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汽车尾气污染现状及节能汽车

摘要
随着经济条件的迅猛发展，汽车在全国范围内已越来越普及，在人们交通越来越便利的同时，汽车尾气排放的污染也成为威胁人们赖以生存的环境的主要途径之一。如何控制汽车的污染物排放，如何净化汽车排放的污染物越来越被人们所关注。在对汽车减排的同时，节能型、节能汽车应运而生。本文主要阐述了汽车主要的污染物、对空气的危害以及一些控制和净化污染物的方法，以及简单地介绍现行的节能汽车和节能汽车的发展趋势。

关键词：汽车尾气污染、 净化、 节能汽车

Abstract
With the rapid development of economic conditions, the vehicles have become increasingly popular across the country, at the same time people are more and more convenient transportation, pollution, car exhaust emissions have become one of the main threats to the survival of the people of the environment. How to control the emissions of the car, how to purify been growing concern pollutant emissions from motor vehicles. In the automotive emissions, while energy-efficient cars came into being. This article focuses on the automobile major pollutants harm to air pollutants as well as some control and purification methods, as well as a brief introduction to the current trends of energy-saving cars and fuel-efficient cars.

Keywords：Automobile exhaust Pollution、Clear、Fuel-efficient Cars
目 录

1.引言………………………………………………………… 4
2.汽车排放…………………………………………………… 4
2.1汽车排放的主要污染物及危害………………… 4
2.2汽车污染物的形成原因………………………… 5
3.我国汽车排放现状………………………………………… 6
4.汽车排放的污染物的治理………………………………… 7
4.1控制排放………………………………………… 7
4.2净化污染物……………………………………… 8
5.节能汽车…………………………………………………… 9
5.1节能汽车………………………………………… 9
5.2发展前景………………………………………… 10
6.参考文献…………………………………………………… 11

1.引言

汽车自19世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年，汽车发展的速度是如此惊人！
随着经济的高速发展，21世纪的今天，汽车是人类不可缺少的交通工具，但汽车尾气却是大气的主要污染源。本文的目的在于帮助大家认清汽车尾气污染的危害性，增强人们的环保意识，唤起人们加快治理汽车尾气污染的步伐。环保和节能，是当今和未来经济社会发展中人类面临的重大问题。汽车尾气是空气污染的主要因素，我国城市大气污染中，汽车尾气排放所占比例已超过70%，所以，加强汽车排放治理刻不容缓。我国汽车石油消耗量约占全国石油消费的1/3以上，而且随着汽车保有量的上升，我国汽车污染物排放总量也日趋增加，汽车排放造成的大气污染严重影响了人们的生活和身心健康。因此，在汽车工业发展和环境保护之间,需要寻求新的平衡。

2.汽车排放

2.1汽车排放的主要污染物及危害

汽车尾气污染物主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、臭气（甲醛等）。
据统计，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物200—400kg，氮氧化合物50—150kg；美国洛杉矶市汽车等流动污染源排放的污染物已占大气污染物总量的90%。汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。
汽车尾气中一氧化碳的含量最高，它可经呼吸道进入肺泡，被血液吸收，与血红蛋白相结合，形成碳氧血红蛋白，降低血液的载氧能力，削弱血液对人体组织的供氧量，导致组织缺氧，从而引起头痛等症状，重者窒息死亡。
汽车尾气中的氮氧化合物含量较少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的3倍。氮氧化合物进入肺泡后，能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，增加肺毛细管的通透性，最后造成肺气肿。亚硝酸盐则与血红蛋白结合，形成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。
汽车尾气中的碳氢化合物有200多种，其中C2H4在大气中的浓度达0.5ppm（十万分之一）时，能使一些植物发育异常。汽车尾气中还发现有32种多环芳烃，包括3,4-苯并芘等致癌物质。当苯并芘在空气中的浓度达到0.012ug/m3时，居民中得肺癌的人数会明显增加。离公路越近，公路上汽车流量越大，肺癌死亡率越高。
汽车尾气中的二氧化硫和悬浮颗粒物，会增加慢性呼吸道疾病的发病率，损害肺功能。二氧化硫在大气中含量过高时，会随降水形成“酸雨”。
汽车尾气中的铅化合物可随呼吸进入血液，并迅速地蓄积到人体的骨骼和牙齿中，它们干扰血红素的合成、侵袭红细胞，引起贫血；损害神经系统，严重时损害脑细胞，引起脑损伤。当儿童血中铅浓度达0.6~0.8ppm时，会影响儿童的生长和智力发育，甚至出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘，危及胎儿。
汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。其对健康的危害主要表现为刺激眼睛，引起红眼病；刺激鼻、咽喉、气管和肺部，引起慢性呼吸系统疾病。光化学烟雾能使树木枯死，农作物大量减产；能降低大气的能见度，妨碍交通。

2.2汽车污染物的形成原因

一氧化碳(CO)是空气不足或空气中氧含量不足造成混合气过浓所产生的一种无色、无味的有害气体。
氮氧化物(NOx)是发动机在高温富氧时大量产生的一种褐色的有刺鼻气味的气体。 
碳氢化合物(CH)是指发动机废气中未燃部分，还包括供油系统中燃料的蒸发和滴漏，造成燃烧不充分。 
二氧化硫(SO2)为燃油中的硫燃烧后的生成物。尾气中的颗粒污染主要是燃料不完全燃烧生成的碳烟和油微粒等。
汽油的含铅量约在0.08%~0.13%之间，通常四乙铅作为抗爆剂加进汽油中，燃烧后生成氧化铅由燃机废气排出。
汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应，生成臭氧，它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾。

3.我国汽车排放现状

在我国，汽车排放污染大的原因除人口密度大，汽车数量剧增外，最重要的是我国汽车生产技术和环保标准落后、汽车性能差、使用年限过长、车用燃油品质差等。
资料显示，我国的汽车尾气排放标准比大多数发达国家落后近10年，并且执行情况参差不齐。即使是达到我国排放标准的汽车，其排放的一氧化碳数量也是欧洲车辆的两倍左右，碳氢化合物和氮氧化物排放数量是欧洲车辆的3倍以上。与美国标准相比，我国一氧化碳排放量上限高出56%，氮氧化物高出32%，碳氢化合物则高出3倍以上。而大气污染的造成的损失是极其高昂的。据世界银行估计，因空气污染导致的医疗成本增加以及工人生病丧失生产力使中国GDP被抵消掉5%。
我国从1994年到2003年的十年间，私人汽车总量增长了近6倍。2010年我国机动车保有量已达1.99亿辆，其中汽车8500多万辆，每年新增机动车2000多万辆；机动车驾驶人达2.05亿人，其中汽车驾驶人1.44亿人，每年新增驾驶人2200多万人。
汽车作为现代化交通工具，给予了人们的生产与生活带来十分方便的同时，可是它的尾气排放物，却给大气环境造成严重污染。曾经我国某城市对该市的机动车辆尾气污染程度作了如下简单调查：该市目前拥有机动车辆13万辆，并以年增率15%的速度增加。机动车年排放一氧化碳4.4万吨，相当于该市工业企业一氧化碳排放量的46倍。市区主要交通道路中心点一氧化碳超标2倍以上的达65%，在车流量高峰的时候，有的监测点一氧化碳浓度高达每立方米70mg，超标6倍。在车流量相对比较集中的火车站，氮氧化合物测点平均值为每立方米0.059mg，超标0.18倍。因此,汽车尾气污染日趋严重,现代城市大气污染主要来源于汽车的尾气。
有资料表明，我国各大中型城市汽车尾气排放物造成空气污染占到50%左右，而且对在用车检测结果来看，尾气排放不合格的车辆占被检测车的50—60%。

4.汽车排放的污染物的治理

4.1控制排放

1.严格执行废气排放的国家标准和地方标准与法规
通过法规和标准来约束汽车制造厂家和改造维修厂家,以此来推动汽车制造技术水平,特别是排放技术的进步。从2000年开始,我国就开始加大控制汽车尾气排放的力度,实施了相当于欧Ⅰ标准的国家第一阶段排放标准(简称“国Ⅰ”),2004年开始实施相当于欧Ⅱ标准的第二阶段排放标准(简称“国Ⅱ”)。目前国家环保总局已公布轻型汽车自2007年7月1日起实施国Ⅲ号、国Ⅳ号(与欧洲Ⅴ号接近)标准。这些标准的实施将会使汽车尾气排放的污染大为减少。
2.改进燃料品质
燃料的品质与汽车发动机的燃烧过程和燃烧效果有直接关系,改进燃料品质是控制汽车排放污染相当重要的途径之一。首先是淘汰含铅汽油。另外还要对车用汽油中的硫含量、烯烃和芳香烃含量以及饱和蒸汽压加以限制,以减少有害气体的生成,减少汽油的蒸发。此外,汽油中加入清洁剂,减少胶质和沉积物,也是改善燃烧的措施之一。为进一步调整能源消费结构,开发石油替代资源,更有效降低汽车尾气污染物的排放,目前,在我国部分省市已经开始推广车用乙醇汽油。使用一部分燃料乙醇替代车用无铅汽油,即能改善汽车尾气排放,同时也改善了我国能源结构,推动了可再生能源的发展。
3.优先发展公共交通
发展公共交通,减少市区、特别是市中心的车流量,是减少汽车污染物排放、改善城市大气环境质量的有效措施。尽管我国道路建设有了很大发展,道路系统逐步完善,但是仍满足不了车辆迅猛发展的需要。交通阻塞问题仍然十分严重,城市汽车经常在怠速、低速、加速、减速等排放恶劣的情况下工作,加重了城区特别是城区道路的空气污染,同时也造成能源的浪费。

4.2净化污染物

1.增加排气净化的附加装置
采取的措施有加装尾气催化净化装置,即借助催化器作用,使催化器与尾气排放中的污染物通过化学反应生成对人体没有直接伤害的物质,最常见的是三元催化器。
2.采用高能电子点火装置
即通过精确控制汽油机点火提前和提高点火能量,以创造理想的燃烧条件,从而减少发动机的污染排放。
3.采用电子控制燃油喷射
即将发动机空燃比控制在最佳理论值附近,使发动机无论在任何环境条件和何种工况下都能精确地控制混合气的浓度,使汽油得到完全充分燃烧,从而降低废气中有害成分的含量。
4.推行代用燃料
用天燃气或者液化石油气等气体作为燃料来替代汽油、柴油,。燃气汽车也被称为清洁能源车、环保汽车、绿色汽车,推行代用燃气车改造已成为控制汽车尾气排放污染的措施之一。

5.节能汽车

5.1节能汽车

节能汽车是一个整体概念，它意味着汽车从外形到发动机，乃至各个部件都是节能的，同一般汽车相比，有明显的节油效果。
1.汽车的自重要轻
汽车的自重显然关系到油耗，汽车自重越轻，耗油必然越少。汽车的自重是由制造各个部件的材料决定的。采用轻金属或非金属材料制造汽车零部件，改进车厢布置甚至改变外观形状，缩小汽车外形尺寸等都是有效办法。在汽车制造 中使用高强度低合金钢、铝合金、塑料、玻璃纤维等材料的比例正在逐年上升。汽车结构对自重也有影响。资料表明，车重减轻12％，单位燃油的行驶里程可延长10％，油耗可降低8．5％。
2.改善汽车的空气动力性能
汽车行驶速度越快，空气阻力越大，消耗的功率就越多。一般车速行驶时，发动机功率的20％～30％消耗在空气阻力上，高速时可能达50％。减少空气阻力的方法一是采用合理的车身外形。另外，加装各种导流板，导风罩等也是有效的。空气阻力的油耗灵敏度为0．2左右，即空阻系数每减少10％，油耗可降低2％。
3.采用代用燃料及新型动力机
使用代用燃料的汽车早有应用，代用燃料包括液化气、天然气、乙醇等。在此基础上出现了燃油/燃气混合动力汽车，汽油/乙醇混合动力汽车等。
(1)电动汽车：电动汽车的能源是电力，目前出现的有纯电动汽车和燃油/电动混合动力汽车。由于电动汽车零件少，生产工艺相对简单，制造成本只有内燃机汽车的几分之一。目前电动汽车发展的瓶颈是蓄电池容量问题。
(2)燃料电池汽车：燃料电池汽车是利用燃料和氧化剂的相互作用原理工作的，它的主要燃料是氢气。是一种很有发展前途的汽车。
(3)太阳能动力汽车：太阳能是取之不尽用之不竭也最清洁的能源，它是利用太阳能电池储存电能，并用电能驱动的汽车。所以，本质上也属于电动汽车，目前发展的障碍是太阳能电池的转换效率问题。
(4)其它能源动力汽车：磁能是一种消耗极低的能源，有人设想，将来的动力机中必有一种磁能动力机，以此为动力的汽车也必将出现。

5.2发展前景

综合国内外各种研究预测以及我国具体国情和发展现状，可初步展望我国节能汽车的发展趋势，并预计：
1.2010年左右，随着石油价格上涨、燃油税征收以及排放法规与国际接轨，我国汽车能源动力系统技术转型的转折点将会出现。以混合动力和混合燃料为主体的车辆产业化高潮将会到来，尤其是2009年3月份国家对全国首批13个城市进行新能源汽车试点运行及相关财政补贴政策的公布，城市客车及其生产企业将迎来新的机遇。
2.2020年左右，随着常规石油供需缺口的出现、二氧化碳政策法规的实施以及燃料电池等新型能源动力技术的进步，我国新型节能汽车将取得进一步突破，燃料电池轿车产业化可望兴起。
3.21世纪上半叶，基于各种液体燃料及其基础设施的先进内燃机与混合动力车、基于各种气体燃料及其基础设施的燃气与燃料电池车、基于电燃料及其基础设施的纯电动车将会长期并存。其中先进内燃机与混合动力车将占主导地位，其余新能源汽车约能占到总销量的1/3—1/2。

6.参考文献

1.华爱红、李丽、丁国良 《浅谈汽车尾气污染的危害及防治措施》.科技资讯. 2007.4
2.刘永和、冯赞 《节能与新能源汽车的发展》. 客车技术与研究. 2010.4
3.黄玉萍 《汽车节能与节能汽车》.北京汽车. 2005.3
4.武志勇《汽车尾气排放控制措施浅议》.科技情报开发与经济. 2005.3
5.聂国欣、胡满银、赵毅《城市机动车排放污染分析及控制对策》.研究与探讨. 2004.5