行业认知实习报告
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汽车尾气污染
(北京联合大学应用文理学院食品科学系)
摘要: 随着汽车工业的飞速发展，人们的出行条件得到了极大的改善，同时在很大程度上也推进了社会经济的发展，呈现出一片繁荣的景象，出行变的舒适而便利。无论在发达国家还是发展中国家，汽车都具有巨大的市场空间，尤其是中国。城市汽车保有量迅速递增，汽车排污负荷幅度加大，直接影响到空气环境质量及人们的健康。汽车尾气的排放是大气环境污染的一个重要组成部分，有效地控制汽车尾气排放，对改善城市日益恶化的大气质量意义十分重大。防治和减少汽车尾气污染是一个复杂的技术问题和广泛的社会问题，它需要从提高燃油质量、尾气治理、定期保养和维修、研制新型发动机、完善相关政策等诸多方面综合考虑，全面治理。对于汽车的环保问题，应该引起社会各界的重视，也需要社会各界的共同努力。控制汽车尾气污染的对策很多，为了更好地控制污染，改善城市的大气质量，各地区、各城市应结合自身的实际情况，选择合适的控制对策，走综合治理的道路。
关键词：汽车尾气的有害成分及其危害、汽车尾气的防治、汽车尾气处理技术发展趋势
正文：
随着汽车工业的飞速发展，人们的出行条件得到了极大的改善，同时在很大程度上也推进了社会经济的发展，呈现出一片繁荣的景象，出行变的舒适而便利。无论在发达国家还是发展中国家，汽车都具有巨大的市场空间，尤其是中国。城市汽车保有量迅速递增（仅南京市 2010 年4 月至 6 月汽车日上排量均达到 900 辆），汽车排污负荷幅度加大，直接影响到空气环境质量及人们的健康。
1. 汽车尾气的有害成分及其危害
汽车的排放污染主要来源于发动机排出的废气(约占 65％以上)、曲轴箱窜气(约占 20％)和燃油供给系统中蒸发的燃油蒸气(约占 10％-20％)，据有关资料介绍，汽车排出废气中含有 100 种以上的不同化合物，汽油机排放污染物主要是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化和物(NOx)，柴油机的主要排放污染物是碳氢化合物(HC)和氮氧化和物(NOx)和碳烟。
1.1 CO
CO 是一种无、无味、无臭、易燃有毒的气体，是由各种碳氢化合物的不完全燃烧所产生的，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，能停留 2～3 年，
是大城市中数量最多、分布最广的污染物，发达城市中约 80％一氧化碳是由汽车排放的。当人们吸入过多的 CO 后，CO 可与血液中的血红素结合，阻碍血液吸收氧气和输送氧气而中毒死亡。它引起的公害称为汽车尾气排放的第一公害。
1.2 碳氢化合物 HC
碳氢化合物，在太阳光紫外线作用下，会与氧化氮起光化反应生成臭氧、醛等烟雾状物质，刺激人们的喉、眼、鼻等粘膜。它不仅危害人们与动物，而且使生态环境遭到破坏，严重影响农作物的生长，同时还具有致癌作用。C2H4 在大气中的浓度达 0.5ppm 时，能使一些植物发育异常。它成为汽车尾气排放的第二公害。
1.3 氮氧化物 NOx
NOx 是 NO 及 NO2：的总称，其中 NO 是无、无味的气体，微溶于水，它与血液中的血红素的结合能力比 CO 还强。容易使人们中毒而死亡。NO2 是一种褐有毒气体，有特殊刺激臭味，损害人的眼睛和肺部。它是产生酸雨和引起气候变化、产生烟雾的主要原因。成为汽车尾气排放的第三公害。
1.4 其它
PM(汽车尾气排放颗粒物)，一般是由直径为 0.1—40 m 的多孔性炭粒构成。它能粘附 SO2 等别的有毒物质，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)。而一项最新研究证实，汽车尾气还会加快人体动脉血管壁变厚速度，增加心脏病等疾病的发病风险。由汽车尾气等造成的空气污染是许多工业化国家动脉粥样硬化等心血管疾病患者增多的原因之一。[1]
2. 汽车尾气的防治
2.1 提高汽车燃油经济性
由于汽车产量、保有量的快速增长, 汽车燃油消耗增长很快。据权威统计显示,机动车消耗了全国石油总量的 85%,柴油总量的42%。我国已成为石油消耗大国,石油供需矛盾日益突出,其中车用燃油消耗快速增加是首要因素。这不仅加剧了我国石油能源危机,增加了对国外石油的依赖,同时还增加了尾气排放,加剧了环境污染。因此,提高汽车燃油经济性、缓解石油能源危机、降低尾气排放成为不容忽视的历史课题。在汽车结构方面, 采用设计优良的发动机、改
善燃烧室结构、缩减轿车总尺寸和减轻质量、发展新技术、新材料、新工艺等方法, 提高汽车的整车性能,均可以提高燃油经济性、降低汽车尾气排放污染。
2.2 提高车用汽油质量
汽油质量对汽车排放有关键性的影响。我国目前的排放标准是从欧洲一号到欧洲二号再到欧洲三号的发展过程中,但由于我国的汽油品质良莠不齐, 与发达国家有很大的差距。使用不符合标准的燃油,不仅会损害车辆的供油系统,还将影响车辆的使用寿命,并加剧汽车尾气对环境的污染。提高燃油品质是当前发展汽车产业、减轻汽车污染的重要任务。
1） 降低汽油中烯烃含量
欧美发达国家车用汽油烯烃含量一般低于 18%,而我国部分车用汽油烯烃含量高达40%。烯烃虽然能提高汽油的辛烷值,但却是汽油中不稳定成分,极易在发动机进气系统和供油系统形成胶质和积炭,限制燃油流量和进气量,破坏空染比,导致发动机性能变坏,使其动力性下降,油耗增加,排放恶化。
2） 保持汽油中适当的含氧量
汽油中加入含氧化合物可提高辛烷值,提高空燃比,起到助燃、减少 CO 和 HC 的目的。但汽油中含氧量不能过高,否则影响汽车的动力性。
3） 在汽油中加入有效清洁剂
清洁剂是一种多功能化合物,能防止并除去进气门、喷嘴、燃烧室沉积物,而且还能提高燃烧效率,使发动机处于最佳工作状态,起到降低排放和油耗的作用。
4） 降低汽油中的硫含量
硫使尾气转化器中毒失效,极大地降低转化效果, 使 HC、CO、NOX等有害物质排放增加。我国汽油硫含量普遍较高,有的甚至高达 0.05%～0.06%,与国际标准还有差距。
5） 保持适当的芳烃含量
芳烃是汽油中高辛烷值和高热值组分,但芳烃含量高会增加燃烧室积炭,使发动机对汽油辛烷值的要求提高,增加预燃和爆震的危险性并增加尾气排放。因此应保持汽油中适当的芳烃含量。
2.3 开发先进的尾气净化技术
汽车尾气净化技术是目前广泛采用的适用于大量在用车和新车的净化技术。它是指在汽车的排气系统中安装各种净化装置、采用物理的化学的方法对汽车产生的废气进行净化以减少污染的一项技术。我国对汽车尾气排放的控制与发达国家相比起步较晚,汽车尾气净化技术水平还比较低。国内各汽车生产厂家都使用美国或德国的净化装置来满足目前国内实施的欧洲一号汽车尾气标准,形成了国内的汽车尾气净化技术市场被国外产品和技术垄断的局面。应加快开发自己的先进尾气净化技术,使我们的技术跟上甚至领先于排放标准的步伐。
2.4 开发代用燃料和电动汽车
开发代用燃料和电动汽车是治理汽车尾气的最根本和最终的途径,此途径使汽车根本不产生或只产生很少的污染气体。目前汽车的代用新型燃料主要有三种。一是天然气和液化石油气。这是目前使用较多的两种气体代用燃料。天然气、液化石油气汽车可使发动机构造相对简单,各缸分配均匀、工作平稳,并提高了燃油经济性。但存在发动机功率下降、加速性能差的缺陷。二是生物柴油。生物柴油是一种清洁可再生能源。与常规石油相比,生物柴油排放污染大大下降,汽车尾气排放可达严格的欧洲三号标准。三是轻烃。轻烃是石油化工的副产品。轻烃
原料来源十分广泛,中国目前每年生产液态轻烃近 1000 万吨,以前由于没有到有效的利用方法,这些宝贵的资源白白的浪费掉了。与其他燃油相比,轻烃具有高热值、无毒害的特点,对环境几乎达到零污染,更重要的是它克服了目前普遍使用的液化石油气、天然气燃料车存在的动力性下降,加速性能差的两大缺陷。
普及使用电动汽车也是避免汽车污染的重要措施。电动汽车被称为理想的无污染汽车。目前电动车尚不具备广泛使用的条件,主要问题是技术不够成熟,行驶里程短,充电时间长,价格也比较高,且电池中含有的金属铅在生产、使用、回收过程中造成污染也不容忽视。虽然电动汽车的发展目前受到技术的制约,但它仍然是未来发展的方向。
2.5 正确使用、保养,加强道路建设与交通管理
正确使用和合理保养是减少汽车排放污染的重要措施。虽然汽车在出厂时能够达到国家需的排放标准,但这一水平的保持有赖于车主的良好驾驶习惯和正常的保养维护。合理的交通状况和车速会使燃烧更充分,从而减少有害气体的产生。汽车在高速行使时燃烧状况最好,污染物的排放也较少,而在怠速时污染物排放水平最高。在我国大多数城市, 堵车是司空见惯的事。加强道路建设和交通管理、合理的城市规划、加快车辆的行使速度、减少堵车时间, 是减少
排放污染的重要措施。同时,加强道路绿化建设,也是减轻环境污染的有效途径。
2.6 政府应积极采取措施,减少汽车污染
世界上很多国家为控制汽车污染而采取了相应的措施。如美国出台了强制性汽车燃油效率政策,对于每一辆机动车,如果生产商没有达到平均燃油消耗的标准,将会被处以, 购买者也将会受到处罚。日本政府针对不同重量级汽车的燃油经济性目标,为轻型汽油、柴油货运汽车制定了一系列燃油经济性标准。这些措施为我国采取相应的政策提供了有益的借鉴,应采取积极的政策控制汽车排放污染。
2.7 大力宣传环保知识,增强人们的环保意识
汽车尾气对人体的危害我国城市的汽车尾气排放严重超标,大多是人为因素造成的。部分汽车保养较差,使用劣质汽油,使本来就差的空气质量日趋恶化。为了减少和防止机动车尾气污染,环保部门要加强环保知识的宣传教育,普及环保知识,增强环保意识,减少和控制机动车尾气污染。特别是对机动车驾驶人员更应加强环保知识教育,增强减少排放污染物的自觉性。[2]
3. 汽车尾气处理技术发展趋势
目前汽车尾气处理的新技术有低温等离子技术、光催化降解技术、汽车尾气新型净化剂、利用尾气发电驱动和磁驱动技术。
3.1低温等离子技术
等离子体技术由于其净化效率高，能同时处理多种污染物以及无二次污染等优点，在汽车尾气净化领域的应用中引起人们的特别关注。
低温等离子技术用于机内净化主要是使空气在送入内燃机燃烧室之前等离子化，通过等离子体发生器将空气等离子化使得空气中含有富足的原子氧和臭氧及其它激发态的氧，从而大大提高燃料的燃烧速率；同时等离子化的空气中含有的氧粒子参与反应的能力比中性的氧气分子更强，可以使HC、CO得到充分氧化而大大减少有害物气体的生成，这样不仅可以节约能量，且能在一定程度上降低污染物的排放量。[3]
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