肖少轩、王新明等-EP:隧道测试揭示机动车尾气排放硝基多环芳烃(NPAHs)“量降毒升”

  

 硝基多环芳烃(NPAHs)是一类具有强致突变性、致癌性的有机污染物。尽管在大气颗粒物中质量占比极低,NPAHs的潜在健康危害往往与其质量浓度不成正比。近年来,随着机动车排放标准不断升级,常规污染物(如氮氧化物)和非常规毒害物(如多环芳烃)的排放显著下降。机动车尾气是NPAHs的一个重要排放源,更严格排放标准是否有效降低了NPAHs这类高毒性物质的排放量及其健康风险?

 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2014年与2019年在广州珠江隧道开展的对比观测,量化了实际道路车流颗粒相NPAHs的排放量及其潜在毒性变化情况。

 研究结果显示,2014-2019期间,车流多环芳烃(PAHs)的平均排放因子从45.22降至11.39 μg km-1 veh-1,降幅达74.8%;NPAHs平均排放因子从7.06降至2.98 μg km-1 veh-1,降幅为57.8%。然而,与排放量的下降相反,车流排放NPAHs的总致癌毒性(以苯并[a]芘毒性当量TEQBaP计)反而升高,增幅达28.3%(从2.69至3.45 μg km-1 veh-1)。这种“量降毒升”的现象表明,单纯依赖质量浓度作为控制指标已无法准确反映真实健康风险。

 进一步分析发现,虽然NPAHs排放总量下降,但化学组分发生了改变:部分低毒性物种大幅减少,而高毒性物种(如二硝基芘类,特别是1,8-二硝基芘和2,8-二硝基二苯并噻吩等)增高(增幅达40-233%)。这些高毒性物种权重的增加,抵消了总量减排带来的健康收益。

 源解析分析证实,柴油车是造成这一现象的重要因素。2019年柴油车仅占车流数量的3.3%,却贡献了约91.0%的NPAHs排放总量。这一结果表明,柴油车尾气排放控制对NPAHs减排有决定性影响,但控制技术可能要考虑高毒性副产物生成。

 本研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金及广东省科技厅等项目资助。相关研究成果已被环境科学领域期刊Environmental Pollution接收。

 论文信息:Xiao, S. (肖少轩), Zhang, R. (张润琪), Song, W. (宋伟), Zhang, Y. (张艳利), and Wang, X.* (王新明). Emission standard upgrades decouple nitro-PAH mass from toxicity in real-world fleets. Environmental Pollution 2025,390, 127482. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2025.127482

图1:2014年与2019年隧道观测期间车流量构成与NPAHs排放因子的日变化特征对比

图2:NPAHs排放的“质量谱”(左)与“毒性谱”(右)对比(图a, c代表2014年;图b, d代表2019年)


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