碳氢化合物
高速公路交通，是人为因素造成空气污染的主要污染源之一。高速公路空
气污染源有两大部分：一是高速公路建设施工期间产生的扬尘、沥青、烟尘等污染物；二是高速公路运营期间车辆排放的气体污染物。
一、车辆排放的气体污染物
(一)车辆气体污染物的成分及危害
车辆排放的气体污染物由三部分组成：一是汽车排放尾气(约占60%)；二是
曲轴箱窜气(约占20%)；三是嫩料系统的蒸发(油箱和化油器，约占20%).
内嫩机车辆排放的气体成分，随内燃机种类及运转条件的变化而改变。交
通运输车辆产生的气体污染物，主要有氮氧化合物(NO.)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、二氧化硫(SO2)、光化学烟雾及颗粒物。
1.二氧化硫(SO,)
二氧化硫是具有强烈刺激性的无气体，易被a膜的湿润表面吸收而生成
亚硫酸。人们长期吸人低浓度二氧化硫，会引起头昏、头痛、全身无力，并引
起鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉味觉减退等症状，少数人会诱发支气管哮喘。如吸人高浓度二氧化硫，会引起肺炎，甚至引起肺水肿及呼吸中枢麻痹。
二氧化硫对植物也有毒害作用，会妨碍植物正常生长，使农作物减产，甚
至使各种植被和树木坏死。
2.氮氧化合物(NO)
氮氧化物种类很多，包括NO,NO2,NH3等。汽车排出的氮氧化物，其中一氧化氮占95%以上，二氧化氮只占3%-4%。但一氧化氮排人大气后，会逐渐转变为二氧化氮。二氧化氮是红褐有刺激性的气体。
氮氧化物能进人呼吸道深部。当浓度高到一定程度时，对呼吸道和肺部组
织产生强烈的刺激和腐蚀作用，增加毛细血管的通透性，形成肺水肿。慢性作
用可致呼吸道、支气管炎症。汽车废气中的氮氧化物和烯烃反应，能生成致癌
的硝化烯烃，动物长期吸人会致癌。
3.一氧化碳(CO)
一氧化碳为无、无臭、无刺激性的窒息性气体。即使在大量存在的情况下，也不易为人们所感觉，故具有特殊的危险性。一氧化碳随空气吸人，经肺
泡进人血循环，与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，妨碍血液正常输氧功能，造成体内缺氧。当一氧化碳浓度较低时，会引起人们头痛、头晕、眼花、全身
乏力、两腿发软，并有恶心、呕吐等症状。当浓度较高时，会引起人们昏迷，
甚至死亡。
4.碳氢化合物(HC)
碳氢化合物又称为烃，其种类繁多，包括烷烃、烯烃、炔烃、芳烃，也包
括烃类的氧化物，如醇、醛、酚、酮、酷、醚等。它们多数是各种燃料不完全
燃烧的产物。各种碳氢化合物对人的影响各不相同。通常碳氢化合物会损害中
枢神经系统和植物神经系统，引起头痛、记忆力衰退、失眠、疲倦、食欲减退
等疾病，其中，苯并花有较强致癌作用。
5.光化学烟雾
光化学烟雾是由于交通工具、工厂等排人大气的碳氢化合物和氮氧化物等
污染物,，经日光照射发生光化学反应生成的二次污染物，如奥氧(03)、过氧
乙酞基硝酸醋(PAN)和醛类等污染物。在特殊的气象(强烈日光、气温剧增、无
风或微风等)和地理条件下(盆地、山谷等)不易扩散，而在大气中大皿聚积，形成光化学烟雾。光化学烟雾对眼、鼻、咽喉、呼吸道猫膜有强烈刺激作用，能
使人发生急性中毒，表现为眼睛红肿疼痛、呼吸困难、血压下降，甚至昏迷等。
6.颗粒物
能悬浮在空气中，空气动力学当量直径‘100/im的颗粒物，称为总悬浮颗
粒物。悬浮在空气中，空气动力学当量直径g 10/lm的颗粒物，称为可吸人颗
粒物。
颗粒物随空气经呼吸道进人机体。通常>5/1 m的尘粒易被上呼吸道阻留，
部分可经咳嗽、吐痰排出，但对局部勃膜组织可产生刺激作用，引起慢性炎
症;<5/lm的尘粒，可进人深部呼吸道，直到小支气管和肺泡，因粉尘的刺激，
引起支气管反射性痉挛、猫液分泌增多，使呼吸道阻力增加。沉积在肺泡内的
尘粒的刺激作用，还能促进肺泡组织纤维增生，影响肺的换气功能，造成慢性
支气管炎等呼吸道疾病。颗粒物能吸附致癌性很强的苯并花等碳氢化合物，而
汽车致癌且有的颗粒物本身就具有毒性(如沥青烟尘)，因此易引起肺癌等病症。
悬浮在空气中的颗粒物，影响阳光射到地面的强度，而且吸收其中具有杀
菌作用的紫外线。因此，颗粒物污染严重地区，借空气媒介传播的疾病易于流行。颗粒物落在植物上，能堵塞植物呼吸孔，妨碍叶绿素合成，使植物的营养
发生障碍，影响植物生长。
(二)车辆气体污染物防治措施
防治车辆气体污染物的措施有：使用清洁燃料，改进汽车发动机性能，采用机内净化技术，改良道路交通条件，建造防污染绿化带，加强公路隧道通风等。
1.使用清洁燃料
(1)无铅汽油。为了提高汽油的辛烷值，人为地添加了用作抗爆剂的四乙基铅[pb(C2H5)41，使汽油中铅含量大于0.013扩L辛烷值高，则汽油发火前爆炸的现象一爆震程度就小。只要向汽油中加0.5%的四乙基铅就可以使其辛烷值升
高巧一20个单位，汽油的编号就是汽油的辛烷值。含铅汽油燃烧后约75%的铅
被排放到大气环境中。1986-1995年10年间，我国由燃烧含铅汽油排放的铅累
计约有151813吨，对大气环境造成严重危害。
为了控制含铅汽油的污染，国务院已于1998年9月2日发出通知，要求
200()年1月1日起在全国停止生产含铅汽油，200()年7月1日起停止使用含
铅汽油。
为进一步控制铅污染，并限制在生产无铅汽油过程中新的防爆有机添加剂
产生污染，国家环境保护总局于1999年发布了《车用汽油有害物质控制标准》与《车用无铅汽油标准》。标准对车用汽油中可能产生有害气体的成分做了严
格的规定，其中：车用汽油中硫含量不大于0.08%(质量比m/m)；铅含量不大于0. 005g/L；苯含量不大于2.5%(体积比v/v )；芳烃含量不大于40%(v/v)；烯烃含量
不大于35% (v/v)等。符合此标准的汽油被称之为清洁汽油或优质无铅汽油。(2)开发研究替代能源
随着石油资源的日益减少和环境污染问题的日益突出，开发研究环保型替
代能源已成为一种趋势。目前，在汽车可替代能源的开发研究中，以下几种能
源受到人们的关注:
①天然气。天然气是一种资源丰富的气态能源，具有辛烷值高、价格低、
对环境污染小、使用安全可靠等优点。其主要成分为甲烷，甲烷具有很高的抗
爆性，辛烷值达130，能适应较高压缩比的发动机，从而提高发动机的功率。
天然气在发动机的工作温度下以气态存在，因此它能与空气混合得十分均匀，
在发动机燃烧过程中不会有高分子的液态燃料存在，能充分燃烧。使用这种燃
料的有害物质排放全与汽油相比有明显减少。天然气的深冷液化技术已获得突
破性进展.气态时储运不便的问题得以解决。目前天然气汽车技术已日渐成熟，在许多国家获得广泛使用并被大力推广。
②液化石油气。液化石油气是以丁烷为主的碳氢化合物，其辛烷值高、污
染小、储存运输较为方便。液化石油气与天然气同属非再生性能源，其资源不
如天然气丰富，但可在石油开采中作为废气或副产品，以及煤制取燃料时的副
产品加以回收并有效利用。目前其应用技术已相当成熟，因此液化石油气汽车
的保有量仍将有所增长。
③电能。作为“绿环保交通运输工具”的电动汽车已受到世界各国的普
遍重视，具有十分诱人的发展前景。电动汽车是零排放车，且具有噪声很小、
结构简单、维修方便等优点。
目前许多国家都在研究开发电动汽车，虽处于试验研究阶段，但在技术上
已取得长足发展。采用内燃机与电动机混合使用的方式，以弥补电动汽车行驶
里程不足的缺点，使其优势互补。据美国政府代用燃料管理委员会资料显示，
到2010年电动汽车销售量将达到180万辆，其中公用车约150万辆，商用车约30万辆。在不久的将来电能必将成为汽车主要能源之一。
④醇类。醇类能源系指甲醇、乙醇。可利用生物、煤炭来制取，来源有长
期保证。醉类自身含氧，要求的理论空气量少，其热值虽比汽油、柴油低，但
理论空燃比下的混合热值却比它们高，自燃温度比辛烷值高，着火界限度宽，
火焰传播速度快，有利于提高充气系数。但其沸点低，蒸汽压高，易产生气阻；汽化潜热高，低温启动性差；对塑料及橡胶有腐蚀作用；对人体有害，且醇类汽
车污染也较大。
目前研究表明柴油机中掺人甲醇蒸汽后，在中等负荷运转时可明显降低排
气中有害成分含堵.且能节约柴油用址，故有很大的发展前景。在美国，相当一部分商用汽油掺人10%的乙醉。
⑤氢气。氢气是一种辛烷值高，热值高且不会产生有害气体的气态能源。
其来源丰富，但生产成本高，能量密度小且储运不便。另外液态氢技术难度大、成本高，目前仍处于基础研究阶段。若制氢技术及储运技术有突破性进展，其
应用范围必将大大拓宽。
⑥二甲基醚。二甲基醚(DME)，储存运输方便，且污染小，可用作高压燃式发动机的新燃料，其主要成分是丙烷和丁烷，燃烧时几乎不产生碳烟，颗粒排
放也很低。它允许使用较大的EGR(废气再循环)率，可使NOx大幅度降低。其
原料广泛，可用煤、石油、天然气和生物来制取。燃用DME的汽车可以满足美
国ULEV和EURO一川排放法规。但DME粘度比柴油低，用于一般柴油机燃油系
统时易泄漏，且恶化滑动部分的润滑作用，容易引起磨损。其可压缩性随温度
变化大，导致其循环供油量波动。但可以适当加人增加粘度的添加剂以保证准
确的每循环喷射量。DME虽无腐蚀性，但会与弹性体材料发生反应，导致密封
件损坏。目前尚未解决批量合成技术及成本较高的难题。
2.机内净化技术
改革汽车发动机的构造和性能，提高燃料在内姗机内的燃烧水平，实施机
内净化是控制汽车污染的根本途径。