刘殷佐等：机动车来源多环芳烃及其衍生物的排放特征研究进展 13 陆凯波等采用台架实验，研究了轻型柴油 准的重型柴油车在实际道路上的PAHs排放因子， 车在不同工况下PAHs的排放特征，总PAHs中占 结果显示，国V车辆的PAHs排放因子比国Ⅱ车辆 比最大的是3环PAHs,其次是2环PAHs.4环PAHs 的PAHs排放因子减少了84%，BaP毒性当量因子 占比重最小，大于4环的PAHs未检出：Phe是浓度 也随着标准的提高而降低，主要是因为发动机技 最大的单体，其他的主要成分还包括Nap、Pyr、 术的改进有效地控制了毒性较高的高环PAHs的 FIu、FI,PAHs的分布与自身物理化学特性、柴油 排放 中的芳烃含量有关 Cao等B采用PEMS对北京市18辆不同车型 Zheng等2I在WLTC循环工况下进行台架实验， 的柴油车排放的PAHs和NPAHs进行了测试，轻 对于颗粒相PAHs,符合国V和国V标准的轻型乘 型、中型和重型柴油车的PAHs排放因子分别为 用车的排放量(0.81~5.78ugkm)远低于符合国 82.23、52.87和93.84mgkm,远远高于相应车辆 Ⅲ标准的轻型乘用车的排放量(11.3ugkm) 的NPAHs排放因子. 还发现汽油车尾气颗粒物中含有更多的中高环 使用车载实验可以准确测量出车辆在真实道 PAHs,尤其是遗传毒性较大的BaP和DahA. 路环境下的尾气排放，但其结果只能代表单个车 Agarwal等比较了乙醇汽油和汽油发动机 辆的排放情况，并不能代表车队整体的排放特征. 在50%和100%发动机负荷下的尾气排放特征. (2)隧道实验 在汽油发动机尾气中检测到更高的颗粒物和 隧道实验是将隧道看成理想环境，隧道内各 PAHs,乙醇汽油发动机排放的颗粒物细胞毒性较 污染物浓度的变化均由机动车排放引起.通过现 低，活性氧生成潜力较低，致突变性也较低.这项 场观测车流量、风速等数据，采集并测量隧道进出 研究表明，在汽油机中使用乙醇汽油.除了用可再 口污染物浓度，计算出车队整体的平均排放因子. 生燃料部分替代化石燃料以达到节约能源的目的 Tong等B同时在隧道和城市背景点采样，分 外，还能减少颗粒物的排放、降低颗粒物毒性 析了大气颗粒物的组成，结果表明隧道里的PAHs Karavalakis等Bol利用发动机台架实验，对装 和NPAHs浓度均高于城市背景点，得出机动车排 有和未装有尾气后处理系统的重型卡车的尾气排 放是城市大气中PAHs及其衍生物的重要来源， 放的潜在健康影响进行了评估，结果显示，后处理 Zhao等Bm分别在白天和夜间对青岛某隧道进 控制有效地减少了颗粒物和PAHs的排放 行采样，研究了PAHs、NPAHs和OPAHs的排放特 台架实验不易受到其他污染源的影响，是目 征和变化规律，PAHs、NPAHs和OPAHs出口浓度 前实验条件控制最精确、实验重复性最好的测试 为入口浓度的1.07~3.43倍；浓度较高的组分有 方法，被广泛地应用于各国排放法规的制定即但 Pyr、2-NFlu、3-Flu、1-NPyr、9FO、ATQ:4-6环 缺点是成本较高，必须在固定的行驶工况下进行 PAHs占PM2s载带PAHs的90%以上；隧道内机 测试，不能真实反映实际道路上的尾气排放情况. 动车排放对OPAHs的贡献低于对PAHs和NPAHs 2.2实际道路测试 的贡献 (1)车载实验 Fang等3采集隧道内PM1o和PM2s样品，计 车载实验是将便携式排放测试系统(Portable 算出机动车尾气排放对PM1o和PM2.5的PAHs贡 emission measurement systems,.PEMS)通过安装在 献率分别为61.66%和62.22%.而非尾气排放（如 机动车上与尾气管相连，并通过车载诊断系统接 道路扬尘、刹车和轮胎磨损等)的贡献率分别为 口得到转速、进气管压力等发动机参数，与安装在 22.09%和19.34%：与粗颗粒物相比，来自机动车源 车辆外部的定位系统、温湿度计等将数据一起传 的多环芳烃主要分布在细颗粒物中 输到计算机，即可得到单车在实际道路行驶过程 隧道环境不易受其他排放源的影响，空气扩 中瞬态逐秒工况下的尾气排放数据. 散性较低，没有阳光直射，污染物在大气中无光化 Hao等B]使用PEMS在高速公路和非高速公 学反应，因而更能反映真实的机动车队污染状况 路上测试了16辆不同排放标准（国I至国V)的 (3)路边实验 汽油乘用车的道路排放情况.结果显示，由于不完 路边实验是指选择受机动车影响较大的道 全燃烧，在非高速公路道路上检测到的PAHs和 路，在其两旁开放式大气环境中进行的样品采集. NPAHs排放量比在高速公路道路上更高 路边大气环境的污染物来源更为复杂，包含交通 Zheng等B用PEMS测试了4辆不同排放标 源，除交通源以外的人为源以及自然源，实验结果陆凯波等[27] 采用台架实验，研究了轻型柴油 车在不同工况下 PAHs 的排放特征，总 PAHs 中占 比最大的是 3 环 PAHs，其次是 2 环 PAHs，4 环 PAHs 占比重最小，大于 4 环的 PAHs 未检出；Phe 是浓度 最大的单体 ，其他的主要成分还包括 Nap、 Pyr、 Flu、Fl，PAHs 的分布与自身物理化学特性、柴油 中的芳烃含量有关. Zheng 等[28] 在 WLTC 循环工况下进行台架实验， 对于颗粒相 PAHs，符合国Ⅳ和国Ⅴ标准的轻型乘 用车的排放量（0.81～5.78 μg·km−1）远低于符合国 Ⅲ标准的轻型乘用车的排放量 （ 11.3  μg·km−1） . 还发现汽油车尾气颗粒物中含有更多的中高环 PAHs，尤其是遗传毒性较大的 BaP 和 DahA. Agarwal 等[29] 比较了乙醇汽油和汽油发动机 在 50% 和 100% 发动机负荷下的尾气排放特征. 在汽油发动机尾气中检测到更高的颗粒物 和 PAHs，乙醇汽油发动机排放的颗粒物细胞毒性较 低，活性氧生成潜力较低，致突变性也较低. 这项 研究表明，在汽油机中使用乙醇汽油，除了用可再 生燃料部分替代化石燃料以达到节约能源的目的 外，还能减少颗粒物的排放、降低颗粒物毒性. Karavalakis 等[30] 利用发动机台架实验，对装 有和未装有尾气后处理系统的重型卡车的尾气排 放的潜在健康影响进行了评估，结果显示，后处理 控制有效地减少了颗粒物和 PAHs 的排放. 台架实验不易受到其他污染源的影响，是目 前实验条件控制最精确、实验重复性最好的测试 方法，被广泛地应用于各国排放法规的制定[31] . 但 缺点是成本较高，必须在固定的行驶工况下进行 测试，不能真实反映实际道路上的尾气排放情况. 2.2    实际道路测试 （1）车载实验. 车载实验是将便携式排放测试系统（Portable emission measurement systems, PEMS）通过安装在 机动车上与尾气管相连，并通过车载诊断系统接 口得到转速、进气管压力等发动机参数，与安装在 车辆外部的定位系统、温湿度计等将数据一起传 输到计算机，即可得到单车在实际道路行驶过程 中瞬态逐秒工况下的尾气排放数据. Hao 等[33] 使用 PEMS 在高速公路和非高速公 路上测试了 16 辆不同排放标准（国Ⅰ至国Ⅴ）的 汽油乘用车的道路排放情况. 结果显示，由于不完 全燃烧，在非高速公路道路上检测到的 PAHs 和 NPAHs 排放量比在高速公路道路上更高. Zheng 等[34] 用 PEMS 测试了 4 辆不同排放标 准的重型柴油车在实际道路上的 PAHs 排放因子， 结果显示，国Ⅴ车辆的 PAHs 排放因子比国Ⅱ车辆 的 PAHs 排放因子减少了 84%，BaP 毒性当量因子 也随着标准的提高而降低，主要是因为发动机技 术的改进有效地控制了毒性较高的高环 PAHs 的 排放. Cao 等[35] 采用 PEMS 对北京市 18 辆不同车型 的柴油车排放的 PAHs 和 NPAHs 进行了测试，轻 型、中型和重型柴油车的 PAHs 排放因子分别为 82.23、52.87 和 93.84 mg·km−1，远远高于相应车辆 的 NPAHs 排放因子. 使用车载实验可以准确测量出车辆在真实道 路环境下的尾气排放，但其结果只能代表单个车 辆的排放情况，并不能代表车队整体的排放特征. （2）隧道实验. 隧道实验是将隧道看成理想环境，隧道内各 污染物浓度的变化均由机动车排放引起. 通过现 场观测车流量、风速等数据，采集并测量隧道进出 口污染物浓度，计算出车队整体的平均排放因子. Tong 等[36] 同时在隧道和城市背景点采样，分 析了大气颗粒物的组成，结果表明隧道里的 PAHs 和 NPAHs 浓度均高于城市背景点，得出机动车排 放是城市大气中 PAHs 及其衍生物的重要来源. Zhao 等[37] 分别在白天和夜间对青岛某隧道进 行采样，研究了 PAHs、NPAHs 和 OPAHs 的排放特 征和变化规律，PAHs、NPAHs 和 OPAHs 出口浓度 为入口浓度的 1.07～3.43 倍；浓度较高的组分有 Pyr、 2 –NFlu、 3 –Flu、 1 –NPyr、 9FO、 ATQ； 4-6 环 PAHs 占 PM2.5 载带 PAHs 的 90% 以上；隧道内机 动车排放对 OPAHs 的贡献低于对 PAHs 和 NPAHs 的贡献. Fang 等[38] 采集隧道内 PM10 和 PM2.5 样品，计 算出机动车尾气排放对 PM10 和 PM2.5 的 PAHs 贡 献率分别为 61.66% 和 62.22%，而非尾气排放（如 道路扬尘、刹车和轮胎磨损等）的贡献率分别为 22.09% 和 19.34%；与粗颗粒物相比，来自机动车源 的多环芳烃主要分布在细颗粒物中. 隧道环境不易受其他排放源的影响，空气扩 散性较低，没有阳光直射，污染物在大气中无光化 学反应，因而更能反映真实的机动车队污染状况. （3）路边实验. 路边实验是指选择受机动车影响较大的道 路，在其两旁开放式大气环境中进行的样品采集. 路边大气环境的污染物来源更为复杂，包含交通 源，除交通源以外的人为源以及自然源，实验结果 刘殷佐等： 机动车来源多环芳烃及其衍生物的排放特征研究进展 · 13 ·