淺談汽車尾氣污染的防治

摘要汽車是當(dāng)今世界非常普及的交通工具，其排放的尾氣已經(jīng)成為大氣污染的第一來源.如何減少汽車對環(huán)境的危害就成為全世界共同關(guān)注的重大課題.本文淺析了汽車尾氣的組成、危害及治理措施。

關(guān)鍵詞尾氣;危害;治理措施

中圖分類號X514文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2009)121-0048-01

1概述

汽車是一種流動污染源。汽油車的主要污染物成分是CO、HC、NOx以及碳粒等。汽車排放大量的污染物，使環(huán)境付出了沉重的代價，它給人類帶來難以估計的損失。汽車尾氣已經(jīng)占空氣污染總量的絕大部分，成為空氣污染的第一來源。

2汽車排放主要污染物的種類及其危害

當(dāng)燃料在汽缸里燃燒時，由碳、氫、氧組成的汽油完全燃燒后生成的是二氧化碳(CO2)，水蒸汽(H2O)，氮氣(N2)和過量的氧氣(O2)。這幾種氣體在正常情況下被認(rèn)為是無害的。但是，內(nèi)燃機所用的燃料往往都含有其它雜質(zhì)與添加劑，且內(nèi)燃機的燃燒總是不完全的，再加上發(fā)動機工作過程中的其它原因，使發(fā)動機的排氣成分中還含有一定量的一氧化碳(CO)，碳?xì)浠衔?HC)，氮氧化物(NOx)，二氧化硫(SO2)，微粒物質(zhì)(鉛化物、碳煙、油霧等)與臭氣(甲醛、丙烯醛等)有害排放物。它們的部分是有毒的，有些還帶強烈刺激性，有臭味，甚至有些有致癌作用。這幾種有害成分隨不同的發(fā)動機型與運轉(zhuǎn)條件均有所變化。

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，每千輛汽車每天排出的CO量約為3000kg，HC化合物約200-400kg，NOx約為50-150kg，平均每燃燒1噸燃油生成的有害物質(zhì)達(dá)40-70 kg。

2.1一氧化碳 (CO)

一氧化碳(CO) 是無色、無刺激的有毒氣體。是汽車尾氣中所含的CO，是燃油燃燒不完全的產(chǎn)物。它是汽車排放的有害物質(zhì)中濃度最高的一種成分，城市大氣中的CO大部分來自汽車尾氣。

CO對人體的危害相當(dāng)大，而且由于其無色無味，不易引起人們的警覺。一旦吸入人體，與體內(nèi)血紅蛋白結(jié)合而使人缺氧。當(dāng)大氣中的CO濃度達(dá)到70-80ppm以上時，就會引起中毒，甚至窒息而死。

2.2烴類(HC)

烴類系各種碳?xì)浠衔锏目偡Q，包括直鏈烴、環(huán)烴和多環(huán)芳香烴等。

汽車尾氣中所含的烴類成分雖有百余種之多，但其總濃度比一氧化碳要少得多。烴類物質(zhì)中大部分對人體健康的直接影響并不大，但汽車排氣中還含有少部分醛類(甲醛、丙烯醛)和多環(huán)芳烴(苯并[a]芘等)。其中苯并[a]芘被認(rèn)為是一種強致癌物質(zhì)。由此可見，烴類物質(zhì)雖談不上是汽車尾氣中的主要有害成分，如不能得到有效控制和減少，其危害同樣不可忽視。

2.3氮氧化物(NOx)

自然大氣中所含的氮是是分子氮N2，氮氧化物很少，對人體沒有危害。而由于汽車擁有量的不斷增多，尾氣中所含有的氮氧化物(NOx)主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)對人體會造成一定的危害。

NOx中的NO與血紅蛋白的親和力比CO還強，進入血液使人缺氧而昏迷甚至死亡。

2.4微粒

汽車排氣中的微粒，主要有作為抗爆劑加入到汽油中的四乙基鉛經(jīng)燃燒后生成的鉛化物微粒以及不完全燃燒生成的碳煙粒等。

鉛化物已經(jīng)被公認(rèn)為是對人類威脅最大的物質(zhì)之一。而由于環(huán)境污染日益嚴(yán)重，不論是空氣中還是水或土壤中，鉛污染都已經(jīng)很普遍了。而大氣中的鉛污染主要來源于汽車尾氣。人體血液中含鉛量超過80μg/100mL時，會出現(xiàn)四肢肌肉麻痹、嚴(yán)重腹痛、臉色蒼白以至死亡等典型鉛中毒癥狀。

碳煙不僅本身危害人的呼吸系統(tǒng)，而且孔隙中往往吸附著更加有毒的二氧化硫及有致癌作用的多環(huán)芳烴如苯并[a]芘等?？梢娞紵煟谥苯赢a(chǎn)生危害的同時還能帶來更加有害的物質(zhì)，對人體的威脅是可想而知的。

2.5光化學(xué)煙霧

由汽車和工廠排出的碳?xì)浠衔锖偷趸镌陉柟庾饔孟拢诓ㄩL4000×10-10m以下的紫外線區(qū)進行一系列的光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧(O3)和過氧化乙酰硝酸鹽(PAN)等光化學(xué)過氧化物以及各種游離基、醛、酮等成分，形成一種毒性較大的淺藍(lán)色煙霧。

3汽車排氣污染的控制與凈化技術(shù)

為盡快改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量，制定了相關(guān)的法規(guī)和排放標(biāo)準(zhǔn)。輕型汽車在2000年達(dá)到歐洲第一階段控制水平。重型車和摩托車2001年前后達(dá)到歐洲第一階段控制水平，2005年前后達(dá)到歐洲第二階段控制水平;2010年前后重點地區(qū)和重點企業(yè)爭取與國際接軌。達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)的依照《大氣污染防治法》，不準(zhǔn)生產(chǎn)、進口和銷售。

3.1三效催化轉(zhuǎn)化器

三效催化劑是一種當(dāng)發(fā)動機在近似理論空燃比下運轉(zhuǎn)時，同時具有凈化排氣中CO、HC和NOx能力的催化劑。在催化反應(yīng)過程中，廢氣中的CO和HC將NOx還原成氮氣等;同時CO、HC被氧化成CO2和H2O。

三效催化劑的空燃比必須保持在最佳的范圍內(nèi)，但要使發(fā)動機的每個缸都在理論空燃比條件下運行是不可能的。為改善這種情況，發(fā)動機制造廠開發(fā)和生產(chǎn)了在接近理論空燃比運行的電子控制汽油噴射和閉環(huán)反饋系統(tǒng)。 電子控制汽油噴射系統(tǒng)是由微機控制系統(tǒng)與三效催化劑結(jié)合在一起，按理論空燃比自動控制進氣混合比。A/F控制范圍是由三效催化劑的氧化還原的特性決定的。電子控制系統(tǒng)和三效催化系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了對發(fā)動機工作過程的控制，也使尾氣的排放得到了抵制， 這種技術(shù)實現(xiàn)了機內(nèi)和機外凈化的結(jié)合， 從而做到了在低排放、高效率和強動力。

使用催化凈化器，絕對禁止使用含鉛汽油，因為鉛能使貴金屬催化劑“中毒”而失去活性;另外，汽車潤滑油中的磷和汽油中硫等雜質(zhì)都有可能影響催化劑的性能。

3.2改進和提高燃料質(zhì)量

油品質(zhì)量的降低車輛污染物的排放，保證發(fā)動機及其排放控制系統(tǒng)正常工作十分重要。國家環(huán)境保護總局于1999年6月發(fā)布了《車用汽油有毒物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)》，車用汽油中對生態(tài)環(huán)境和人體健康有直接毒害的、或?qū)ζ嚢l(fā)動機和排放控制裝置有害、造成汽車排放狀況惡化的9類物質(zhì)(苯、烯烴、芳烴、錳、鐵、銅、鉛、磷、硫)含量均按相關(guān)指標(biāo)控制。

3.3推廣使用清潔燃料汽車

當(dāng)前開發(fā)及應(yīng)用代用燃料首先是為了降低排放，同時擴大汽車燃料供應(yīng)的品種及未來的需要，即清潔燃料。為達(dá)到更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，世界各國汽車制造商都在努力積極地研究開發(fā)各種低污染代用燃料汽車，其中尤以天然氣汽車和液化石油氣汽車最為成熟并在一些國家普及，成為很有實用價值的清潔燃料汽車。

4結(jié)語

通過以上分析，我們認(rèn)為汽車尾氣的危害是巨大的，但并不可怕。只要政府重視，全社會參與和支持，加大科技投入，提高汽車設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)，減少尾氣中有害物質(zhì)排放，同時開發(fā)新能源和能源利用的新技術(shù)，提高清潔能源的利用水平，同時加大治理力度，使汽車尾氣更清潔，大氣質(zhì)量更好，為生態(tài)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。