汽车尾气的污染现状与应对措施
1 我国汽车尾气排放与对策
汽车污染排放及控制措施,从汽车研发,到现在已经普及了汽车,人类已经跨入了汽车的时代。汽车作为人们的步伐工具,在人类生活中占据着重要的作用。当人们在享受汽车的舒适,方便的时候,汽车同时也给我们人类、自然、大气、噪音等严重严重的污染。影响着我们人类的生活与发展。为了防止汽车的污染,人类已经开始了开发与研究了新能源来替代汽车的污染与破坏。我国并且对汽车的污染中专门设立了法律法规来控制汽车的污染。在这些污染中,尾气污染是最严重的,对生态环境平衡及人类身体健康都造成了一定的损害,主要表现在人体患病率的增加以及光化学烟雾的产生,我们应及时对汽车尾气的污染重视起来并加强汽车尾气控制和治理。
尾气排放的有害物质不但增加了大气污染,破坏生态环境平衡,更重要的是这些污染物在一定条件下会生成二次污染光化学烟雾,对人体造成更大的危害,光化学烟雾是机动车排出尾气中的碳氢化合物,氮氧化物在静风,湿度底,温度高,特定的气温条件下,并在阳光长时间照射时会产生一种复杂的烟雾,这种烟雾叫“光化学烟雾”。早在上世纪初,“光化学烟雾”就给许多发达国家造成了严重的人员伤亡事故,20世纪40年代,在美国洛杉矶首先发现了“光化学烟雾”。每到秋冬季节,许多人的眼睛轻度红肿,嗓子疼痛,甚至还有人皮肤出现程度不等的潮红,丘斑疹等;人们还常会呼吸困难和疲乏的感觉。1955年九月,严重的
汽车尾气加上气温偏高,洛杉矶再次出现了光化学烟雾,而且浓度非常高,光化学烟雾不仅影响了人们的呼吸道功能,心、等症状,导致了几千人受害,两天之内就有400多名65岁的老人死亡,生发胸痛、恶吃,水果和农作物减产,大批树木落叶发黄,几万公顷的森林有四分之一以上干枯而死,继1943年,洛杉矶发生世界上最早的光化学烟雾事件之后,在北美、日本、澳大利亚和欧洲一些地区也先后出现了这种烟雾现象,目前,世界上汽车危害被列为“世界八大公害”和“二十世纪十大公害”之一,同时汽车尾气也是全球气候变暖的主要原因之一,我国虽然只在少数地区发现光化学烟雾,但随着城长在郊区的蔬菜全部由绿变褐,无人敢特别是损伤儿童的肺功能,引市汽车的急剧增加,我国很多城市也都存在着潜在的威胁。
为了杜绝此类事情的发生,也为了能够为人类创造一个更为和谐的生存环境,目
前,汽车尾气控制和治理已成为世界重要的课题,并且还把每年的9月22日定为“世界无车日”
1.1 我国汽车尾气排放现状
随着我国经济的迅速发展,人民生活水平不断提高,中国汽车行业正处于飞速发展阶段,尤其是 20 世纪90 年代以来,汽车的生产量和保有量分别增长了22.8 倍和33.4 倍。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。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。
1.2 汽车尾气的排放污染及其危害
尾气——汽车灾难的产物。
图1  尾气
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13。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。
1.3 汽车尾气的主要污染物
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。
1.1.1 一氧化碳
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、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23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。
1.1.2 碳氢化合物(HC)
汽车尾气污染
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。
1.1.3 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。
图2  汽车尾气污染
1.4 我国汽车尾气污染控制排放标准