我国汽车尾气排放控制现状与对策44876.doc

1引言
 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课题。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%,因此,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增加,我国汽车污染物排放总量也日趋上升,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我国汽车尾气排放现状
从1994年到2003年的十年间，我国私人汽车总量增长了近6倍。1994年汽车保有量940万辆，私人汽车保有量205万辆；2003年民用汽车保有量约2400万辆，其中私人汽车保有量1200万辆。而今已达5000万辆，而北京私家车数量截止到2006年11月7日,北京市机动车辆已达282万辆,其中197万辆为小轿车,私家车数量为156万辆。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，给大气环境造成严重污染。我国某城市对该市的机动车辆尾气污染程度作了如下初步调查：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%，在车流量高峰之际，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，超标准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，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%。那么汽车尾气排放物中这些有害物质是如何形成，又有何危害呢?
3 汽车尾气的排放污染及其危害
尾气——汽车灾难的产物
目前，全世界的汽车保有量已超过6亿辆，全世界每千人拥有汽车110辆。全世界的汽车保有量以每年3000万辆的速度增长，预测到2010年全球汽车数量将增到10亿辆。中国的汽车保有量已超过1000万辆，哈市机动车保有量达二十三万余辆，并以每年10％的数量增加。 在车辆不多的情况下，大气的自净能力尚能化解车辆排出的毒素。但眼下已车满为患，交通拥堵成为家常便饭，汽车本应具备的便捷、舒适、高效的特点却被过多的车辆逐步抵消。“汽车灾难”已经形成，汽车尾气更是害人不浅。 尾气里都有啥 科学分析发现，汽车尾气中有上百种不同化合物，当中污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。一辆轿车一年排出有害废气比自身重量大3倍，并且汽车在不断消耗着地球的资源。机动车的燃料消耗成为无情吞噬石油资源的无底洞。目前，汽车使用的汽油约占全球汽油消费量的1／3。 尾气害人不浅 汽车在大量消耗资源的同时，其排放的尾气会严重影响人类健康。汽车尾气中的一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。所以，即使有微量一氧化碳的吸入，也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。轻者眩晕、头痛，重者脑细胞将受到永久性损伤；氮氧、氢氧化合物会使易感人群出现刺激反应，患上眼病、喉炎，尾气中氮氢化合物所含苯并芘是致癌物质，它是一种高散度的颗粒，可在空气中悬浮几昼夜，被人体吸入后不能排出，积累到临界浓度便激发形成恶性肿瘤。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”。 汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。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。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。 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。

3.1 主要污染物
据有关专家研究的资料表明，汽车尾气成分非常复杂，有一百种以上，其主要污染物包括：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）、铅（Pb）、苯并芘（BaP）等。
3.2 污染物危害的介绍
3.2.1 一氧化碳(CO)
    一氧化碳(CO)主要是燃料燃烧不完全的产物。一氧化碳(CO)是一种无色、无味但有剧烈毒性的气体。它不易与其他物质发生反应而成为大气中比较稳定的组成部分,能停留2～3年。当人们吸入过多的CO后,CO可与血液中的血红蛋白有较强的亲和力，会妨碍血红蛋白的输送氧气的能力。当空气中的一氧化碳浓度超过一定时量，人就会出现头痛、呕吐等中毒症状，浓度再大时，甚至可致人死亡。一氧化碳(CO)是汽车发动机排出有害成分中浓度最大的气体；它引起的公害称为汽车尾气排放的第一大公害。
3.2.2碳氢化合物(HC)
     HC的产生仍是燃烧过程不完全造成的。HC是一种混合物，成分非常复杂。当HC浓度较高时，会使人出现头晕、恶心等中毒症状。特别是HC化合物中的烯在大气上空,和二氧化氮(NO2)混合在一起，经强烈的日光照射后，起光化学反应产生高浓度臭氧、醛等烟雾状物质,对眼睛、呼吸器官(喉、眼、鼻等黏膜)及皮肤有强烈的刺激性，可能致癌。而且，它还使生态环境遭到破坏,严重影响农作物的生长使农业减产,因此碳氢化合物(HC)它成为汽车尾气排放的第二公害。
3.2.3 氮氧化合物(NOx)
    NOx是NO和NO2的总称,它是发动机在大负荷工作时，高温高压燃气中少量氮被氧化成NO、NO2等氮氧化物。其中NO与血液中的血红蛋白的结合能力比CO还强,容易使人们中毒而死亡。NO2是一种褐色有强烈毒性的的气体，刺激人的眼睛和呼吸道引起喘息、支气管炎及肺气肿等，同时NOx也是光化学烟雾的组成成分,成为汽车尾气排放的第三公害。
    除上述三种主要污染物外，汽车尾气污染还有SO2、游离碳(黑烟)、四乙铅、臭味等物质，它们对人体呼吸系统、循环系统、神经系统都非常有害。

3.3危害
综上所述:汽车尾气排出的污染,给人体健康造成了严重的危害。(意大利每年大约有15000人死于汽车尾气引起的疾病)。 因此，汽车尾气污染可总结为以下三点：
3.3.1 城市气温急速增高
二氧化碳二氧化硫这些气体被称为温室气体，一旦进入空气中，一方面可产生温室效应，促进气温升高；另一方面破坏地球的保护层———臭氧层，让阳光直接照射地球表面，加速气温升高。
3.3.2 危害人体健康
氮氧化物、铅化物进入肺部和血液，极大地损害了呼吸系统，造成各种疾病。
2.3.3地球气候不正常
出现酸雨、黑雨等现象。
4汽车尾气造成危害的主要原因
4.1汽车保有量增加过快,而且集中在城市。
2008年,中国民用汽车保有量突破6 000万辆 ,达到6 467万辆,比2001 年增长了300% , 近十年以12%的年均速度增长,到2020年中国汽车保有量将超过1. 5亿辆。这些量的变化,我们也可以从行驶在大路的汽车牌上发现,据调查,哈市车牌从“黑A”,到两个英文字母,再到现在的三个英文字母车牌不过十年左右的时间,现在哈市每天新车落户都在200辆左右,高峰的时候达300多辆,每月上车牌的汽车有5 000多辆。仅去年一年,哈市就新增机动车8万余辆。目前,哈市汽车保有量突破了50 万辆,其中哈市市区40多万辆,私家车占总数的七成左右,从中可见一斑。而增加的大多数为化油器型机动车,排气量小,油耗大,未达到环保汽车的要求。
4.2汽车排放性能差,汽车保养及淘汰制度不严格。
中国新车单车排放污染物为先进国家的5倍,随着汽车的使用,在短时间后就为先进国家的10倍或几十倍。加上没有完善和严格的汽车维修制度和旧车淘汰制度,失修和老旧车运营十分普遍,看看哈市红红火火的旧车交易市场,就不难看出汽修行业兴隆的原因之所在。
4.3中国的汽车尾气有关政策法规比较落后。
随着汽车尾气污染的日益严重,汽车尾气排放立法势在必行,世界各国早在六、七十年代就对汽车尾气排放建立了相应的法规制度,通过严格的法规推动了汽车排放控制技术的进步,而随着汽车排放控制技术的不断提高,又使更高标准的制订成为可能。与国外先进国家相比,中国汽车尾气排放法规起步较晚、水平较低。
5我国汽车污染现状
汽车已成为城市大气污染中最重要的污染源，而且其贡献率远远超过其他污染源。与工业污染排放相比较，汽车尾气污染排放的人体吸入比例更高。
随着我国汽车保有量的迅速增长，汽车污染也日趋严重。早在“九五”期间，对几个重点城市汽车污染的调查就显示，汽车已成为城市大气中最重要的污染源，而且其贡献率远远超过其他污染源(如表1)。

研究结果还表明，汽车的浓度分担率高于排放分担率。由于汽车是近地面排放，在街道环境中不易扩散，易造成道路沿线的污染，直接形成较高污染物浓度的大气污染。而工业污染源排放一般为高空排放，在高空中易于扩散稀释。与工业污染排放相比较，汽车尾气污染排放的人体吸入比例更高。
根据北京2003年的相关数据，计算得到汽车排放中一氧化碳、氮氧化物、一次可吸入颗粒物的人体吸入比例。一氧化碳的人体吸入比例(10－6)为106，氮氧化物的人体吸入比例(10－6)为35.5，一次可吸入颗粒物的人体吸入比例(10－6)为81.5。进一步的研究表明，汽车尾气排放污染物的人体吸入比例大约是相应电厂污染物人体吸入比例的10倍。
有关近几年汽车污染现状的研究结果尚未公布，但从飞速增长的汽车保有量即可断定:情况要比前些年更加严重。
6我国对汽车尾气的管理
根据中国的实际情况,从上世纪八十年代初期中国汽车尾气排放法规开始采取了先易后难分阶段实施的具体方案。
1983年中国颁布了第一批机动车尾气污染控制排放标准,这一批标准的制定和实施,标志着中国汽车尾气法规从无到有,并逐步走向法制治理汽车尾气污染的道路; 中国在1989年至1993年又相继颁布了《轻型汽车排气污染物排放标准》、《车用汽油机排气污染物排放标准》二个限值标准和《轻型汽车排气污染物测量方法》、《车用汽油机排气污染物测量方法》二个工况法测量方法标准,至此,中国已形成了一套较为完态的汽车尾气排放标准体系;北京市《轻型汽车排气污染物排放标准》的出台和实施,拉开了中国新一轮尾气排放法规制订和实施的序曲。2005年国家环保总局公布了五项机动车污染物排放新标准,新标准包括:轻型汽车污染物排放Ⅲ和IV号排放标准、两项重型汽车污染物排放限值、摩托车和轻便摩托车加速行驶噪声限值及测量方法。其中,轻型汽车Ⅲ排放标准自2007年7月1日起在全国实施, IV号标准于2010年7月1日起实施。
为了改善大气质量,中国许多城市都禁止污染企业进市区; 对原有企业进行技术改造, 减少废气、烟尘排放量,集中供热。减少取暖炉灶烟尘排放量,提高柴油、汽油质量,减少钻含量,积极向无铅汽油过渡,安装汽车净化器,等等。
7汽车尾气治理的对策
由于汽车运行严重的分散性和流动性, 因而也给净化处理技术带来一定的限制。除了开发在机内净化技术外, 还要大力开发机外净化处理技术。一是控制技术, 主要是提高燃油的燃烧率, 安装防污染处理设备和采取开发新型发动机; 二是行政管理手段, 采取报废更新, 淘汰旧车, 开发新型的汽车( 即无污染物排放的机动车) , 从控制燃料使用标准入手。
7.1汽车燃油的改用
7.1.1采用无铅汽油,以代替有铅汽油,可减少汽油尾气毒性物质的排放量。
首先应抓汽车油的改用。以无铅汽油代替四乙基铅汽油。这种汽油是用甲荃树丁醚作渗合剂，它不仅不铅，而且汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物均会减少。目前，我国为了减少汽车尾气排放量，改善城区大气环境质量，国家规定从１９９９年７月１日起在全国范围内根本上使用含铅汽油。２０００年７月１日起，市场根本上出售有铅汽油。因有铅汽油中，它加入了一种抗爆剂――四乙基铅，它具有很高的挥发性，甚至在０摄氏度时就开始挥发，而挥发出的铅粉末，以蒸气及烟的动工存在空气中。但铅的污染程度与交通密度（每小时通过的车辆数）以及汽油中铅的含量有密切关系。
虽然我国城市的交通密度比发达国家的密度低，但有铅汽油燃烧带来的铅的污染程度不可忽视。因铅是一种蓄积毒物，它通过人的呼吸、饮水、食物等途径进入人体。对人体的毒性作用是侵蚀造血系统、神经系统以及贤脏等。诸如对血管系统、生殖系统以及癌症等毒性作用也可能发生。
7.1.2掺入添加剂, 改变燃料成分。
汽油中掺入15%以下的甲醇燃料, 或者采用含10%水份的水- 汽油燃料, 都能在一定程度上减少或者消除CO、NOx、HC 和铅尘的污染效果。
7.1.3选用恰当的润滑添加剂- 机械摩擦改进剂。
在机油中添加一定量( 比例为3%- 5%) 石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂, 加入到引擎的机油箱中, 可节约发动机燃油5%左右。
7.1.4采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量。
用“植物柴油”, 按照比例掺入到普通柴油中, 可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。据美国的俄亥俄州某研究所用豆油与甲醇、烧碱混合，然后去除其中的甘油，从而可获得“大豆些油”。用大豆柴油”，以３∶７的比例掺入到普通柴油中，可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。故誉作绿色染料。
7.1.5采用多种燃料作为汽车燃料来源。
随着科学技术的发展和计算机的广泛应用，确保环境保护法规的实施和节能措施：汽车中可广泛使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。然而在这种汽车上装上电脑，不断在行驶中早先调拨组合，以使汽车发挥最佳性能。采用计算机控制点火系统，以便对发动机的不同工况作出快速反应，可取得最佳　燃料经济性和发动机动力性能，可减少尾气对大气的污染。
7.1.6节约能源, 有利环境, 大力推广车用乙醇汽油。
根据有关专家指出，开发乙醇代替汽油，即节约能源，又可消化陈粮，使汽车排出的有害汽体减少，是一项有利于保护环境和资源的新课题。
如果按照１∶９的乙醇汽油配比，用２０万吨乙醇，可配出约２００万吨的乙醇汽油，２００万吨的乙醇只消耗粮食７０万吨。因此，发展、开发使用专用乙醇汽油可解决储存粮食的转化问题，又可以在一定的程度上代替汽油，缓解我国原油供应的紧张状况。因乙醇是一种小麦、玉米等原料生产的变性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而成的汽车燃料，已经列入“十五”发展计划，它与纯汽油比较，汽车尾气中一氧化碳量可降低１／３左右，碳氢化合物降低１３．４％。此计划推广使用，将对改善城市大气污染，保障人民健康起到重要作用。
7.2汽车发动机内部的调试
7.2.1减少喷油提前角
减少喷油提前角, 可降低发动机工作的最高温度( 1500 摄氏度) , 使NOx 的生成量减少。
7.2.2 改善喷嘴质量 控制燃烧条件
改善喷油器的质量, 控制燃烧条件( 燃比、燃烧温度、燃烧时间) , 可使燃料燃烧完全, 从而可减少CO、HC 和煤烟。
7.3发动机外部尾气净化
发动机外部尾气净化措施即汽车尾气由原有毒气体, 变成为无毒气体, 再排放到大气中。从而可减少对大气环境的污染。
7.3.1 采用催化剂
将CO 氧化成CO2, HC 氧化成CO2 和H2O, NOx 被还原成为N2 等。
7.3.2 水洗
通过水箱, 使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴, 可粘住碳粒上的有毒物质, 使碳粒子胀大而给予去除。
7.4发动机内部净化处理措施
7.4.1正曲轴箱通气系统的设计
把从汽缸窜入曲轴箱的气体( 主要是未燃气体) 再循环进入进气歧管, 使其再次燃烧, 改变了过去将其直接排入大气所造成的污染。
7.4.2排气再循环设计
发动机排气口用控制阀与进气歧管相连接,使排出的气体经过再次循环, 以降低氮氧化物的排放量。
7.4.3蒸发排放控制系统的设计
将化油器浮子室中的汽油蒸发汽引入进气系统, 而将油箱中的蒸发汽引入储存系统, 可大大减少污染物的排放。

7.5加强行政管理，减少和消除汽车尾气对大气环境的污染
7.5.1淘汰旧车，采取报废迎新
7.5.2严格执行国家质量技术标准，控制燃油标准
按国家规定，不合质量的燃油不能使用，市场上不准出售低劣的燃油。
7.5.3实行车辆分流行驶
城市人口稠密区域，交通密度高，汽车尾气的排放在某一时间又比较集中，故会引起该地区域在某一时间内，大气污染的程度会急剧增加，造成危害人类的健康。这时可采取汽车分流行驶。一方面可解决交通堵塞、乘车难；另外还可使该局部区域大气环境污染程度有所减少，更好地贯彻大气环境质量标准的执行。
7.5.4开辟地铁，施行电力牵引行驶
尤其在大城市人口稠密的地区，开辟地下通道，同时可解决乘车难问题以及减少大气环境污染。
7.5.5今后现代化的城镇建设，还应考虑自身的循环、多功能的结构形式
合理设计城市居民的日常生活完全以步代车，汽车只用在城外，城内的风能、太阳能、循环水等的高效利用也能使人们在很大程度上摆脱污染和不可再生资源的浪费。
7.5.6加强和提高人们对保护环境的意识，从自已做起。
8总结
我国汽车尾气环境污染并不是一天两天造成的，想要治理好它，更不可能在短期内完成。况且环保不是一种口号，而是需要一个漫长的过程，依靠国家的政策，指定一系列法律、法规并通过社会和个人的努力来完成。相信只要人人从自我做起，从今天做起，树立环保意识，积极加入保护环境的行列，那么蔚蓝的天空、清澈的河流将会再次展现在世人的面前。