初步成果，下一步，课题组将研究制动与轮胎磨损颗粒物对城市大气环境的影响如何？制动磨损颗粒物参与哪些大气多相化学反应过程？尾气与非尾气排放存在怎样的复合效应? 大气多相化学过程对制动与轮胎磨损颗粒物的健康效应会造成什么影响？

刹车的摩擦会产生非尾气颗粒物，轮胎也会产生非尾气颗粒物。光老化后轮胎磨损颗粒物产生的环境持久性自由基(EPFRS)增加，蚯蚓的抗氧化防御系统被破坏，死亡率增加，臭氧老化会造成轮胎表面形成更多的含氧化合物，使得轮胎磨损颗粒物氧化潜势显著提高，相比于未老化分别增加62.2%和98.5%。

在这些研究基础上，毛洪钧的课题组将开展移动源表征及管控效果评估技术、交通优化及新能源技术节能减排研究、大气污染反应机制与空气质量模拟研究、空气污染与人群健康及毒理学研究。

记者在现场询问相关的人士，他们告诉记者，目前，电动汽车没有尾气排放，但是电动汽车的重量普遍高于传统燃油车，车辆自身重量越重，刹车产生的颗粒物越多，轮胎磨损也越严重。比如，一辆传统燃油家用车，轮胎更换年限大约为8年，而电动汽车轮胎使用年限大多数为4～5年，很明显，电动汽车的轮胎磨损比传统燃油车更高。

尽管电动汽车没有尾气颗粒物的问题，随着电动汽车保有量增多，非尾气颗粒物的问题也需要引起高度重视，毕竟这与人们的生活、身心健康息息相关。