瀝青污染排放或遠(yuǎn)超汽車(瀝青釋放的污染物分析資料)

1、瀝青污染排放或遠(yuǎn)超汽車(瀝青釋放的污染物分析)瀝青是由不同分子量的碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘傺苌锝M成的黑褐色復(fù)雜混合物，具有防水防潮和防腐的特性，被廣泛用于鋪路(與骨料混合)、建筑物防水處理、敷造屋頂?shù)?。道路建設(shè)約占全球?yàn)r青需求的45，瀝青混凝土因具有降噪能力、較快的施工速度和較低的成本而比硅酸鹽水泥更受青睞。各國在改善交通基礎(chǔ)設(shè)施和道路維護(hù)保養(yǎng)方面的需求推動(dòng)著瀝青需求量的持續(xù)增長。瀝青在高溫條件下會(huì)釋放出對(duì)自然環(huán)境和人類健康有害的物質(zhì)，尤其是傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料需要在較高的溫度下進(jìn)行拌和與施工，會(huì)釋放大量二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)和多環(huán)芳烴(PAHs)等，對(duì)環(huán)境造成

2、嚴(yán)重的污染。最新研究表明，揮發(fā)性化學(xué)產(chǎn)品(VCP)和其他與燃燒不相關(guān)的非傳統(tǒng)來源已逐漸成為大城市中揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的主要排放源，同時(shí)也是中等/半揮發(fā)性有機(jī)化合物(I/SVOC)的主要來源，而這些VOC和I/SVOC排放物是臭氧和二次有機(jī)氣溶膠(SOA)的重要前體，SOA對(duì)大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)濃度有重要貢獻(xiàn)，對(duì)公共健康有重大影響?？紤]到城市建成環(huán)境中的瀝青表面積很大，有學(xué)者認(rèn)為瀝青釋放的污染物也是城市SOA前體的重要潛在來源，但仍缺乏對(duì)其排放途徑和排放量的系統(tǒng)研究，瀝青排放數(shù)據(jù)也易與道路上的機(jī)動(dòng)車排放數(shù)據(jù)相混淆。Science子刊Science Advances上刊發(fā)了1篇由耶魯

3、大學(xué)學(xué)者Peeyush Khare等撰寫的文章Asphalt-related Emissions are a Major Missing Nontraditional Source of Secondary Organic Aerosol Precursors，對(duì)瀝青在施工過程釋放的污染物進(jìn)行了研究。采用高分辨率大氣壓化學(xué)電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(APCI-TOFMS)和傳統(tǒng)的電子轟擊型離子源質(zhì)譜儀(EI-MS)聯(lián)合熱解析-氣相色譜儀(TD-GC)對(duì)復(fù)雜有機(jī)混合物的化學(xué)形態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)分析，研究了不同生命周期階段(儲(chǔ)存、攤鋪和使用)中典型環(huán)境條件下與瀝青有關(guān)的氣相排放和潛在的SOA產(chǎn)量。研究結(jié)果表明，

4、瀝青排放物中含有大量的氧和硫，包括數(shù)量較多的芳香族化合物(約30)和中等/半揮發(fā)性有機(jī)化合物(約85)，它們共同導(dǎo)致了較高的二次有機(jī)氣溶膠(SOA)產(chǎn)量。瀝青排放物的數(shù)量和組成取決于環(huán)境條件，尤其是溫度和太陽輻射。道路的瀝青排放因子隨溫度升高而上升，當(dāng)溫度從40C增至60C(夏季道路的典型溫度)，排放因子增加了1倍；從60增至140C，每20C溫度步長，排放因子平均增加70。溫度還對(duì)排放物的揮發(fā)性分布有顯著影響，當(dāng)溫度從40C升高到200C，瀝青排放物中的IVOC分?jǐn)?shù)從(8018)降至(4710)，而SVOC分?jǐn)?shù)從(41)增至(274)，其余部分主要由C10C11 VOC組成。所有溫度下，排放

5、物均包括直鏈和支鏈烷烴平均(278)、環(huán)狀烷烴平均(413)、單環(huán)芳烴的混合物平均(243)和PAHs平均(85)。碳?xì)浠衔镌?0C排放量較大，含硫和氧的化合物在較高溫度下的排放量更大。大部分的瀝青都在戶外使用，因此太陽輻射也是主要的環(huán)境因素。與無陽光照射的情況相比，陽光照射導(dǎo)致道路瀝青的總排放量增加了近300。其中，含硫化合物的增幅最大(700)，其次是含氧化合物(400)和碳?xì)浠衔?300)。隨著時(shí)間推移，瀝青總排放量下降，但與溫度實(shí)驗(yàn)中觀察到的指數(shù)下降相比，呈現(xiàn)出慢得多的非指數(shù)衰減速率。通過瀝青排放污染物的量估算了主要道路瀝青的SOA生產(chǎn)因子，發(fā)現(xiàn)SOA產(chǎn)生量隨溫度升高而增加；隨著陽

6、光的照射，更高的SOA持續(xù)生成，排放量顯著增加。通過測算，在城市范圍內(nèi)，與瀝青有關(guān)的SOA前體排放的年度估算值超過了機(jī)動(dòng)車的估算值，并且大大增加了非燃燒源的現(xiàn)有估算值。為評(píng)估與瀝青有關(guān)的排放物在城市規(guī)模上的重要性，研究人員估計(jì)了南加州部分地區(qū)新鋪瀝青路面和屋頂每年的排放量，發(fā)現(xiàn)瀝青釋放出的分子可產(chǎn)生10002500t的空氣顆粒污染物，而汽油和柴油車排放的顆粒污染物只有9001400t。值得注意的是，殺蟲劑、涂料、黏合劑、清潔劑和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品等揮發(fā)性化學(xué)產(chǎn)品每年總共可產(chǎn)生45009500t的顆粒污染物，因此也需同樣重視消費(fèi)和商業(yè)產(chǎn)品(例如VCP)的排放對(duì)空氣質(zhì)量的影響。由于監(jiān)管政策和技術(shù)的進(jìn)步，城市中排放源的變化正在改變城市SOA前驅(qū)物來源，非傳統(tǒng)排放源的影響愈加顯著。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)低、車齡長車輛的逐步淘汰，以及配備DPF和DOC的柴油車輛以及電動(dòng)車輛的普及