肖少轩、王新明等-ES&T Air:隧道测试揭示轮胎磨损对交通源毒害多环芳烃重要贡献

  

 多环芳烃(PAHs)是一类环境中广泛存在的具有潜在致癌风险的持久性有机污染物。城市大气环境中,机动车尾气是PAHs的重要来源。随着机动车尾气排放标准的不断升级和电动车的日益普及,尾气排放源大幅削减,而轮胎磨损等非尾气排放(Non-exhaust emissions, NEE)的贡献可能日益凸显。综合考虑尾气和非尾气排放,实际道路交通排放的PAHs是如何演变的?这是大气环境健康方面值得关注的议题。

 针对这一问题,中国科学院广州地球化学研究所王新明研究员团队通过广州珠江隧道两期(2014年与2019年)观测。隧道测试是获得实际道路机动车排放的一个有效手段,研究团队通过测试不仅获得了2014-1019期间PAHs排放因子及其毒性【以苯并[a]芘毒性当量(TEQBaP)表示】的变化,而且利用隧道环境特异性采用受体模型成功分离出柴油车、汽油车和轮胎磨损等三个来源(图1),从而量化了轮胎磨损源对PAHs贡献。

 研究结果显示,2014-2019年期间,源于柴油车和汽油车尾气排放的PAHs占比从83.7%下降到71.0%,而轮胎磨损对PAHs的贡献则从16.3%上升到29.0%(图2);但如果以TEQBaP来评估潜在致癌风险计,源于尾气排放PAHs对TEQBaP贡献从61.7%下降到46.8%,而轮胎磨损排放PAHs对TEQBaP的贡献则从38.3%上升到53.2%,超过尾气源贡献。这一结果表明,随着尾气控制加严,轮胎磨损等非尾气来源不仅对颗粒物质量浓度有重要贡献,对颗粒物中毒害性组分及其健康危害也可能日益突出。电动汽车因车身更重、扭矩更大可能导致相对较多的轮胎磨损排放,在新能源车不断普及的背景下,更要考虑将非尾气排放纳入监管与健康风险评估,同时通过轮胎制作技术改进减少排放。

 本研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划及广东省科技厅等项目资助。相关研究成果近期发表在环境科学领域期刊 ACS ES&T Air 上。

论文信息: Xiao, S. (肖少轩), Zhang, R. (张润琪), Song, W. (宋伟), Pei, C. (裴成磊), Qin, Y. (覃园园), Zhang, Z. (张洲), Tian, X. (田晓), Pang, X. (庞晓蝶), Zhang, X. (张翔宇), Li, Y. (李杨), He, Q. (何秋生), Zhang, Y. (张艳利), Bi, X. (毕新慧), and Wang, X.* (王新明). Real-World Tunnel Test Reveals Tire-Wear Rivaling Tailpipe Exhaust as a Rising Source of Toxic PAHs. ACS ES&T Air (2025).

论文链接:https://doi.org/10.1021/acsestair.5c00309

图1:PMF模型解析出的三种PAHs排放源(柴油车排放、汽油车排放、轮胎磨损)的成分谱。


图2:2014年与2019年各排放源对PAHs质量浓度及致癌毒性(以苯并[a]芘毒性当量TEQ计)贡献的对比。

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