汽車尾氣對于哈爾濱空氣質(zhì)量情況的影響

申勇++駱雷++許傳玉++申秀明

摘 要：介紹了近幾年哈爾濱市的汽車保有量情況，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對汽車保有量和尾氣成分進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：汽車尾氣的排放對哈爾濱市的空氣污染影響不大。但隨著汽車保有量的增加，也會對空氣質(zhì)量產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。

關(guān)鍵詞：哈爾濱 空氣質(zhì)量 汽車尾氣

中圖分類號：X511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0116-01

1 汽車尾氣污染現(xiàn)況

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和物質(zhì)水平的提高，私家車數(shù)量急劇增加。汽車尾氣對環(huán)境造成了很大危害。在西方發(fā)達(dá)國家中，由于汽車工業(yè)發(fā)展較早，汽車普及率較高，汽車尾氣的排放量對西方發(fā)達(dá)國家的空氣質(zhì)量帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，通過數(shù)學(xué)分析、計(jì)算汽車尾氣中有害物的排放量，有助于對環(huán)境污染進(jìn)行進(jìn)一步分析。

汽車尾氣排放的主要?dú)怏w污染物為CO、HC、NOx、SO2、Pb和固體顆粒物質(zhì)等。[1-2]

機(jī)動(dòng)車主要污染物的危害主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）一氧化碳（CO）。

CO是由于烴燃料不完全燃燒而生成的中間產(chǎn)物。一氧化碳和人體紅血球中的血紅蛋白有很強(qiáng)的親合力，親合后生成碳氧血紅蛋白（COHb%），從而血液向各組織輸送氧的功能減弱，造成反應(yīng)遲鈍，記憶力減弱等機(jī)能障礙，重者危害血液循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。[3]

（2）二氧化硫（SO2）。

SO2是酸雨形成的主要成分，主要來源于燃料燃燒，會對生態(tài)系統(tǒng)的酸堿平衡造成破壞，對建筑物等造成腐蝕。濕潤的粘膜表面吸收后易生成亞硫酸、硫酸。對眼及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。

（3）碳?xì)浠衔铮℉C）。

HC是由于烴燃料不完全燃燒而生成的中間產(chǎn)物，在氣態(tài)條件下表示為VOCs，固態(tài)是則以顆粒物的形式存在。HC中的醛類會刺激人的鼻、眼和呼吸道，其中的多環(huán)芳香烴又是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)[4]。

（4）氮氧化物（NOx）。

NOx是在火花塞點(diǎn)火時(shí)，空氣中的N2與O2在瞬時(shí)高溫高壓下反應(yīng)所得的產(chǎn)物。NOx可分為NO和NO2，會形成酸雨和光化學(xué)煙霧。NO毒性不大，但會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生阻礙，并且NO易氧化生成有劇毒性的NO2。NO2會使肺功能降低，危害兒童和哮喘病人，通過使過濾性毒菌易感染性增加，使得人體對毒菌的抵抗力降低。[5]

（5）顆粒物（PM）。

顆粒物，又稱塵。大氣中的固體或液體顆粒狀物質(zhì)。顆粒物可分為一次顆粒物和二次顆粒物。一次顆粒物是由天然污染源和人為污染源釋放到大氣中直接造成污染的顆粒物，例如土壤粒子、海鹽粒子、燃燒煙塵等等。機(jī)動(dòng)車排放的固體顆粒物是城市大氣顆粒物的主要來源。顆粒物分為兩類：PM2.5和PM10，前者直徑不超過2.5微米，是人類頭發(fā)直徑的1/30，后者則較粗大，當(dāng)前的歐盟空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限定，一個(gè)人每年吸入的PM2.5最多為40 μg/m3，PM10為每25 μg/m3。聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織的指導(dǎo)原則建議：PM2.5和PM10的年接觸量分別為每立方米20 μg/m3和10 μg/m3。

研究區(qū)域主要包括和興路、征儀路、文昌橋等交通比較繁忙的路段。

2 哈爾濱汽車保有量的分析

據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局哈爾濱調(diào)查隊(duì)2012年7月份的統(tǒng)計(jì)顯示，哈爾濱市機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)91.66萬輛。哈爾濱市城市居民每百戶家庭擁有汽車13.5輛，比去年增加了4.1輛，同比增長44.1%。2013年，哈爾濱將汽車保有量突破110萬輛，相當(dāng)于每三戶家庭就有一輛車。

私家車保有量的急劇增加使得市區(qū)交通越來越繁忙。在哈爾濱市省政府交通崗的觀測數(shù)據(jù)顯示：2002年該路段的交通流量是8200輛/h，而2010年的交通流量是13000輛/h。和興路和征儀路交通流量主要集中在上午7：00～9：00和下午17：00～18：00的時(shí)間段。和興路的交通流量達(dá)到了6000輛/h左右，小型汽車占80%左右，約為4800輛/h；大型貨車和卡車比例較低，僅占15%，約為900輛/h；公交車流量為約300輛/h，約占總流量的5%左右。征儀路的交通流量達(dá)到了4200輛/h左右，其中主要也是小型汽車，大約為2800輛/h。

3 汽車尾氣排放量估算與數(shù)據(jù)分析

汽油車排氣污染物排放的測量常用雙怠速法、簡易工況法和工況法。計(jì)算機(jī)動(dòng)車尾氣的排放量需要確定汽車污染物排放因子、各類車輛的數(shù)量、行駛里程等基本參數(shù)。汽車污染物排放因子采用2010年7月1日起實(shí)施的中國W階段排放標(biāo)準(zhǔn)GB 18352.3-2005。[6]因?yàn)樵?000年以前汽車采用的技術(shù)和燃油均有差異，使得排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到現(xiàn)階段國家標(biāo)準(zhǔn)，這會造成計(jì)算結(jié)果偏小。車尾氣中所含污染物的多少與汽車行駛條件關(guān)系很大：汽車在空檔時(shí)THC和CO濃度最高；低速時(shí)THC和CO濃度較高；高速時(shí)NOx濃度較高，THC和CO濃度較低。由于汽車在進(jìn)出停車場時(shí)一般是低速行駛，因此THC和CO排放量較大。

汽車尾氣污染物的排放可參照按下列公式計(jì)算：

廢氣排放量：D=QT（K+1）A/1.29

式中：D——廢氣排放量，m3/h；Q——汽車流量，輛/h；T——車輛運(yùn)行時(shí)間，min；

K——空燃比，12：1；A——燃油耗量，kg/min。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和計(jì)算，對哈爾濱市2013年機(jī)動(dòng)車尾氣排放量進(jìn)行了粗略估算，因?yàn)楣枮I冬天供暖會產(chǎn)生大量排放，所以選取夏季空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估算更加合理。其中CO排放量達(dá)到44971.40 t；NOX排放量達(dá)38525.45 t；PM排放量主要考慮柴油車排放的炭黑等顆粒物，總量達(dá)585.13 t。

2013年哈爾濱市化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物四項(xiàng)主要污染物排放量分別控制在30.97萬t、2.245萬t、11.67萬t和15.02萬t以內(nèi)。

通過氮氧化物的對比可以發(fā)現(xiàn)，汽車尾氣中的氮氧化物排放占總的氮氧化物排放的25.65%。由此可見，對于哈爾濱這樣的重工業(yè)城市，再考慮哈爾濱將近半年的時(shí)間需要燃煤供暖的特殊情況，汽車尾氣對于哈爾濱空氣污染的貢獻(xiàn)率還是低于全國其他大城市平均水平的。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家環(huán)保局大氣處.汽車對大氣的污染及其控制[M].北京：氣象出版社，1988.

[2] 張怡.城市道路空氣污染概況及道路擴(kuò)散模型綜述[J].公路交通技術(shù)，2013（1）：141-145.

[3] 金鯤鵬.用烏克蘭汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算濰坊市區(qū)在公路交通高峰期的單位時(shí)間內(nèi)汽車尾氣中CO，CH和NOx的排放量[J].濰坊學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（6）.

[4] 熊慕慕.機(jī)動(dòng)車尾氣排放與大氣污染[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，6（3）：43-45，54.

[5] 韓冰.蘭州市機(jī)動(dòng)車尾氣排放特征研究[D].蘭州交通大學(xué)，2013.

[6] 韓玉梅，羅新正.汽車尾氣對煙臺市大氣環(huán)境的影響研究[J].煙臺大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（1）：74-78.endprint