PNAS新闻特写全球电动车化下的潜在环境影响

　　电动汽车的广泛采用不仅有望大幅减少二氧化碳排放，而且还能减少空气污染，每年可能拯救数十万人的生命。然而，也有一些重要的潜在问题值得科研人员和公众注意。
　　所有迹象表明，在未来几年内，电动汽车（EVs）会达到一个转折点，将在许多国家得到更广泛采用。现在全球售出的新车中，有11%是全电动（尤其是北欧的挪威2022年全年已经有80%的售出新车是全电动车）。而更多新的政策，如美国通货膨胀削减法案（IRA）中对电动汽车的税收减免，以及欧洲多国和美国加州在2035年后禁止销售化石燃料汽车的法规，也正在加速电动汽车的市场占有率。
　　同时，这场电动车革命也预示着另一个好处--更清洁的空气和更健康的人居环境。通过消除从汽车和卡车尾气管排出的污染气体（如二氧化氮和VOCs等），电动汽车的大规模使用可以削减环境中的空气污染物水平，这些污染物排放与全世界每年数十万因心血管和呼吸系统疾病、癌症和其他疾病而早逝的人有关。
　　然而，在某些地方，更多的电动车可能会导致地面臭氧的增加，而这是光化学烟雾的主要污染成分。甚至还有一些其他疑问，电动车电池的额外重量加速了轮胎的磨损，那么电动车是否会增加大气中颗粒物的污染？
　　因此，总的来说，未来电动车的广泛采用可以大大减少尾气管排放的空气污染。除了有一个更复杂的问题：尾气排放可能并不是唯一的担忧。
　　轮胎磨损
　　随着轮胎的磨损，会产生颗粒物，但相应会带来多少污染？英国Emissions Analytics公司的团队决定进行系统调查，在一辆柴油大众高尔夫车中塞进四个人，＂使其尽可能地重＂，莫尔登解释说，然后在英国的高速公路上（以合法的速度）飙车。他们在行驶前后仔细称重轮胎，以确定损失了多少胎面。
　　他们的第一次的粗略计算显示了一个惊人的颗粒污染水平，按重量计算比相同距离的尾气排放高1000多倍。Emissions Analytics公司的数据还显示，车辆重量每增加1000磅，轮胎的磨损就会增加约20%，这意味着全电动汽车可能会比内燃机汽车产生更多的轮胎颗粒（以及更多的刹车片磨损粉尘），这是因为电动车电池相对于燃油汽车带来了额外的重量。研究表明，从轮胎上脱落的颗粒物，约10%到20%留在环境空气中。其余的或沉积在道路上，或被冲刷到土壤、溪流和河流中。这对水生生物来说可能是一个巨大的潜在问题。一项研究表明，含有一种名为6PPD的轮胎防腐剂的雨水会杀死在城市河流中游泳产卵的大马哈鱼。我们倾向于认为汽车会造成空气污染，但随着尾气排放的减少或消除，我们需要＂改变思维，考虑汽车排放导致的次生海洋污染＂。
　　总的来说，迅速转向电动汽车和卡车显然是一个谨慎的举措。它不会解决所有的气候变化和交通造成的污染问题，而且会有一些不必要的副作用或不可预见的后果，就像几乎所有的新技术规模采纳一样。这些权衡需要被更好地研究，理解和管控。
　　TOFWERK
　　针对正文中涉及到的传统汽车和全电动汽车在其生命周期内对环境的可能影响，TOFWERK提供了不同的解决方案：
　　Vocus CI-TOF：通过搭配不同类型的化学电离离子源（比如普适的质子转移反应，或适用于高氧化态、大分子、无机酸的中压常压化学电离源），可覆盖汽车尾气中一次排放污染物（如何更好评估市区交通源对居民的健康影响：以道路旁大气污染物实时监测为例，转载：面对＂蓝天＂下的污染，上海这样做！——来自央视的报道）以及其光化学中间产物和最终产物的广谱在线监测（冬季环境大气中VOCs和无机污染物在线监测：碘负离子Vocus化学电离质谱仪应用示范）
　　icpTOF提供了对传统汽车发动机、轮胎磨损及刹车片损耗所形成的颗粒物中多元素分析的在线监测平台。除了常用的液体进样分析单颗粒物之外（粒粒皆信息：什么是单颗粒物ICP-MS质谱分析法?），icpTOF还可以搭配气体交换装置（Gas Exchange Device, GED）,实现对汽车尾气中或者环境大气中轮胎磨损颗粒物及刹车片粉尘的在线广谱元素分析（DOI: 10.11351/jsaeronbun.48.1341 ）。如果在实际公路边规划这些实验，可以预期获得跟车辆型号，行驶速度，路面交通状况与上述一次颗粒物排放浓度和组分的第一手相关数据，对于科研工作者进行系统性研究和随后的政策制定提供最坚实的数据支撑。
　　2023年的小目标：设想一下，如果不需要搭配气体交换装置（Gas Exchange Device, GED），也就意味无需昂贵的氩气高压气瓶，icpTOF还能进行实际环境大气中颗粒物多元素的实时在线检测是一个什么样的体验和前景？？
　　声明：
　　本文内容来自: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2220923120更多信息：Carey, J.: The other benefit of electric vehicles, Proceedings of the National Academy of Sciences, 120, e2220923120, 10.1073/pnas.2220923120, 2023.本号发布该内容仅限于学术交流，对其中观点保持中立。如有侵权，请联系删除。原文内容通过http://www.DeepL.com/Translator（免费版）和百度翻译https://fanyi.baidu.com/#en/zh/共同翻译，如有错误，欢迎留言指正。