机动车尾气排放遥感监测技术浅谈

佟 洁

（廊坊市生态环境局 河北廊坊 065000）

引言

随着经济的快速发展，机动车保有量逐年增加，机动车尾气排放造成的环境污染已成为大气污染的一个重要来源，机动车污染防治的紧迫性日益凸显。从2016 年《中华人民共和国大气污染防治法》中“可以通过遥感监测等技术手段对在道路上行驶的机动车的大气污染排放状况进行监督抽测”，到2018 年生态环境部等11 部门联合印发《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》中“加快建设完善“天地车人”一体化的机动车排放监控系统”，其中的“天”就是指遥感监测。因此，遥感监测技术作为一项有力的技术支撑，在机动车污染防治中发挥了越来越重要的作用。

1 尾气排放污染物组成及危害

机动车尾气排放污染物主要包括一氧化碳（CO）、颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）。CO可与人体血红蛋白相结合，导致人体携氧能力下降，对心血管系统、神经系统均有不同程度影响，严重时致人窒息死亡；PM 进入呼吸道后，可引发哮喘、支气管炎、心血管病等，越细小的颗粒物对人体危害越大，甚至可以进入肺泡、血液；HC 种类较为复杂，部分物质具有致癌性；NOx入肺后会对肺组织产生剧烈的刺激，同时NOx和HC 受强烈太阳光紫外线照射后，发生化学反应生成光化学烟雾，对大气环境造成二次污染。

2 尾气治理的迫切性和必要性

近些年，生态文明建设纳入统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面” 战略布局的重要内容，全国上下大力开展生态环境保护工作，特别是大气污染防治方面，“2+26”城市更是以超凡举措、超强力度开展蓝天保卫战。但随着各项重点工作临近收尾，减排空间逐渐收窄，PM2.5 浓度明显下降，臭氧污染问题逐年凸显，治理臭氧就必须从诱发其形成的两大前体物挥发性有机物和氮氧化物入手，只有减少两大前提物的排放，即使在促使臭氧形成有利的太阳辐射等自然条件下，也能有效阻止臭氧形成。挥发性有机物和氮氧化物的协同治理也是实现PM2.5 与臭氧协同管控的关键。通过对多次污染过程的PM2.5 源解析结果显示，硝酸盐在二次组分中占比呈上升趋势，氮氧化物向硝酸根离子转化推高了PM2.5 浓度，机动车尾气治理成为了降低氮氧化物和PM2.5 浓度的突破口，全方位检测、管控机动车势在必行。

3 尾气遥感监测技术原理概述

机动车尾气遥感监测设备一般安装在城市高排放车辆通行的主要道路、城市交通干道等。在车辆经过时，遥感设备的光源系统发出一束光，穿透尾气烟羽，照射到另一侧的反射镜上，光束反射回接收器。根据反射回来的光强，计算出各种污染物与二氧化碳的相对比例，从而测量一氧化碳，一氧化氮，碳氢化合物等污染物排放量，并用不透光度间接估算颗粒物排放量[1]；然后通过车牌读取包括生产商、车型、燃料类型、注册年份、排放标准、发动机排量等的具体车辆信息，同时还有用于测量车辆行驶状态、环境条件的其他辅助设备，最终在显示屏上显示该车尾气排放是否超标。

虽然遥感监测的只是车辆通过时刻的瞬时排放状况，排放数值仅代表某一特定工况下的定格片段，但如果把成千上万的片段整合到一起分析时，将会形成强大的数据支撑，得到对机动车尾气监管的有益信息。

4 遥感监测技术优缺点

遥测主要分为固定式遥测和移动式遥测。不影响交通，不阻断车流，具有较高的自动化水平，可以在不影响交通运行的情况下自主完成监测[2]。移动式遥测均为水平遥测，优点是容易装卸，可以根据监管需要更换监测地点。缺点是需要多人操作，每次都要对其进行安装、调试，操作较复杂，专业性较高，除聘请专业服务团队运维外，很难做到全天候监测机动车尾气情况[3]；单价一般较高，在综合考虑效能的基础上，仅可作为辅助设备，大批量采购应用不现实。固定式遥测分为垂直式和水平式两种。垂直式遥测设备安装在马路正上方设施上（龙门架或其他），优点是每套遥测设备负责正下方车道车辆的尾气检测，各车道车辆检测互不干扰，安装多套即可实现对路面的全覆盖；缺点是由于每条车道均需安装遥测设备，为实现全覆盖检测，需安装多套设备，建设成本高，运维成本高。水平式遥测设备固定安装于车道两侧，车辆从马路上穿过对射光束时，完成车辆尾气检测。优点是只需一套设备，即可完成对马路各车道的全覆盖，安装相对简单，运维成本低，且建设和维护过程不影响交通；缺点是当车辆并行或交错行驶通过水平遥测设备时会出现多车互相干扰的情况，间接影响检测结果的准确性。

5 遥感监测技术应用

（1）车辆筛选。遥测可以识别出由于尾气后处理装置失效或故障引起的高排放，筛选出来并加以治理或淘汰，有效防治机动车尾气污染，切实改善环境空气质量。相应地，遥测也可以筛选清洁车辆，用于鼓励人们选用高性能车辆，在正常维护保养的前提下，持续使机动车保持良好工作状态。

（2）审计检查。遥感数据一方面可以为国家、省、市制定新的机动车污染防治政策提供数据支持，另一方面还可以经济地审查当下采取的各项机动车污染防治管控措施是否有效。同时，遥感技术也可以对现有的机动车排放检验提供支持和补充，协助开展路检路查工作。

（3）超标溯源。机动处在出厂前通过了实验室排放测试的车型，在实际道路行驶中也可能会出现各种各样的问题。遥感数据可以将超车车辆信息进行梳理汇总，筛查出可能存在问题的车型，并进行溯源，从源头防止超标排放车辆的生产销售。

（4）入境检查。重点区域、重点城市均设立了高污染排放禁行区，可将遥感监测设备安置在城市道路入口处收费站，通过遥测筛选，进一步禁止高污染车辆进入城市，由“人防”逐步过渡到“技防”。

（5）购买参考。个体消费者或者运营车辆采购单位可以参考大量遥感监测数据，对不同车企、不同车型的实际排放水平进行评价和分级，为他们的购买决策提供有益的数据参考。在满足自身出行需求的基础上，选择更有利于环境空气质量改善的清洁环保车辆。

6 当下存在的问题

（1）监管范围具有局限性。机动车具有很强的流动性，尤其是作为运输工具的柴油货车，车主为降低运输成本，易存在使用劣质油、维护保养不及时等问题，加之目前环保检验未实现全国联网，未能实现信息共享，导致在遥感监测、路检路查抽测中发现的超标车辆，在驶离市界、省界区域后，无法对后续的维修和是否尾气达标进行监管，闭环管理模式得不到有效实施。

（2）基层力量有限。相比于散煤治理、工业治理等重点治理方向，机动车污染治理工作从资金、人力、技术上的支持力度仍有待提高，尤其是基层力量本就有限，很多地区没有专人负责机动车污染防治业务工作，而且机动车管理相较于其他管理部门来说，需要更系统、更完善的专业技术知识，在不影响正常工作的基础上，需要投入大量时间学习提升，不是一朝一夕能够全面掌握的，这也大大削弱了基层的机动车监管力度，难以有效应对机动车排放超标问题。

（3）相关法律法规仍不完善。对遥感监测发现的超标排放车辆，国家层面尚无具体处罚标准和明确法律法规，公安交管部目前也仅针对在道路行驶的超标车辆进行处罚。遥感监测本就是基于不影响车辆通行而开展的监督性监测，实施现场处罚可行性不大，而且机动车排放遥感监测结果一般有图像（或视频）和监测数据两种表现形式，存在不符合有关技术规范和生态环境部门未取得计量认证而不具备法律效力的问题[4]。

7 遥感监测技术在实际工作中的应用意义

（1）强化对机动车排放检验机构监管

将遥感系统识别的高排放车辆，溯源至为该车辆进行环检检测的排放检验机构，对数据的真实性和检测过程的规范性进行针对性筛选，倒逼检验机构规范化运营，确保机动车环保检验机构的检测数据真实有效，进一步提升对排放检验机构的监督管理力度。同时，将遥感监测作为环保定期检测的重要补充，确保上路行驶的机动车尾气持续达标。

（2）强化高排放车辆监管。严重污染的车辆一般只占车辆总数的10%，但这10%的车辆排放的污染物却占到全部车辆排放污染物总量的约50%[5]。利用机动车尾气遥感技术可有效鉴别80%-95 %左右的高排放机动车[6]。限制高排放车辆进入城市，可有效降低城市大气污染。生态环境部门通过遥感监测系统，筛选高排放车辆，形成超标车辆信息库，推送给公安交管部门、交通运输部门，通过向车主发放车辆维修催告单的形式，督促超标车辆进维修复检，形成“环保检测、公安处罚、交通维修”的闭环管理模式，一方面打通部门之间的壁垒，增强职能部门的联防联控能力，完善“I/M制度”；一方面对高排放车辆进行处罚、维修，实现对高排放车辆的指向性监管，达到减排目的。

（3）提高车主环保意识。通过遥测方法进行机动车尾气污染巡回检验，本身也是一种环保宣传。对于超标排放的机动车，通过一定形式的处罚办法，可以有效地促进车主环保意识的提高，从而加强对机动车的日常保养和维护，自觉遵守环保法律、法规和相关机动车排放标准。

8 相关建议

（1）完善科技支撑。按照原环保部《“2+26”城市机动车遥感监测网络建设方案》要求，“2＋26”城市已在高排放车辆通行的主要道路（包括高速公路、国道、省道和城市交通干道等）建立并投入运行了10 台（套）左右固定垂直式机动车遥感监测设备，同时配备2 台（套）左右移动式机动车遥感监测车。各地应在确保“六保”“六稳”大局的前提下，逐步完善机动车排放监管系统，建成集遥感监测数据传输、数据质量控制、数据上传于一体的遥感监测平台，进一步提升了机动车污染排放监管科技水平，切实发挥监管效能。

（2）深入联防联控。针对机动车运行特点，各地市“单打独斗”显然效果不佳。为更有效控制机动车尾气超标排放问题，应加大区域间机动车污染防治联防联控，做好协同监管监控，切实形成防治合力，各地应在前几年遥感监测数据的基础上，逐步建立遥感监测超标车辆“黑名单”，区域间同步超标排放信息，进一步实现信息共享，统一处罚标准，进行重点监管，加大对超标车辆的处置、处罚力度。同时，效仿公安交管部门，以短信形式发送 《监督抽测不合格车辆维修复检催告单》，告知车主（车辆使用人）在规定时间内到具备汽车排放性能维护修理能力的M 站对车辆进行维修保养。

（3）加强舆论宣传。利用“6.5”环境日等重要时间节点，开展移动源宣传活动，通过设置展牌、发放资料、现场咨询、问题解答等形式宣讲机动车尾气遥感监测相关科普知识，做到让老百姓“知其然”也“知其所以然”；利用微博、微信、公众号等新媒体开展宣传，曝光超标车辆处罚的典型案例，建立有奖举报机制，提升公众监督参与感，形成自发监督、自觉参与的良好氛围。

结语

虽然遥感监测技术的逐步广泛应用，有利于强化重点路段机动车尾气排放监管，提升机动车监管技术水平，但目前很多地市的遥测数据仅作为大数据分析，为应对重污染天气、强化机动车环境管理提供有效支撑，未能真正应用到不合格车辆的处罚上[7]。下一步，建议地方政府继续研究相关政策标准，加大生态环境、公安交管、交通运输等部门的协调联动，切实做到“政府牵头、部门配合”，各司其职、各负其责，为遥测数据应用处罚落地提供有力支撑。