观点:为什么电动汽车不是解决颗粒物问题的灵丹妙药

著名环境科学家罗伊·哈里森教授研究了电动汽车是否真的能改善英国的空气质量。

最近，道路交通因其对空气污染的影响而受到媒体的负面报道。目前估计，英国的空气污染每年导致约4万人过早死亡，比道路交通事故死亡人数高出20倍以上。

因此，这是一个重要的公共卫生问题，但这仅仅是道路交通造成的吗?电动汽车能提供必要的解决方案吗?

与许多环境问题一样，这些问题并非非黑即白。有两种空气污染物在很大程度上导致了与空气污染接触相关的超额死亡率和住院率，它们是二氧化氮(NO₂)和微粒物质。政府最近公布的措施旨在解决NO₂这远远超过了以健康为基础的空气质量指南和欧盟限值。

大部分户外暴露在NO中₂产生于道路交通排放的废气中₂和它的同伴氮的氧化物，一氧化氮。化石燃料发电站等其他来源也会排放氮氧化物，但当它们到达地面时就相对稀释了。氮氧化物是高温燃烧过程的产物;因此，转向电动汽车将完全消除车辆本身的排放，尽管燃烧化石燃料会增加发电厂的排放。

颗粒物的情况更为复杂。主要来自柴油发动机的尾气颗粒排放对城市空气质量产生重大影响，但并非道路车辆的唯一后果。主要由柴油排放的氮氧化物在大气中缓慢转化为硝酸盐颗粒，这有助于大气中细颗粒物(PM2.5)的浓度。

来自道路交通的另一个来源来自非尾气排放，这些排放来自刹车、轮胎和路面的磨损，以及过往车辆后悬浮的道路灰尘颗粒。这些颗粒的来源目前不受监管控制，它们现在超过了车辆的尾气排放。

这种情况近年来有所演变;2011年开始销售的欧5和欧6柴油发动机安装了柴油颗粒过滤器，大大减少了废气中的颗粒物排放。关于空气中颗粒物对人体健康影响的研究有很多，近年来，其中许多研究试图区分来自各种来源的不同成分和大小的颗粒物的毒性。这些并没有描绘出一幅一致的画面，目前来自政府的咨询委员会COMEAP的建议是，所有这些都应该被视为每单位质量的毒性相同。

那么电动汽车会带来好处吗?如上所述，目前销售的柴油车与汽油车一样，都装有微粒捕集器，排放的颗粒物含量很低。因此，与现有技术的柴油车相比，引入电动汽车对尾气排放的影响相对较小。

非尾气排放方面的情况更为复杂。电动汽车制动磨损颗粒的排放很可能会大大减少，因为大部分减速将通过再生制动来实现，而不是采用机械制动。然而，有人认为，由于电池负载过重，电动汽车将比内燃机汽车更重，如果是这样，预计它们将产生更高的来自轮胎和路面磨损以及路面灰尘悬浮的颗粒排放。

然而，目前的证据表明，并不是所有的电动汽车都比化石燃料汽车重，因此车队平均排放量的变化是不确定的。

通过电动汽车的再生制动、使用低排放材料(盘式和衬垫)以及开发盘式制动器的颗粒收集装置，可以明确解决制动器磨损颗粒问题。然而，轮胎/路面磨损的解决方案受到的关注要少得多，需要对轮胎化合物、路面材料和纹理对颗粒产生和排放的影响进行广泛研究。

对路面清洗的研究表明，悬浮灰尘颗粒大幅减少，但只持续几个小时。像醋酸钙镁这样的抑尘涂层也被测试为一种将颗粒粘附在路面上的方法，但这些效果也有限。因此，解决粉尘再悬浮源目前是难以捉摸的。

罗伊·哈里森(Roy Harrison)教授是英国伯明翰大学地理、地球与环境科学学院的大英帝国勋章获得者

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