2008年的经济衰退重创了美国汽车工业,导致2009年款车型的销量降至经济衰退前的35%。一项新的研究发现,由于新车销量放缓,美国汽车的平均车龄比预期上升得更多,增加了汽车尾气排放污染物的速率 (Environ. Sci. Technol. 2014, DOI:10.1021/es5043518)。
美国的乘用车和卡车是氮氧化物和挥发性有机化合物的第二大排放源,这些物质是形成有害烟雾的前体。车辆的年龄分布是科学家在模型中使用的重要变量,以确定排放法规是否能够实现清洁空气的承诺,加里·A·毕晓普 (Gary A. Bishop)说,他是丹佛大学的一位大气科学家,也是这项研究的主要作者。如果司机购买更新、更清洁的汽车,那么旧的、污染更严重的汽车就会被淘汰,空气质量就会改善。
自1995年以来,毕晓普和他的同事们一直在美国西部各地的站点收集车辆尾气的实时数据。2013年,他和丹佛大学的荣誉退休教授唐纳德·H·斯特德曼 (Donald H. Stedman)使用了一种远程尾气探测器,该探测器将红外线和紫外线射过马路,到达另一侧的传感器。当汽车通过光束时,传感器会测量尾气羽流中的污染物水平。通过测量羽流中的二氧化碳,科学家还可以计算出燃烧的燃料量。一个摄像机会拍摄车牌照片,将每辆车的品牌、型号和车龄与其污染物排放量相匹配。科学家们在洛杉矶、丹佛和塔尔萨三个城市的站点收集了超过68000辆汽车的数据。
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然后,毕晓普和斯特德曼绘制了每种车型年份在道路上的汽车和卡车的数量。洛杉矶2009年款的汽车和卡车比2007年款的少30%,而丹佛和塔尔萨则分别减少了40%和35%。根据这些观察结果,科学家们确定2013年车队的平均车龄为九年。在经济衰退前的近二十年里,平均车龄一直稳定在七年。
接下来,研究人员计算了2013年车队每燃烧一公斤燃料释放的平均污染量,并将这些排放率与如果2013年车队的年龄分布与经济衰退前相同的情况下本应发生的排放率进行了比较。在这三个城市中,一氧化碳排放量增加了17%至29%,碳氢化合物增加了9%至14%,氮氧化物排放量增加了27%至30%,氨增加了7%至16%。
毕晓普提醒说,这项研究只关注每燃烧一公斤燃料的排放量,而不是整个车队排放的污染总量。“因为经济衰退后人们的驾驶次数减少了,所以车队的老龄化可能并没有使空气质量恶化,”他说。
罗素·R·迪克森 (Russell R. Dickerson)是马里兰大学帕克分校的一位大气化学家,他说:“这篇论文表明,消费者行为的微小变化可能会对平均车队年龄产生意想不到的巨大影响。”研究结果表明,空气质量建模人员应该检查他们关于车队年龄分布稳定性的假设,他说。