肖少軒、王新明等-ES&T Air:隧道測(cè)試揭示輪胎磨損對(duì)交通源毒害多環(huán)芳烴重要貢獻(xiàn)
?多環(huán)芳烴(PAHs)是一類環(huán)境中廣泛存在的具有潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)的持久性有機(jī)污染物。城市大氣環(huán)境中,機(jī)動(dòng)車尾氣是PAHs的重要來(lái)源。隨著機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷升級(jí)和電動(dòng)車的日益普及,尾氣排放源大幅削減,而輪胎磨損等非尾氣排放(Non-exhaust emissions, NEE)的貢獻(xiàn)可能日益凸顯。綜合考慮尾氣和非尾氣排放,實(shí)際道路交通排放的PAHs是如何演變的?這是大氣環(huán)境健康方面值得關(guān)注的議題。
?針對(duì)這一問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王新明研究員團(tuán)隊(duì)通過(guò)廣州珠江隧道兩期(2014年與2019年)觀測(cè)。隧道測(cè)試是獲得實(shí)際道路機(jī)動(dòng)車排放的一個(gè)有效手段,研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)測(cè)試不僅獲得了2014-1019期間PAHs排放因子及其毒性【以苯并[a]芘毒性當(dāng)量(TEQBaP)表示】的變化,而且利用隧道環(huán)境特異性采用受體模型成功分離出柴油車、汽油車和輪胎磨損等三個(gè)來(lái)源(圖1),從而量化了輪胎磨損源對(duì)PAHs貢獻(xiàn)。
?研究結(jié)果顯示,2014-2019年期間,源于柴油車和汽油車尾氣排放的PAHs占比從83.7%下降到71.0%,而輪胎磨損對(duì)PAHs的貢獻(xiàn)則從16.3%上升到29.0%(圖2);但如果以TEQBaP來(lái)評(píng)估潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)計(jì),源于尾氣排放PAHs對(duì)TEQBaP貢獻(xiàn)從61.7%下降到46.8%,而輪胎磨損排放PAHs對(duì)TEQBaP的貢獻(xiàn)則從38.3%上升到53.2%,超過(guò)尾氣源貢獻(xiàn)。這一結(jié)果表明,隨著尾氣控制加嚴(yán),輪胎磨損等非尾氣來(lái)源不僅對(duì)顆粒物質(zhì)量濃度有重要貢獻(xiàn),對(duì)顆粒物中毒害性組分及其健康危害也可能日益突出。電動(dòng)汽車因車身更重、扭矩更大可能導(dǎo)致相對(duì)較多的輪胎磨損排放,在新能源車不斷普及的背景下,更要考慮將非尾氣排放納入監(jiān)管與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,同時(shí)通過(guò)輪胎制作技術(shù)改進(jìn)減少排放。
?本研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及廣東省科技廳等項(xiàng)目資助。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域期刊 ACS ES&T Air 上。
論文信息: Xiao, S. (肖少軒), Zhang, R.?(張潤(rùn)琪), Song, W.?(宋偉), Pei, C.?(裴成磊), Qin, Y.?(覃園園), Zhang, Z.?(張洲), Tian, X.?(田曉), Pang, X.?(龐曉蝶), Zhang, X.?(張翔宇), Li, Y.?(李楊), He, Q.?(何秋生), Zhang, Y.?(張艷利), Bi, X.?(畢新慧), 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).
論文鏈接:https://doi.org/10.1021/acsestair.5c00309

圖1:PMF模型解析出的三種PAHs排放源(柴油車排放、汽油車排放、輪胎磨損)的成分譜。

圖2:2014年與2019年各排放源對(duì)PAHs質(zhì)量濃度及致癌毒性(以苯并[a]芘毒性當(dāng)量TEQ計(jì))貢獻(xiàn)的對(duì)比。

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