在用机动车排气污染物的危害与防治对策

2022-11-20

随着城区污染企业的向外搬迁, 城市大气污染源越来越少, 种类日趋单一, 但由于机动车保有量的迅速增加, 使得机动车排气污染在城市环境空气中的分担率不断提升, 成为主要大气污染源之一。据有关部门数字统计, 2009年第一季度全国机动车保有量为1.7亿多辆, 平均日增3.2万辆。环境空气污染性质从煤烟型污染向煤烟和交通混合型转变, 在用机动车尾气产生的交通污染已不容忽视。

1 机动车尾气的主要污染物来源及危害

汽车所产生的空气污染量比任何其他单一的人类活动产生的空气污染都多。汽车尾气成分复杂, 其主要污染物包括一氧化碳 (CO) 、碳氢化合物 (HC) 、氮氧化物 (NOX) 、铅等。全球因燃烧矿物燃料而产生的CO、HC和NOX的排放量, 几乎50%来自于汽油机和柴油机。在城市的中心, 车辆交通是造成空气中CO含量的90%~95%、NOX和HC含量的80%~90%以及大部分的颗粒物的原因, 这些物质不仅污染环境, 也威胁着人类健康[1]。

汽车尾气中CO的含量最高。汽油是多种HC的混合物, 当空气量不足或混合不均匀时, 就会生成不完全燃烧产物CO。CO它可经呼吸道进入肺泡, 与血液中的血红蛋白相结合, 会阻碍人体的血液吸收和氧气输送, 影响人体造血机能, 导致组织缺氧, 从而引起头痛、四肢乏力等症状, 重者会窒息死亡。

燃烧过程中高温条件下氮气和氧气发生反应会产生NOX。NOX会损伤人的眼睛和肺, 它进入肺泡后, 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, 最终造成肺气肿。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。同时NOX也是产生酸雨的主要物质, 可导致植物大面积死亡。

机动车辆也是铅排放的一个重要因素。为了提高汽油的抗爆性, 保证汽车良好的动力性和经济性, 满足发动机高压缩比对汽车高辛烷值的要求, 人们在汽油中加入了具有强烈毒性的四乙基铅。研究表明, 大气中80%~90%的铅来自燃烧含铅汽油。铅对人体健康有很大的影响, 它可通过肺部、消化器官和皮肤等途径进入人体, 并在体内逐渐积蓄起来, 妨碍红血球的生长发育。铅对儿童的损害尤为严重, 儿童的血铅水平与儿童智能发育障碍、神经系统发育等问题都有显著的相关关系。高血铅儿童成年以后高血压、心肌梗塞和慢性肾功能衰竭的发病率都将明显提高。

汽油机工作过程中过量空气系数λ通常在0.7至1.3之间, 燃料和空气是预混的, 燃烧的火焰温度很高, 在这样的情况下, 在稳流燃烧系统中未燃烧的HC是相当少的, 但由于发动机缸壁温度较低, 燃烧焰无法到达距发动机缸壁0.1mm~0.7mm的范围内, 造成了部分HC的排放;另外汽缸缸壁涂覆的润滑油会吸附或溶解HC, 造成部分HC脱附进入燃烧产物中。HC和NOX在阳光作用下会发生化学反应会生成臭氧、多环芳烃类物质、过氧乙酰基硝酸酯等二次污染物, 这种物质累积后会形成光化学烟雾。该物质会刺激和破坏深部呼吸道粘膜和组织。上世纪中期发生在美国的洛杉矶光化学烟雾事件曾导致400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死亡。目前中国的主要大城市如北京、上海、南京、广州等都呈现出典型的尾气型污染特征, 灰霾天气常常出现[2]。

2 在用机动车污染防治对策

2.1 大力加强I/M (检查/维护) 制度

控制在用车排放污染的策略中, 目前世界公认最有效的措施是实施I/M制度。I/M制度是Inspection and Maintenance Program的缩写, 其含义为在用车的检查/维护制度。它的作用主要表现在两个方面:一是它可以识别出有系统故障从而导致排放超标的高排车;二是它可以确定机动车的故障根源, 对车辆进行维修, 并督促车主加强维护, 从而使机动车在其整个生命周期中, 控制排放技术能一直发挥效用。汽车的发动机随着行驶里程的增加会出现燃烧室积碳、气缸压力减小、气门间隙变化、点火正时不准等现象, 直接影响发动机燃烧质量, 尾气排放的净化能力也会逐渐下降, 从而造成汽车尾气排放恶化。通过对在用车的排放进行定期检测和随机抽查, 促进车辆进行严格的维修、保养, 使车辆保持正常的技术状态, 稳定达到出厂时的排放水平。目前全国各地正在推广稳态工况法检测法, 相比于双怠速法, 该检测方法能够准确的模拟机动车运行的真实情况, 同时对NOX的排放测定更为准确[3]。

2.2 实施环保分类标志管理, 加速淘汰高排放车辆

加快实施在用机动车环保分类标志管理是汽车尾气污染控制的重要抓手。广东、北京、上海、南京等多个省市已制定了环保标志分类管理办法, 国家环保部也在近日发布了《关于印发<机动车环保检验合格标志管理规定>的通知》 (环发[2009]87号) , 为统一全国环保标志, 实施区域限行打下基础。北京在奥运会期间通过奥运环保标志的管理、全面禁行“黄标车”等措施来保证空气质量, 事实证明, 收效显著。目前北京已全面实施环保标志管理, 自2009年9月1日起, 进京车辆必须具贴有环保标志, 而黄标车在2009年10月1日后将禁止驶入六环以内。通过实施机动车环保标志制度, 将对限制高排放的车辆进入中心城区, 减少城区尾气污染, 促进淘汰高污染老旧车辆, 推动I/M制度的贯彻落实起到积极的作用。

2.3 改进油品质量

油品质量对削减车辆污染物的排放, 保证发动机及其排放控制系统正常工作十分重要。为此, 应积极发展优质无铅汽油和低硫柴油, 当汽车排放标准加严时, 车用油品的品质标准也应相应提高, 为新的排放控制技术的应用和保障车辆排放性能的耐久性提供必需的支持条件。针对影响机动车排放性能的燃料特性如饱和蒸气压、硫含量、铅含量等, 应确保符合标准的限值要求。对燃料中影响排放净化系统正常工作的杂志, 如硅、铁、钒等, 必需确保低于限值要求。对车用柴油中的硫含量, 也应按照有关标准严格控制。为防止电喷发动机的喷嘴堵塞和气缸内积碳, 在汽油无铅化的基础上, 应采用科学配比的汽油清净剂, 按照规范的方法在炼油厂或储运站统一添加到车用汽油中, 以保证电喷车辆的正常使用。其次应加强对车用燃料生产、进口和销售环节的管理, 加大对加油站的监控力度, 确保车用燃料中不含有标准不允许的其他添加剂。

2.4 积极探索采用车用燃料替代技术

采用替代燃料的目的在于节约能源、改善能源结构以及减少气态和颗粒态污染物的排放。替代燃料的使用, 目前最受关注的是天然气 (CNG) 、液化石油气 (LPG) 和醇类 (甲醇和乙醇) 燃料的使用, 汽车可以通过灵活燃料或双燃料的使用来减少污染物的排放。除此之外, 值得一提的是氢是一种理想的清洁燃料, 虽然在自然界里氢的含量比氧要少很多, 但其化合物在自然界中非常多, 因而它是一种有望取代石油系燃料的新能源。以氢为燃料的发动机只有NOX一种有害物质排放。目前德国大众等汽车制造企业已生产出氢燃料电池车并投入使用, 该类车辆的应用和普及必将对控制机动车尾气排放做出巨大贡献。

2.5 加强城市规划和交通管理

对机动车排放造成城市环境污染的控制不能只局限在车辆本身上, 加强城市规划和交通管理, 往往能在改善重点地区的环境空气质量方面更快取得效益。通过改进公共交通系统, 扩大其覆盖面和运输能力, 提高服务质量, 可以有效地减少载客轿车在城市区域的出行需求量, 减少机动车排放对城市区域的环境污染。同时研究将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地综合运用于整个交通管理系统, 建立一种在大范围内全方位发挥作用的智能交通系统。

综上所述, 要控制在用机动车的排气污染需要法律法规、环保科技等多个方面的不断完善和进步。除了上述的五大方面外, 加强环境保护的宣传力度, 提高全体公民的环境保护意识也必不可少, 只有这样, 才能将在用机动车尾气排放带来的危害降到最低, 真正实现国家可持续发展的目标。

摘要：机动车保有量的快速发展使得机动车排气污染已成为城市大气污染的主要来源。汽车尾气中的一氧化碳 (CO) 、碳氢化合物 (HC) 、氮氧化物 (NOX) 、铅等主要污染物对人类的危害严重, 在用机动车排气污染物的防治刻不容缓。目前有效的防治措施主要有大力加强I/M (检查/维护) 制度、实施环保分类标志管理, 加速淘汰高排放车辆、改进油品质量、积极探索采用车用燃料替代技术、加强城市规划和交通管理等5方面, 除此之外还需加强环境保护的宣传力度, 提高全体公民的环境保护意识。

关键词：在用机动车,排气,危害,对策