我國汽車尾氣排放控制現(xiàn)狀與對策79345

1、1 引言隨著經濟的高速發(fā)展， 21 世紀的今天，汽車是人類不可缺少的交通工具， 但汽車尾氣卻是大氣的主要污染源 。本文的目的在于幫助大家認清汽車尾氣污染 的危害性，增強人們的環(huán)保意識，喚起人們加快治理汽車尾氣污染的步伐。 環(huán)保 和節(jié)能 ,是當今和未來經濟社會發(fā)展中人類面臨的重大課題。汽車尾氣是空氣污 染的主要因素 ,我國城市大氣污染中 ,汽車尾氣排放所占比例已超過 70%, 因此,加 強汽車排放治理刻不容緩。我國汽車石油消耗量約占全國石油消費的 1/3 以上 , 而且隨著汽車保有量的增加 ,我國汽車污染物排放總量也日趨上升 ,汽車排放造成 的大氣污染嚴重影響了人們的生活和身心健康。 因此，在汽

2、車工業(yè)發(fā)展和環(huán)境保 護之間, 需要尋求新的平衡。2 我國汽車尾氣排放現(xiàn)狀從 1994年到 2003年的十年間，我國私人汽車總量增長了近 6倍。1994 年 汽車保有量 940 萬輛，私人汽車保有量 205 萬輛；2003年民用汽車保有量約 2400 萬輛，其中私人汽車保有量 1200萬輛。而今已達 5000 萬輛，而北京私家車數(shù)量 截止到 2006年 11月7日,北京市機動車輛已達 282萬輛,其中 197萬輛為小轎車 , 私家車數(shù)量為 156 萬輛。汽車作為現(xiàn)代化交通工具， 給予了人們的生產和生活帶 來十分方便的同時， 可是它的尾氣排放物， 給大氣環(huán)境造成嚴重污染。 我國某城 市對該市的機動

3、車輛尾氣污染程度作了如下初步調查：該市目前擁有機動車輛 13萬輛，并以年增率 15%的速度增加。 機動車年排放一氧化碳 4.4萬噸，相當于 該市工業(yè)企業(yè)一氧化碳排放量的 46 倍。市區(qū)主要交通道路中心點一氧化碳超標 2 倍以上的達 65%，在車流量高峰之際，有的監(jiān)測點一氧化碳濃度高達每立方米 70mg,超標6倍。在車流量比較集中的火車站，氮氧化合物測點平均值為每立 方米0.059mg,超標準0.18倍。因此，汽車尾氣污染日趨嚴重，現(xiàn)代城市大氣污染 主要來源于汽車尾氣。 有資料表明， 我國各大中型城市汽車尾氣排放物造成空氣 污染占到 50%左右，且對在用車檢測結果來看， 尾氣排放不合格的車輛占被

4、檢測 車的 5060%。那么汽車尾氣排放物中這些有害物質是如何形成， 又有何危害呢 ? 3 汽車尾氣的排放污染及其危害尾氣汽車災難的產物目前，全世界的汽車保有量已超過 6 億輛，全世界每千人擁有汽車 110輛。 全世界的汽車保有量以每年 3000 萬輛的速度增長，預測到 2010 年全球汽車數(shù)量 將增到 10 億輛。中國的汽車保有量已超過 1000 萬輛，哈市機動車保有量達二十 三萬余輛，并以每年 10的數(shù)量增加。 在車輛不多的情況下，大氣的自凈能力 尚能化解車輛排出的毒素。 但眼下已車滿為患， 交通擁堵成為家常便飯， 汽車本 應具備的便捷、 舒適、 高效的特點卻被過多的車輛逐步抵消。 “汽車

5、災難”已經 形成，汽車尾氣更是害人不淺。 尾氣里都有啥 科學分析發(fā)現(xiàn)， 汽車尾氣中有上 百種不同化合物，當中污染物有固體懸浮微粒、一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化 合物、鉛及硫氧化合物等。 一輛轎車一年排出有害廢氣比自身重量大 3 倍，并且 汽車在不斷消耗著地球的資源。 機動車的燃料消耗成為無情吞噬石油資源的無底 洞。目前，汽車使用的汽油約占全球汽油消費量的13。 尾氣害人不淺 汽車在大量消耗資源的同時， 其排放的尾氣會嚴重影響人類健康。 汽車尾氣中的一氧 化碳和血液中的血紅蛋白結合的速度比氧氣快 250 倍。所以，即使有微量一氧化 碳的吸入，也可能給人造成可怕的缺氧性傷害。輕者眩暈、頭痛，重者腦

6、細胞將 受到永久性損傷；氮氧、氫氧化合物會使易感人群出現(xiàn)刺激反應，患上眼病、喉 炎，尾氣中氮氫化合物所含苯并芘是致癌物質， 它是一種高散度的顆粒， 可在空 氣中懸浮幾晝夜，被人體吸入后不能排出， 積累到臨界濃度便激發(fā)形成惡性腫瘤。 汽車尾氣污染物主要包括：一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫、煙 塵微粒（某些重金屬化合物、 鉛化合物、 黑煙及油霧）、臭氣（甲醛等）。據統(tǒng)計， 每千輛汽車每天排出一氧化碳約 3000kg，碳氫化合物200400kg，氮氧化合物 50 150kg;美國洛杉磯市汽車等流動污染源排放的污染物已占大氣污染物總量 的 90%。汽車尾氣可謂大氣污染的“元兇”。汽車尾氣最

7、主要的危害是形成光化學煙霧。汽車尾氣中的碳氫化合物和氮氧化合物在陽光作用下發(fā)生化學反應， 生成臭氧， 它和大氣中的其它成份結合就形成光化學煙霧。 其對健康的危害主要 表現(xiàn)為刺激眼睛，引起紅眼病;刺激鼻、咽喉、氣管和肺部，引起慢性呼吸系統(tǒng) 疾病。光化學煙霧能使樹木枯死，農作物大量減產;能降低大氣的能見度，妨礙 交通。 汽車尾氣中一氧化碳的含量最高， 它可經呼吸道進入肺泡， 被血液吸收， 和血紅蛋白相結合， 形成碳氧血紅蛋白， 降低血液的載氧能力， 削弱血液對人體 組織的供氧量，導致組織缺氧，從而引起頭痛等癥狀，重者窒息死亡。 汽車尾氣中的氮氧化合物含量較少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的3倍。

8、氮氧化 合物進入肺泡后，能形成亞硝酸和硝酸，對肺組織產生劇烈的刺激作用，增加肺 毛細管的通透性，最后造成肺氣腫。亞硝酸鹽則和血紅蛋白結合，形成高鐵血紅 蛋白，引起組織缺氧。 汽車尾氣中的碳氫化合物有200多種，其中C2H4在大氣 中的濃度達0.5ppm (十萬分之一)時，能使一些植物發(fā)育異常。汽車尾氣中還 發(fā)現(xiàn)有32種多環(huán)芳烴，包括3,4-苯并芘等致癌物質。當苯并芘在空氣中的濃度 達到0.012ug/m3時，居民中得肺癌的人數(shù)會明顯增加。離公路越近，公路上汽 車流量越大，肺癌死亡率越高。汽車尾氣中的二氧化硫和懸浮顆粒物，會增加慢性呼吸道疾病的發(fā)病率，損害肺功能。二氧化硫在大氣中含量過高時，會隨

9、降 水形成“酸雨”。 汽車尾氣中的鉛化合物可隨呼吸進入血液，并迅速地蓄積到 人體的骨骼和牙齒中，它們干擾血紅素的合成、侵襲紅細胞，引起貧血；損害神 經系統(tǒng)，嚴重時損害腦細胞，引起腦損傷。當兒童血中鉛濃度達0.60.8ppm時, 會影響兒童的生長和智力發(fā)育，甚至出現(xiàn)癡呆癥狀。鉛還能透過母體進入胎盤， 危及胎兒。3.1主要污染物據有關專家研究的資料表明，汽車尾氣成分非常復雜，有一百種以上，其主 要污染物包括：一氧化碳(CO、氮氧化物(N0X、碳氫化合物(HQ、鉛(Pb)、 苯并芘(BaP等。3.2污染物危害的介紹3.2.1 一氧化碳(00)一氧化碳(CO)主要是燃料燃燒不完全的產物。一氧化碳(CO

10、)是一種無 色、無味但有劇烈毒性的氣體。它不易和其他物質發(fā)生反應而成為大氣中比較穩(wěn) 定的組成部分,能停留23年。當人們吸入過多的CO后,CO可和血液中的血紅 蛋白有較強的親和力，會妨礙血紅蛋白的輸送氧氣的能力。當空氣中的一氧化碳 濃度超過一定時量，人就會出現(xiàn)頭痛、嘔吐等中毒癥狀，濃度再大時，甚至可致 人死亡。一氧化碳(CO)是汽車發(fā)動機排出有害成分中濃度最大的氣體；它引起的 公害稱為汽車尾氣排放的第一大公害。碳氫化合物(HC)HC的產生仍是燃燒過程不完全造成的。HC是一種混合物，成分非常復雜。當HC濃度較高時，會使人出現(xiàn)頭暈、惡心等中毒癥狀。特別是HC化合物中的烯在大氣上空，和二氧化氮（N02

11、）混合在一起，經強烈的日光照射后，起光化學 反應產生高濃度臭氧、醛等煙霧狀物質，對眼睛、呼吸器官（喉、眼、鼻等黏膜） 及皮膚有強烈的刺激性，可能致癌。而且，它還使生態(tài)環(huán)境遭到破壞，嚴重影響農作物的生長，使農業(yè)減產，因此碳氫化合物（HC）它成為汽車尾氣排放的第二公 害。3.2 . 3氮氧化合物（NOx）NOx是NO和N02的總稱,它是發(fā)動機在大負荷工作時，高溫高壓燃氣中少量氮被氧化成NO N02等氮氧化物。其中NO和血液中的血紅蛋白的結合能力 比CO還強,容易使人們中毒而死亡。NO2是一種褐色有強烈毒性的的氣體，刺激 人的眼睛和呼吸道引起喘息、支氣管炎及肺氣腫等，同時 NO）也是光化學煙霧的 組

12、成成分,成為汽車尾氣排放的第三公害。除上述三種主要污染物外，汽車尾氣污染還有SO2游離碳（黑煙）、四乙鉛、臭味等物質，它們對人體呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經系統(tǒng)都非常有害。3.3危害綜上所述：汽車尾氣排出的污染，給人體健康造成了嚴重的危害。（意大利每 年大約有15000人死于汽車尾氣引起的疾?。?。因此，汽車尾氣污染可總結為以 下三占.I 八、城市氣溫急速增高二氧化碳二氧化硫這些氣體被稱為溫室氣體，一旦進入空氣中，一方面可產 生溫室效應，促進氣溫升高；另一方面破壞地球的保護層臭氧層，讓陽光直接照射地球表面，加速氣溫升高。危害人體健康氮氧化物、鉛化物進入肺部和血液，極大地損害了呼吸系統(tǒng)，造成各種疾病。

13、地球氣候不正常出現(xiàn)酸雨、黑雨等現(xiàn)象。4汽車尾氣造成危害的主要原因4.1汽車保有量增加過快，而且集中在城市2008年,中國民用汽車保有量突破 6 000萬輛 , 達到6 467萬輛,比2001 年 增長了 300% , 近十年以 12%的年均速度增長 , 到 2020年中國汽車保有量將超過 1. 5 億輛。這些量的變化 , 我們也可以從行駛在大路的汽車牌上發(fā)現(xiàn) , 據調查,哈 市車牌從“黑A” ,到兩個英文字母，再到現(xiàn)在的三個英文字母車牌不過十年左 右的時間,現(xiàn)在哈市每天新車落戶都在 200輛左右,高峰的時候達 300多輛,每月 上車牌的汽車有 5 000多輛。僅去年一年 ,哈市就新增機動車 8

14、萬余輛。目前, 哈市汽車保有量突破了 50 萬輛,其中哈市市區(qū) 40多萬輛,私家車占總數(shù)的七成 左右,從中可見一斑。而增加的大多數(shù)為化油器型機動車 ,排氣量小,油耗大,未達 到環(huán)保汽車的要求。4.2 汽車排放性能差 , 汽車保養(yǎng)及淘汰制度不嚴格。中國新車單車排放污染物為先進國家的 5 倍, 隨著汽車的使用 , 在短時間后 就為先進國家的 10 倍或幾十倍。加上沒有完善和嚴格的汽車維修制度和舊車淘 汰制度,失修和老舊車運營十分普遍 ,看看哈市紅紅火火的舊車交易市場 ,就不難 看出汽修行業(yè)興隆的原因之所在。4.3 中國的汽車尾氣有關政策法規(guī)比較落后 。隨著汽車尾氣污染的日益嚴重 , 汽車尾氣排放立

15、法勢在必行 , 世界各國早在 六、七十年代就對汽車尾氣排放建立了相應的法規(guī)制度 , 通過嚴格的法規(guī)推動了 汽車排放控制技術的進步 , 而隨著汽車排放控制技術的不斷提高 , 又使更高標準 的制訂成為可能。和國外先進國家相比 ,中國汽車尾氣排放法規(guī)起步較晚、水平 較低。5 我國汽車污染現(xiàn)狀 汽車已成為城市大氣污染中最重要的污染源，而且其貢獻率遠遠超過其他污 染源。和工業(yè)污染排放相比較，汽車尾氣污染排放的人體吸入比例更高。隨著我國汽車保有量的迅速增長，汽車污染也日趨嚴重。早在 “九五”期間， 對幾個重點城市汽車污染的調查就顯示，汽車已成為城市大氣中最重要的污染 源，而且其貢獻率遠遠超過其他污染源 （

16、如表 1）。城市co110XHC井擔率井擔率分擔率汽豐陌噸件）(%)莎噸/年）0%)侍噸/年）謝）S7.74S330.515512.58SL43.40S38.372JCP1J126.41.27阪516.02315.2086.11.2224.11AS2B19*3西安29隘眈9.14C9.715烏皆木齊1Q.Q50S.732*074乩51ES成都sje|97.960.7057.02研究結果還表明，汽車的濃度分擔率高于排放分擔率。由于汽車是近地面排 放，在街道環(huán)境中不易擴散，易造成道路沿線的污染，直接形成較高污染物濃度 的大氣污染。而工業(yè)污染源排放一般為高空排放， 在高空中易于擴散稀釋。和工 業(yè)污染

17、排放相比較，汽車尾氣污染排放的人體吸入比例更高。根據北京2003年的相關數(shù)據，計算得到汽車排放中一氧化碳、氮氧化物、 一次可吸入顆粒物的人體吸入比例。一氧化碳的人體吸入比例（10 6）為106，氮氧化物的人體吸入比例（10 6）為35.5，一次可吸入顆粒物的人體吸入比例（10 6）為81.5。進一步的研究表明，汽車尾氣排放污染物的人體吸入比例大約是相 應電廠污染物人體吸入比例的10倍。有關近幾年汽車污染現(xiàn)狀的研究結果尚未公布，但從飛速增長的汽車保有量 即可斷定:情況要比前些年更加嚴重。6我國對汽車尾氣的管理根據中國的實際情況，從上世紀八十年代初期中國汽車尾氣排放法規(guī)開始采 取了先易后難分階段實

18、施的具體方案。1983年中國頒布了第一批機動車尾氣污染控制排放標準 ，這一批標準的制定 和實施,標志著中國汽車尾氣法規(guī)從無到有，并逐步走向法制治理汽車尾氣污染 的道路；中國在1989年至1993年又相繼頒布了輕型汽車排氣污染物排放標 準、車用汽油機排氣污染物排放標準二個限值標準和輕型汽車排氣污染 物測量方法、車用汽油機排氣污染物測量方法二個工況法測量方法標準， 至此, 中國已形成了一套較為完態(tài)的汽車尾氣排放標準體系 ;北京市輕型汽車排 氣污染物排放標準的出臺和實施 , 拉開了中國新一輪尾氣排放法規(guī)制訂和實施 的序曲。2005年國家環(huán)保總局公布了五項機動車污染物排放新標準 ,新標準包括 : 輕型

19、汽車污染物排放川和IV號排放標準、兩項重型汽車污染物排放限值、摩托 車和輕便摩托車加速行駛噪聲限值及測量方法。其中 ，輕型汽車川排放標準自 2007年7月1日起在全國實施 , IV 號標準于 2010年7月1日起實施。為了改善大氣質量 , 中國許多城市都禁止污染企業(yè)進市區(qū) ; 對原有企業(yè)進行 技術改造 , 減少廢氣、 煙塵排放量 , 集中供熱。 減少取暖爐灶煙塵排放量 , 提高柴 油、汽油質量 , 減少鉆含量 , 積極向無鉛汽油過渡 , 安裝汽車凈化器 , 等等。7 汽車尾氣治理的對策由于汽車運行嚴重的分散性和流動性 , 因而也給凈化處理技術帶來一定的限制。除了開 發(fā)在機內凈化技術外 , 還要

20、大力開發(fā)機外凈化處理技術。一是控制技術 , 主要是提高燃油的 燃燒率 , 安裝防污染處理設備和采取開發(fā)新型發(fā)動機 ; 二是行政管理手段 , 采取報廢更新 , 淘汰舊車 , 開發(fā)新型的汽車 （ 即無污染物排放的機動車 ） , 從控制燃料使用標準入手。 7.1 汽車燃油的改用7.1.1 采用無鉛汽油 , 以代替有鉛汽油 , 可減少汽油尾氣毒性物質的排放量。首先應抓汽車油的改用。 以無鉛汽油代替四乙基鉛汽油。 這種汽油是用甲荃 樹丁醚作滲合劑，它不僅不鉛，而且汽車尾氣排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳 氫化合物均會減少。 目前，我國為了減少汽車尾氣排放量， 改善城區(qū)大氣環(huán)境質 量，國家規(guī)定從1999年7

21、月1日起在全國范圍內根本上使用含鉛汽油。200 0年7月1日起，市場根本上出售有鉛汽油。因有鉛汽油中，它加入了一種抗 爆劑 四乙基鉛， 它具有很高的揮發(fā)性， 甚至在0攝氏度時就開始揮發(fā)， 而揮 發(fā)出的鉛粉末， 以蒸氣及煙的動工存在空氣中。 但鉛的污染程度和交通密度 （每 小時通過的車輛數(shù)）以及汽油中鉛的含量有密切關系。雖然我國城市的交通密度比發(fā)達國家的密度低， 但有鉛汽油燃燒帶來的鉛的 污染程度不可忽視。因鉛是一種蓄積毒物，它通過人的呼吸、飲水、食物等途徑 進入人體。 對人體的毒性作用是侵蝕造血系統(tǒng)、 神經系統(tǒng)以及賢臟等。 諸如對血 管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)以及癌癥等毒性作用也可能發(fā)生。7.1.2 摻

22、入添加劑 , 改變燃料成分。汽油中摻入 15%以下的甲醇燃料 , 或者采用含 10%水份的水 - 汽油燃料 , 都 能在一定程度上減少或者消除 CO、NOx、HC 和鉛塵的污染效果。7.1.3 選用恰當?shù)臐櫥砑觿?- 機械摩擦改進劑。在機油中添加一定量 （ 比例為 3%- 5%） 石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯粉末 等固體添加劑 , 加入到引擎的機油箱中 , 可節(jié)約發(fā)動機燃油 5%左右。7.1.4 采用綠色燃料同樣可減少汽車尾氣有毒氣體排放量。用“植物柴油” , 按照比例摻入到普通柴油中 , 可供柴油汽車之用。 它可大 大減少發(fā)動機工作時排放的硫化物、 碳氫化合物、 一氧化碳和煙塵。 據美國的俄

23、 亥俄州某研究所用豆油和甲醇、 燒堿混合，然后去除其中的甘油， 從而可獲得“大 豆些油”。用“大豆柴油”，以3：7的比例摻入到普通柴油中， 可供柴油汽車 之用。它可大大減少發(fā)動機工作時排放的硫化物、 碳氫化合物、一氧化碳和煙塵。 故譽作綠色染料。7.1.5 采用多種燃料作為汽車燃料來源。隨著科學技術的發(fā)展和計算機的廣泛使用， 確保環(huán)境保護法規(guī)的實施和節(jié)能 措施：汽車中可廣泛使用新的配方汽油、電力、壓縮的天然氣體、太陽能以及生 態(tài)燃料的蓄電池等等。 然而在這種汽車上裝上電腦， 不斷在行駛中早先調撥組合， 以使汽車發(fā)揮最佳性能。 采用計算機控制點火系統(tǒng)， 以便對發(fā)動機的不同工況作 出快速反應， 可

24、取得最佳 燃料經濟性和發(fā)動機動力性能， 可減少尾氣對大氣的 污染。7.1.6 節(jié)約能源 , 有利環(huán)境 , 大力推廣車用乙醇汽油。 根據有關專家指出，開發(fā)乙醇代替汽油，即節(jié)約能源，又可消化陳糧，使汽 車排出的有害汽體減少，是一項有利于保護環(huán)境和資源的新課題。如果按照1：9的 乙醇汽油配比，用20萬噸乙醇，可配出約2 0 0萬噸的 乙醇汽油，2 0 0萬噸的乙醇只消耗糧食70萬噸。因此，發(fā)展、開發(fā)使用專用 乙醇汽油 可解決儲存糧食的轉化問題， 又可以在一定的程度上代替汽油， 緩解我 國原油供應的緊張狀況。 因乙醇是一種小麥、 玉米等原料生產的變性燃料乙醇和 汽油以一定的比例混合而成的汽車燃料， 已

25、經列入“十五”發(fā)展計劃， 它和純汽油比較，汽車尾氣中一氧化碳量可降低1/3左右， 碳氫化合物降低13.4%0此計劃推廣使用，將對改善城市大氣污染，保障人民健康起到重要作用。7.2 汽車發(fā)動機內部的調試7.2.1 減少噴油提前角減少噴油提前角，可降低發(fā)動機工作的最高溫度（1500攝氏度），使NOx 的生成量減少07.2.2 改善噴嘴質量 控制燃燒條件改善噴油器的質量 , 控制燃燒條件 （ 燃比、燃燒溫度、燃燒時間 ） , 可使燃 料燃燒完全 , 從而可減少 CO、HC 和煤煙07.3 發(fā)動機外部尾氣凈化 發(fā)動機外部尾氣凈化措施即汽車尾氣由原有毒氣體 , 變成為無毒氣體 , 再排放到大氣中0從而可減少對大氣環(huán)境的污染07.3.1 采用催化劑將CO氧化成C02, HC氧化成CO2和H20, NOx被還原成為N2等。7.3.2 水洗通過水箱 , 使汽車尾氣中的碳煙粒子經過水洗和過濾及蒸氣的淋浴 , 可粘 住碳粒上的有毒物質 , 使碳粒子脹大而給予去除07.4 發(fā)動機內部