第18卷第3期茂名学院学报Vol.18No.3 2008年6月JOURNAL OF MAOMING UNI VERSI TY Jun.2008汽车尾气污染的危害及防治对策探讨X蔡健1,冯春艳2(1茂名市环境科学研究所,广东茂名525000;2茂名市环境监测站,广东茂名525000)摘要:汽车作为现代化交通工具,给人们的生产与生活带来了极大方便,可是它的尾气排放物却给大气环境造成了严重污染。
通过对汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、烟尘微粒(铅微粒和黑烟等)等有害成份及其危害机理进行分析,探讨了治理汽车尾气污染的存在问题,提出了汽车尾气污染防治的若干对策。
关键词:汽车尾气污染;有害成份;危害机理;存在问题;防治对策中图分类号:X51文献标识码:A文章编号:1671-6590(2008)03-0040-04汽车作为现代化交通工具,给人们的生产与生活带来了极大方便,可是它的尾气排放却给大气环境造成严重污染。
据法国一份题为5城市大气污染带来的健康冲击6[1]的报告指出:在法国,每年有9000多人被大气污染夺取生命,其中汽车尾气是各种污染源中的/第一杀手0。
有关专家经过8个月的调查后发现,在法国30岁以上的人群中,有6%到ll%的肺癌死亡病例是由排放到大气中的污染颗粒造成的;另外还有7%左右因心脏和呼吸系统疾病死亡的案例与城市污染直接相关。
在我国大中型城市,特别是在北京、上海、广州等地,汽车尾气排放己成为主要的大气污染源。
在北京市大气污染物排放总量中,平均有83%的一氧化碳,74%的碳氢化合物以及41%的氮氧化物是由汽车尾气排放形成的。
不争的事实表明:在我国许多大城市机动车尾气污染已逐渐上升为主要的大气污染,大气污染从过去的煤烟型污染(二氧化硫)转变为煤烟型污染和机动车尾气污染(一氧化碳、氮氧化物)并重的格局。
走可持续发展道路是中国发展经济的必然选择,在发展经济的同时,必须加强环境保护。
为了改善汽车尾气污染日益严重的现状,一些城市政府会同有关部门,制定了相应的法规。
如北京市和广州市政府分别颁布5关于采取紧急措施控制北京大气污染的通知6、5广州机动车排气污染防治规定6等。
这些地方性法规的目的是控制机动车尾气对大气环境的污染,还给广大市民一个洁净的大气生活空间。
1汽车尾气中的有害成份及危害机理汽车排放的尾气,除二氧化碳、水蒸汽为无害成份外,其余如一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、烟尘微粒(铅微粒和黑烟等)等均为有害成份[2]。
在燃料燃烧不完全或燃气温度较低时,燃油均不能与氧气很好地化合燃烧,必定会生成大量的一氧化碳、碳氢化合物和烟尘微粒,尤其是在次序起动、喷油器喷雾不良、超负荷工作运行时更甚。
1.1汽车尾气排放的有害气体一氧化碳是一种无色、无味、有毒的气体,它不易与其它物质发生反应而成为大气成份中比较稳定的组成部分,能在大气中停留2~3年。
当人们过多吸入的一氧化碳,可与血液中的血红素结合,形成碳氧血红蛋白,阻碍血液吸收氧气和输送氧气,造成机体因缺氧而出现无力等中毒症状;特别是当碳氧血红蛋白达到70%时,可导致中毒窒息死亡。
因此一氧化碳被称为汽车尾气排放的第一公害。
X收稿日期:2008-04-18;修回日期:2008-05-13作者简介:蔡健(1973)),男,广东茂名人,本科,工程师,从事环境科学研究。
碳氢化合物含有苯等芳香烃类成份的强致癌物质。
飘浮在空气中的碳氢化合物,在太阳光紫外线作用下,会发生光化反应产生浅蓝色烟雾(成份是臭氧、醛和过氧已酰基硝酸等一系列氧化剂),刺激人们的喉、眼、鼻等粘膜,并具有致癌作用。
它不仅危害人与动物,而且使生态环境遭到破坏,严重影响农作物的生长,迫使农业减产。
光化学烟雾事件曾发生于美国洛杉矶和日本东京,故通常认为碳氢化合物是汽车尾气排放的第二公害。
氮氧化合物是一氧化氮及二氧化氮等的总称。
其中,一氧化氮与血液中的血红素的结合能力比一氧化碳还强,使血液的输氧能力下降,导致缺氧现象的出现,容易使人们中毒而死亡;二氧化氮是一种褐色有毒气体,有特殊刺激臭味,损害人的眼睛和肺部。
氮氧化合物是产生酸雨和引起气候变化、产生烟雾的主要原因。
1.2 汽车尾气排放的烟尘微粒汽车尾气排放的烟尘微粒,一般是由直径为0.1~40微米的多孔性炭粒构成。
在它表面能粘附有二氧化硫及苯并芘等有毒物质,具有臭味,对人们呼吸道极为有害(颗粒度较大的炭粒能迅速沉淀,不易从肺部排出),可导致呼吸系统疾病甚至引发肺癌。
铅在废气中呈微粒状态,随风扩散。
铅进入人体后,主要分布于内脏中,以肝、肾中的浓度最高。
几周后,铅由以上组织转移到骨骼,以不溶性磷酸铅形式沉积下来,人体内约90%~95%的铅积存于骨骼中。
骨中的铅一般较稳定,当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸碱类药物而破坏了酸碱平衡时,铅便由骨中转移到血液,引起铅中毒的症状。
铅中毒的症状表现很广泛,如头晕、头痛、记忆力减退、恶心、贫血、周围神经炎等,重症中毒者有明显的肝脏损害,会出现黄疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。
综上所述,汽车尾气排出的污染物,给人类赖以生存的大气环境带来了严重的污染。
特别在交通干线等人口密集区,其排气接近人体呼吸带,给人体健康造成了严重的危害。
2 汽车尾气污染防治存在问题目前,广东的机动车保有量逾1300万辆,每年排放170多万吨尾气,排放总量每年递增速度达l0%。
根据最新公布的广东省环境质量状况显示,个别城市甚至出现光化学烟雾污染现象。
专家分析指出,导致空气质量状况下降,除了广东火电生产剧增、降雨量减少等原因外,最主要的原因之一是汽车尾气污染严重。
以上资料说明:即使在科技较为发达的21世纪的今天,在较发达的沿海地区的汽车尾气污染问题也变得越来越突出。
尽管各有关部门已认识到汽车尾气污染的严重性,并相应制订了一些法律法规,但由于汽车尾气的治理的科技落后,相应的尾气净化工作成效较差,行政管理手段不足,不能对汽车尾气污染予以严格的控制。
自20世纪80年代以来,我国机动车尾气的治理过程经历了三起三落,目前迎来了第四次大规模治理的热潮。
造成我国机动车尾气的治理经过了几起几落的主要原因有以下几点:(1)机动车尾气治理认识的不一致。
在机动车污染治理的道路上,有许多人认为应进行机内净化,而另一部份人认为机外净化即可,这样造成了净化技术研究的取向举步不定。
(2)技术研究投资不力。
我国在机动车污染治理的技术研究和技术转化上一直投资不大,这限制了我国污染技术研究水平和进度。
(3)对机动车尾气的危害认识不足。
普通公民和司机在这方面的意识不强,在一定程度上影响了尾气治理效果的实现。
(4)我国机动车保有量每年以13%左右速度递增,增长速度远远高于世界平均水平,但是道路面积的增长速度并不理想。
城市的道路而积率严重低于发达国家,加上路况不好,市民交通意识薄弱,机动车道路运行过程中加、减、怠速频繁,致使排放尾气增加。
3 汽车尾气污染防治对策通过对以上治理汽车尾气污染存在问题的分析,结合我国对机动车管理的实际情况,主要从以下四大41第3期 蔡 健等:汽车尾气污染的危害及防治对策探讨42茂名学院学报2008年方面来探讨汽车尾气污染防治对策。
3.1汽车燃油的改用1)推广使用乙醇汽油。
乙醇俗称酒精,是以玉米、小麦、薯类、糖蜜等为原料,经发酵、蒸馏而制成的。
将乙醇进一步脱水再加上适量变性剂后形成变性燃料乙醇。
所谓车用乙醇汽油,就是把变性燃料乙醇和汽油以一定比例混配形成的一种新型汽车燃料。
这项技术在国外已十分成熟,巴西、美国大面积推广使用变性燃料乙醇已有20年以上的时间,欧共体也自90年代初也开始生产使用车用乙醇汽油。
最近,国家发改委等8部委联合出台了大力推广乙醇汽油的决定,由原来的5省市变为9个省市推广试点。
根据有关专家指出,开发乙醇代替汽油,既可节约能源,缓解车用燃油的压力,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。
有关报告显示,与使用普通汽油相比,在高怠速情况下,使用乙醇汽油后一氧化碳排放平均降低67%,低怠速下平均降低59%。
碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化碳等也都有不同程度的降低[3]。
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。
2)采用甲醇汽油。
甲醇汽油的组成是:煤化工产品甲醇占20%~30%,煤燃油约占30%,生产汽油过程中的组份油占40%~50%,还有约0.5%是添加剂[4]。
这样的原材料结构表明,每生产一吨甲醇汽油使用石化汽油部分大约降低了40%~50%。
使用甲醇汽油能在较大程度上减少或者消除一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和铅尘的污染效果,缓解车用燃油的紧张状况。
3)采用柴油。
长期以来,除了军车、大型农用车辆和长途货车外,国内其他交通工具很难使用柴油机作为动力,而这些大柴油卡车又给人留下了黑烟浓、噪声大的极差的印象。
但随着科技的发展,对柴油机/极差0的印象应彻底改变。
国家环保总局科技标准司副司长罗毅认为:与汽油机相比,现代柴油机具有高效率、低油耗、寿命长、使用可靠等特点;技术先进的柴油车,能源消耗仅为汽油机的45%~60%,其二氧化碳的排放量比汽油机低30%~35%,环境效益十分显著;并且在安全和舒适性能完全不亚于汽油车。
近年来,随着国际汽车和零部件制造商的进入,直喷式柴油机、先进的涡轮增压技术、共轨喷射技术以及柴油机的尾气后处理技术的快速发展和成功应用,已经使柴油机能够达到欧洲Ô号排放标准,成为目前最清洁的汽车动力之一。
另一方面,国内柴油机行业也取得不小的进展,很多产品已能满足欧Ò排放要求。
4)采用绿色燃料)))/大豆柴油0。
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/大豆柴油0。
用/大豆柴油0,以3B7的比例掺入到普通柴油中,可供柴油汽车之用[5]。
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,故誉作绿色燃料。
5)采用多种环保燃料作为汽车燃料来源。
随着科学技术的发展、环境保护法规和节能措施的实施,在汽车中广泛使用新配方汽油、电力、压缩天然气体、太阳能以及生态燃料等环保燃料皆为可能。
在这种汽车上装上电脑,不断在行驶中调拨组合,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,不仅可取得最佳燃料经济性和发动机动力性能,而且还可减少尾气对大气的污染。
3.2汽车发动机内部的改进笔者认为,可以从以下方面对汽车发动机内部进行改进:(1)减少喷油提前角,可降低发动机工作的最高温度(1500e),使氮氧化物的生成量减少。
(2)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,从而可减少一氧化碳、碳氢化合物和煤烟。
(3)调整喷油泵的供油量,可降低发动机的功率,使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧,从而也可以减少一氧化碳、碳氢化合物和煤烟的生成。