摘要：从微观和宏观两方面综述了不同地区雾霾形成机理以及国外一些国家的治理措施，对我国治理雾霾有一定参考作用。
关键词：雾霾 尾气 颗粒物 汽油
Research on forming mechanism of smog and its handling measures
Liu Sida
Beiing NormalUniversity affiliated middle school scientific group
Abstract: This article summarized the forming mechanism in different districts from microcosmic and macrosopic aspect,and the measures were analyzed aboard,which could be as the reference to our country.
Keywords:smog;exhust gas;particulate matter；gasoline
2014年，京津冀地区多次爆发大面积雾霾，持续时间之长，蔓延地区之广，危害之严重引起了多方关注和研究。APEC期间，北京实行单双号限行措施，出现APEC蓝引发各方对于汽车尾气究竟对雾霾贡献几何之争，对于汽车尾气是否为雾霾主要成因存在一定争议。本文对全国各地区不同的雾霾形成机理以及国内外的治霾措施进行了综述。
1. 不同地区雾霾形成机理
刘斌等[1]研究了雾霾形成的机理，认为:城市工业水平的提高是雾霆产生的人为因素之一。工业是推动社会经济发展的重要组成部分。随着人民生活水平提高，汽车成为民众主要交通工具，发达城市的家庭甚至出现一家多辆汽车的情形。大量的汽车尾气排放到空气当中,使得大气中可吸入颗粒物的含量进一步增加,直接导致大量的空气混沌污浊,空气的能见度降低。同时，由于特大型城市如北京、上海、深圳，交通拥堵情况比较严重，上下班高峰期，汽车等待红绿灯时间较长，汽油存在不完全燃烧的问题，造成尾气排放量上升。北京地区雾霾形成原因之一还在于载重型柴油卡车夜间允许进入六环内，而柴油车的污染物排放量是同排量轿车的10倍。此外,在我国北方农村，大量的秸秆燃烧也是造成雾霾天气产生的重要原因之一。特别是冬季时，为了取暖需求,烧农作物收获后的秸秆在广大农村地区是普通存在的现象,致使空气当中的固态颗粒物含量进一步增加。如果此时空气当中水汽含量较为丰富且在风速较小,极易形成雾霾天气,影响人们的生产生活和身体健康。气候条件中，空气中的水含量过高，当时的风速过低，都是雾霾形成的重要原因。
2013年，《深度观察》研究后认为[2]，北京地区由于机动车保有量为537万，机动车尾气对雾霾的贡献接近25%。人民日报则认为：北京市 PM2.5 的污染源占比情况为：机动车22.2%，燃煤 16.7%，工业及溶剂使用 16.3%，扬尘 15.8%，农业及畜禽养殖秸秆燃烧 4.5%，区域污染传输 24.5%[3]。
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雾霾贡献因素 |
占雾霾贡献比例 |
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机动车 |
22.2% |
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燃煤 |
16.7% |
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工业级溶剂使用 |
16.3% |
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扬尘 |
15.8% |
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农业及畜禽养殖秸秆燃烧 |
4.5% |
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区域污染传输 |
24.5% |
由于河北地区存在大量钢铁厂，部分城市处于初始开发状态，道路建设以及新农村建设以及改善型住房建设等，雾霾的主因影响因素是煤的燃烧，在这其中SO2总排放达到840kt/a，烧煤成重中之重的原因；而天津地区由于长期使用国Ⅲ标准汽油，汽油硫含量为150×10-6ug/g，没有足够清洁的汽油供给汽车燃烧成为雾霾的主因。
1.2不同车型排放尾气对雾霾的贡献不同
重型车辆对大气的污染相对小客车远为严重。一辆国Ⅲ排放标准重型卡车的排放，相当于近100辆国Ⅳ标准的小客车。国家环保部规定，进京重型卡车必须达到国Ⅲ排放标准，不少进京重型车辆其实并未达到国Ⅲ标准，却通过种种见不得光的手段获得国Ⅲ的标准标识，污染更为严重。2015年《穹顶之下》播出，也指出部分柴油机动车排放造假，没有排放措施汽车牌照上却有国四标准。
2.分子层面对雾霾的研究
高浓度的细颗粒物(PM25)污染被认为是形成雾霾的根本原因。PM2.5颗粒物表面吸附大量挥发、半挥性有机物,研究这些化合物的分子组成对于研宄雾霾形成机理和认识雾霾对人体健康的潜在影响具有十分重要的意义。由于其中有机化合物组成复杂程度十分高,采用通常分析手段很难在深入研宄这些化合物的化学组成。蒋斌等[3]利用傅立叶变换离子回旋共振质谱能在分子层面对雾霾中有机化合物进行深入认识。“通过FT-ICR MS对晴天、雾霾天PM2.5中水溶性有机物进行分子水平的表征,并对其组分进行对比分析,发现 PM2.5中水溶性有机物主要由含氧化合物(Ox类化合物),氮氧化合物(N1Ox和N2Ox类化合物)和含硫化合物(OxS1、N1OxS1,类化合物)组成。晴天PM2.5中水溶性有机物主要以Ox类化合物为主,而雾霾天中主要为含硫化合物(OxS, N1OXS1类化合物)为主。雾霾天PM25中含硫化合物丰富,有机硫酸酯是主要的成分,是二次气溶胶SOA重要组成部分,文献表明其在酸性气溶胶环境下易产生。因此推断雾霾天的形成与气溶胶的酸性有关。”
胡伟等[4]采用底盘测功机模拟汽车的加速、减速、匀速和怠速过程,采集了机动车排放的尾气,并对尾气中颗粒态物质和气态物质的多环芳烃含量进行了分析。“结果表明,无论在何种工况下,在气态物质中,柴油车和汽油车尾气中低环多环芳烃的含量都高于在颗粒态物质中的含量;中环多环芳烃在气态物质中和颗粒态物质中的含量相接近；高环多环芳烃在颗粒态物质中的含量要高于气态物质中的含量.机动车尾气中PAHs的苯并[a]芘等效致癌浓度在0. 558~5. 684之间，尾气中气态物质和颗粒态物质的多环芳烃总量和苯并[a]芘含量的分析表明两者之间存在着较好的线性。”
西安交通大学微纳中心单智伟等[5]用扫描电子显微镜放大空气中收集的颗粒：硫酸盐颗粒、富钛颗粒、烟尘、铁氧化物颗粒以及未知颗粒分别如图1和图2所示：
图1 电子显微镜下的PM2.5颗粒
图 2. 摄影师放大数百倍的雾霾颗粒照片
3.国内外治霾措施
鲍晓军等[6]“概述了雾霾的危害、PM2.5与汽车尾气排放的关系，并介绍了一种拥有自主知识产权的汽油清洁化工艺技术GARDES，该技术能够生产满足国IV/V标准的清洁汽油，降低汽车尾气中的污染物含量，为减少因汽车尾气排放产生的污染排放提供了一条新的技术途径。目前全国一共有15套采用该技术的生产装置，该技术能够克服其他技术脱硫中存在的汽油辛烷值降低的问题。”
为防治汽车尾气污染，北京市实施了老旧车淘汰制度、颁布机动车第五排放标准、设立机动车检测场、进行路口夜查、进京路口检查等法律制度，但制度实施的效果并不好，北京市汽车尾气污染依然严重有必要借鉴日本防治汽车尾气污染的先进经验，以改善北京市大气污染状况，完善北京市汽车尾气污染防治法律制度。日本的大力发展绿色低碳的新能源汽车政策：目前，日本等国出现太阳能和电能混合动力汽车。由于其造价高还未能走进大众市场。新能源汽车的出现有利于减少由于单纯燃烧石化燃料和液化气而造成的尾气污染。肖赛等[7]研究日本提出今后应完善北京市汽车尾气污染控制的立法建议。
英国出售的新车都被要求必须加装催化器,以减少氮氧化物污染，同时，对高峰期进入堵区的汽车征收拥堵费，较大程度的遏制了汽车拥堵，降低了因汽车不能充分燃烧而产生的有机物排放上升的现象[8]。我国虽然部分地区要求私家车装催化剂，但是由于尿素较贵，很少有人愿意去更换，导致尾气排放设施形同虚设，应进一步通过立法，强制其及时更换，才能真正起到降低雾霾的作用。
结束语
鉴于我国雾霾成因复杂，影响因素众多，治理雾霾应从立法、汽柴油产品质量升级、发展新能源等几方面综合进行。
参考文献
1. 刘斌.雾霾产生机理及防治对策研究[J].科技传播，2014（9）:116
2.霾从何来？北京的车，天津的油河北的煤.深度观察.2013.
3.晴天、雾霾天PM2.5中水溶性有机物高分辨质谱分析.中国化学会首届全国质谱分析学术研讨会会议.2014
4. 胡伟，钟秦，袁青青，司蔚.不同类型机动车尾气中多环芳烃烃含量分析[J].环境科学，2008（12）:2493-2498
5. 西安交通大学官方主页
6. 鲍晓军.雾霾污染控制与车用汽油清洁化.自然杂志[J].2014(6）:421-425
7. 肖赛. 中日汽车尾气排放数据分析及其尾气防治法律制度比较探究[J].电子测试，2013（7）：228-228
8. 朱晓敏，阴娟，尚琪.伦敦治理雾霾的措施对北京治理空气污染的启示.现代商业.2014(4):94-95