汽車排放污染及控制對策探析
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的汽車工業(yè)也得到了迅速發(fā)展。汽車工業(yè)的發(fā)展，有效地提高了社會生產(chǎn)效率，促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的增長，提高了人們生活的質(zhì)量，給人們的工作和生活帶來了方便。但是，隨著城市空氣污染的日趨加重，汽車的排放污染也日益引起人們的重視。汽車的排放污染已經(jīng)成為城市空氣的主要污染源，對人體健康以及植物的生長造成了極大的危害。為了控制汽車排放污染，改善城市的空氣質(zhì)量，維護(hù)人們的身體
健康，促進(jìn)汽車工業(yè)與城市環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，有必要進(jìn)一步探討應(yīng)如何采取有效的防治對策和措施。
1 汽車的增長趨勢
近年來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國汽車擁有量急劇增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國民用汽車擁有量在2005 年為3 159.66 萬輛，比2004 年增長了17.30%;2006 年為3 697.35 萬輛，比2005年增長了17.02%;2007 年達(dá)到4 358.36 萬輛，比2006 年增長17.88%。由此可見，我國汽車擁有量呈現(xiàn)高速增長的態(tài)勢。隨著汽車擁有量迅猛增長，汽車排放污染物的排放量和濃度也逐漸增加，嚴(yán)重地影響了城市空氣質(zhì)量，汽車的排放污染造成的城市大氣污染問題日益突出。
2 汽車排放污染物的主要成分
汽車排放的污染物主要是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物和有害的氧化物，包括一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化物(NOx ) 、二氧化硫(SO2)、微粒(PM)、醛類等。汽車排放的污染物種類主要與發(fā)動機(jī)的燃燒機(jī)理和燃油的蒸發(fā)等因素有關(guān)，由于汽油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)的燃燒機(jī)理不同，所以它們排放的污染物的生成機(jī)理也不同。汽油機(jī)排放污染物主要是一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化物(NOx);柴油機(jī)發(fā)動機(jī)排放污染物主要是微粒(PM)和氮氧化物(NOx ) 。這些污染物都會不同程度地危害人體健康以及植物的生長。
3 汽車排放污染物的危害
3.1 一氧化碳(CO)
一氧化碳(CO)是空氣供給不足時燃料沒有完全燃燒而形成的產(chǎn)物，是無色、無味的有毒氣體。一氧化碳吸入人體后，很容易與血液中的血紅蛋白相結(jié)合，從而降低了血液的輸氧能力，造成人體內(nèi)缺氧，引起惡心、頭暈、頭痛、心跳加速等癥狀，輕者損壞中樞神經(jīng)系統(tǒng)，形成慢性中毒，嚴(yán)重時會使人窒息死亡。
3.2 碳?xì)浠衔?HC)
碳?xì)浠衔?HC)是不燃燒和不完全燃燒的燃油和潤滑油以及燃油和潤滑裂解形成的產(chǎn)物。有一部分碳?xì)浠衔?HC)來自曲軸箱竄氣和燃油系統(tǒng)的蒸發(fā)，在汽車所排放到大氣中的HC 總量中，有25%是由于曲軸箱竄氣所致，有20%是屬于燃油系統(tǒng)的蒸發(fā)。排放的碳?xì)浠衔镏邪╊悺⒍喹h(huán)芳香烴等，醛類如甲醛、丙烯醛等，多環(huán)芳香烴如苯并芘。醛類氣體是刺激性的氣體，會對人的眼睛和鼻子的黏膜、呼吸道、皮膚等產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激，當(dāng)醛類氣體達(dá)到高濃度時，會引起惡心、嘔吐、咳嗽、頭暈等癥
狀;苯并芘是較強(qiáng)的致癌物質(zhì)。碳?xì)浠衔镞是生成光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)。
3.3 氮氧化物(NOx )
氮氧化物是在燃燒過程中形成的。氮氧化物(NOx)通常主要是指一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。內(nèi)燃機(jī)在燃燒的過程中絕大部分是生成NO，其次有少量的NO2。NO 高濃度時會使中樞神經(jīng)出現(xiàn)障礙。NO2 是褐色的氣體，帶有特殊的刺激性臭味，是內(nèi)燃機(jī)排放的惡臭氣味的污染物之一，吸入人體后，與血液中的血紅蛋白結(jié)合后，使血液的輸氧能力降低，會造成對心、肝、腎等的損傷。氮氧化物(NOx)也會對植物的生長造成不良的影響。氮氧化物還是生成光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)。
3.4 二氧化硫(SO2)
一般柴油機(jī)比汽油機(jī)排放的二氧化硫(SO2)多些。SO2 在內(nèi)燃機(jī)排放中的含量主要取決于燃料中的含硫量。SO2 在催化劑的表面逐漸堆積，會造成催化凈化裝置的劣化，影響其使用壽命。
3.5 微粒(PM)
微粒(PM)也稱顆粒，主要是指污染物中的鉛化物、碳煙和油霧。
鉛化物是在汽油中添加的作為抗爆震劑的四乙鉛經(jīng)過燃燒后所生成的化合物。人吸入鉛化物并且積累到一定程度時，就會引起慢性中毒，對人體造成損害。鉛會阻礙血液中紅血球的生長，損害神經(jīng)系統(tǒng)，引起貧血，當(dāng)含鉛量過高時就會造成鉛中毒。碳煙是燃料沒有完全燃燒生成的碳粒。由于燃燒機(jī)理不同，柴油機(jī)產(chǎn)生的碳煙比汽油機(jī)多，所以碳煙主要是柴油機(jī)排放的。碳煙本身就對人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生危害，碳煙黏附的較強(qiáng)的致癌物質(zhì)苯并芘，會給人體帶來更大的危害。
3.6 光化學(xué)煙霧
光化學(xué)煙霧是碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化物(NOx)在太陽光照射作用下產(chǎn)生的光化學(xué)反應(yīng)，光化學(xué)煙霧是一種刺激性的有害氣體，對人的眼睛、咽喉等有刺激作用，會引起呼吸障礙、慢性中毒，影響人體細(xì)胞的新陳代謝。光化學(xué)煙霧只有在HC 和NOx的排放量較多，大氣對流不通暢的地理環(huán)境下，以及強(qiáng)烈陽光照射等條件下才有可能形成。
3.7 臭氣
內(nèi)燃機(jī)排放出的臭氣，主要成分是O3和NO2，以及甲醛、丙烯醛等。臭氣會刺激人的眼睛黏膜。
4 汽車排放污染的控制對策
4.1 采用減少發(fā)動機(jī)排放污染的技術(shù)
減少發(fā)動機(jī)排放污染的技術(shù)主要分為機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)和機(jī)外凈化技術(shù)兩大類。機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)主要是以改善發(fā)動機(jī)燃燒狀況，降低發(fā)動機(jī)排放污染的各種技術(shù);機(jī)外凈化技術(shù)是對已經(jīng)生成的排放污染物在未進(jìn)入大氣環(huán)境之前采用化學(xué)或物理的方法進(jìn)行的排氣后處理的凈化技術(shù)和非排氣污染的凈化技術(shù)。
4.1.1 機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)
目前，應(yīng)用較多的減少發(fā)動機(jī)排放污染的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)主要有：電子控制燃油噴射和燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、點(diǎn)火系統(tǒng)改進(jìn)技術(shù)、可變進(jìn)排氣和進(jìn)氣系統(tǒng)改進(jìn)技術(shù)、廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)、燃料噴射系統(tǒng)改進(jìn)技術(shù)、稀薄燃燒技術(shù)、增壓與中冷技術(shù)等。
4.1.2 機(jī)外凈化技術(shù)
由于汽車排放污染物的主要來源不同，所以機(jī)外凈化技術(shù)分為兩類:一是排氣后處理技術(shù)，二是非排氣污染物處理技術(shù)。非排氣污染物主要是指由燃油蒸發(fā)和曲軸箱竄氣所產(chǎn)生的碳?xì)浠衔?HC)。機(jī)外凈化技術(shù)裝置主要有：三效催化器、微粒捕集器(也稱柴油機(jī)排氣微粒過濾器)、燃油蒸發(fā)控制裝置、曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置(PCV)。
4.2 加強(qiáng)新車排放污染的監(jiān)控管理
要加強(qiáng)新車源頭階段的監(jiān)控管理，建立有效的監(jiān)控管理措施，嚴(yán)格執(zhí)行國家規(guī)定的機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)，對達(dá)不到國家規(guī)定的排放及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的汽車，不允許生產(chǎn)和銷售。強(qiáng)化新車的準(zhǔn)入制度，促使汽車生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)控制汽車排放技術(shù)的研發(fā)。
4.3 加大對在用車輛的管理力度
4.3.1 嚴(yán)格執(zhí)行I/M(檢查和維護(hù))制度
對在用車執(zhí)行I/M(檢查和維護(hù))制度，是治理在用車排放污染的有效措施。執(zhí)行在用車輛的I/M 制度，可以檢查排放控制設(shè)備工作是否正常;同時，可以糾正因調(diào)整不當(dāng)或因機(jī)械故障引起排放超標(biāo)的情況，確保在用車在使用期中的排放控制設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對在用車排放污染的控制。建立完整的檢查和維護(hù)體系，強(qiáng)化執(zhí)行I/M(檢查和維護(hù))制度，是目前控制在用車排放污染的經(jīng)濟(jì)而有效的途徑。
4.3.2 加速老舊車輛的淘汰
由于我國老舊車輛的排放污染較為嚴(yán)重，所以對老舊的在用車，經(jīng)實(shí)行控制排放污染的技術(shù)改造以及采取相應(yīng)的控制排放污染技術(shù)后，仍達(dá)不到國家規(guī)定的排放污染控制標(biāo)準(zhǔn)的，要堅(jiān)決淘汰;同時，制定出較合理可行的管理辦法和措施，加快老舊車輛的淘汰。
4.4 提高燃油的質(zhì)量
我國推行的汽油無鉛化，使鉛污染得到了有效的控制。但是，目前我國燃油的質(zhì)量與發(fā)達(dá)國家的水平相比差距較大，燃油中硫含量比發(fā)達(dá)國家高3～10 倍。少量的SO2 在催化劑的表面逐漸堆積，就會影響催化凈化裝置的使用壽命以及排放污染控制的效果。因此，政府可以出臺相關(guān)的政策，促進(jìn)低硫的清潔油品的生產(chǎn)，提高燃油質(zhì)量，降低燃油的硫含量。
4.5 開發(fā)新能源和混合動力汽車
發(fā)展以液化石油氣(LPG)、壓縮天然氣(CNG)和液化天然氣(LNG)、乙醇、二甲醚(DME)等為燃料的汽車，發(fā)展清潔代用燃料汽車以實(shí)現(xiàn)降低汽車的有害排放，減少空氣污染的目標(biāo)。電動汽車具有清潔無空氣污染、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，混合動力電動汽車(HEV)使用代用燃料與電池混合動力，是高效、低污染的汽車，不但可以節(jié)省石油能源，而且可以較好地保護(hù)大氣環(huán)境，所以要大力發(fā)展以電池為電源的電動汽車和混合動力電動汽車。
4.6 強(qiáng)化交通管理措施
優(yōu)先發(fā)展公共交通，逐步完善城市良好的公共交通體系;進(jìn)一步強(qiáng)化管理手段，應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，應(yīng)用先進(jìn)的智能交通系統(tǒng)，解決交通堵塞，提高交通系統(tǒng)的效率，創(chuàng)造汽車使用的良好環(huán)境。
5 結(jié)語
汽車排放污染已經(jīng)成為大氣污染的一個主要來源，嚴(yán)重威脅著人們的身體健康。因此，控制汽車排放污染，改善空氣質(zhì)量，保護(hù)大氣環(huán)境刻不容緩。控制汽車排放污染是一個涉及領(lǐng)域較廣的系統(tǒng)工程，還需要從多方面不斷完善控制對策及措施，治理汽車排放污染。
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