機(jī)動車尾氣污染監(jiān)測方法及凈化技術(shù)研究

曹原

摘 要： 本文首先分析了機(jī)動車尾氣污染成分及危害，其次分析了機(jī)動車尾氣污染監(jiān)測方法，再次分析了機(jī)動車尾氣污染凈化技術(shù)，旨在為機(jī)動車尾氣污染監(jiān)測及凈化工作的進(jìn)行提供參考意見，以此來提高機(jī)動車尾氣污染監(jiān)測的及時性和有效性，提高機(jī)動車尾氣污染凈化的效率和質(zhì)量，進(jìn)而減少機(jī)動車尾氣污染程度，在確保人口健康安全的同時，保持生態(tài)和諧。

關(guān)鍵詞： 機(jī)動車尾氣污染;監(jiān)測方法;凈化技術(shù)

【中圖分類號】U467.48 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）11-0157-02

引言：機(jī)動車的研發(fā)和應(yīng)用，給人們的生活和工作提供了較大的便利條件，機(jī)動車也逐漸成為構(gòu)成物質(zhì)文明的一個重要環(huán)節(jié)，并且機(jī)動車的數(shù)量在逐年增加。盡管機(jī)動車的推廣推動了現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和文明發(fā)展，但不可否認(rèn)的是，機(jī)動車尾氣中含有的污染成分較多，這些尾氣的排放不但會損害到人體健康，還會對自然環(huán)境造成污染，為此，有必要對機(jī)動車尾氣進(jìn)行有效監(jiān)測和凈化處理。

1 機(jī)動車尾氣污染成分及危害

1.1 一氧化碳

一氧化碳為一種有毒氣體，在機(jī)動車尾氣中，一氧化碳的形成原因為汽油未完全燃燒。一旦人體吸入一氧化碳，一氧化碳便會和血紅蛋白素迅速結(jié)合成碳氧血紅素蛋白，進(jìn)而降低血液的輸氧能力，導(dǎo)致大腦、心臟等重要身體器官出現(xiàn)缺氧性損傷，此為一氧化碳中毒。一氧化碳中毒的主要臨床癥狀為惡心、頭暈、頭痛等，輕度臨床表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)輕微受損，重度臨床表現(xiàn)為心血管運行困難導(dǎo)致死亡[1]。

1.2 碳?xì)浠衔?/p>

在機(jī)動車尾氣中，碳?xì)浠衔锏男纬稍驗樵疾牧先紵?、原始燃料化合物燃燒、燃料蒸發(fā)、曲軸箱竄氣等，主要為多環(huán)芳烴、苯、丁二烯、醛類物質(zhì)等。醛類物質(zhì)的光化學(xué)活性較高，會推動臭氧的形成;濃度超過一定程度后，會對人體的皮膚、眼部、呼吸道造成不良刺激;濃度超過一定程度后，會導(dǎo)致惡心、頭暈、貧血等臨床癥狀;濃度超過一定程度后，會導(dǎo)致急性中毒。多環(huán)芳烴為作用性較強(qiáng)的致癌物質(zhì)。

1.3 顆粒物

在機(jī)動車尾氣中，顆粒物的形成原因為汽油不充分燃燒。顆粒物對人體的損傷與顆粒物的大小及構(gòu)成相關(guān)，總體來講，顆粒物越小，表示其在空氣中懸浮的時間越長，能夠侵入到人體支氣管和肺部組織的概率越高，造成的損傷越大。顆粒物除了會對人體的呼吸器官和呼吸系統(tǒng)造成損傷外，如果顆粒物中存在致癌物質(zhì)，長期積累，還會增加人體患上癌癥的概率。

2 機(jī)動車尾氣污染監(jiān)測方法

2.1 怠速/雙怠速監(jiān)測方法

怠速/雙怠速監(jiān)測方法的應(yīng)用流程如下：怠速監(jiān)測方法的應(yīng)用載體是便攜式氣體監(jiān)測分析儀，具體是在機(jī)動車處于怠速運行狀態(tài)下，完成對機(jī)動車尾氣排放碳?xì)浠衔?、一氧化碳濃度的監(jiān)測;雙怠速監(jiān)測方法的應(yīng)用則是在機(jī)動車處于怠速運行狀態(tài)下，通過轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動機(jī)油溫儀來獲得發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，經(jīng)過多次監(jiān)測和計算之后，獲得機(jī)動車尾氣排放碳?xì)浠衔?、一氧化碳濃度的平均值?/p>

怠速/雙怠速監(jiān)測方法的應(yīng)用優(yōu)勢如下：兩種監(jiān)測方法的應(yīng)用流程都較為簡單，并且具有實際監(jiān)測便捷的特點，因此適合被廣泛應(yīng)用在機(jī)動車尾氣污染監(jiān)測工作中[2]。

怠速/雙怠速監(jiān)測方法的應(yīng)用不足之處如下：兩種監(jiān)測方法在機(jī)動車尾氣污染監(jiān)測工作中的應(yīng)用，只能夠監(jiān)測出碳?xì)浠衔?、一氧化碳這兩種機(jī)動車尾氣污染物質(zhì)的濃度，不能監(jiān)測出其他機(jī)動車尾氣污染物質(zhì)的濃度，這是因為兩種監(jiān)測方法不能監(jiān)測催化器轉(zhuǎn)化效率。

2.2 自由加速監(jiān)測方法

自由加速監(jiān)測方法的應(yīng)用流程如下：該方法主要適合應(yīng)用在3.5t以上的柴油機(jī)動車尾氣監(jiān)測中，應(yīng)用載體是不透光式煙度計、濾紙式煙度計，后者的應(yīng)用頻率更高，能夠監(jiān)測到機(jī)動車在任何行駛速度下的尾氣污染物質(zhì)成分及濃度。此外，還能夠結(jié)合自由加速監(jiān)測結(jié)果，判斷機(jī)動車的發(fā)動機(jī)是否需要接受保養(yǎng)。

自由加速監(jiān)測方法的應(yīng)用優(yōu)勢如下：該方法為應(yīng)用頻率較高的柴油機(jī)動車尾氣監(jiān)測方法，并且能夠有效排查出老舊柴油機(jī)動車及黃標(biāo)車尾氣排放是否超標(biāo)。

自由加速監(jiān)測方法的應(yīng)用不足之處如下：該方法的監(jiān)測結(jié)果會受到車輛功率、油門大小的影響，因此，如果被監(jiān)測方在被監(jiān)測過程中采取了限油方式，便會影響機(jī)動車的實際尾氣污染監(jiān)測結(jié)果。

2.3 工況/簡易工況監(jiān)測方法

工況/簡易工況監(jiān)測方法的應(yīng)用流程如下：工況監(jiān)測方法的應(yīng)用是對機(jī)動車的不同工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，具體有怠速、加速、減速3種工作狀態(tài)，以此來完成對機(jī)動車尾氣污染物質(zhì)成分及濃度的監(jiān)測;簡易工況監(jiān)測方法的應(yīng)用是通過車底盤測功機(jī)對機(jī)動車的不同工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，以此來完成對機(jī)動車尾氣污染物質(zhì)成分及濃度的監(jiān)測[3]。

工況/簡易工況監(jiān)測方法的應(yīng)用優(yōu)勢如下：兩種監(jiān)測方法的應(yīng)用都是對機(jī)動車在不同工作狀態(tài)下的尾氣排放狀態(tài)進(jìn)行模擬，因此監(jiān)測到的結(jié)果與實際情況具有較高的一致性;做到了對機(jī)動車尾氣污染物質(zhì)的動態(tài)監(jiān)測，這有利于獲取機(jī)動車的實際尾氣污染情況，為車輛尾氣排放是否超標(biāo)提供了依據(jù)。

工況/簡易工況監(jiān)測方法的應(yīng)用不足之處如下：兩種監(jiān)測方法的應(yīng)用均需要花費大量的時間，尤其是前期準(zhǔn)備時間，并且監(jiān)測流程較為復(fù)雜。

3 機(jī)動車尾氣污染凈化技術(shù)

3.1 機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)

機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)指的是通過物理方式來改善機(jī)動車的發(fā)動機(jī)性能和結(jié)構(gòu)，例如，增加附加裝置，改善燃燒系統(tǒng)、化油器、點火系統(tǒng)，提高燃料質(zhì)量，能夠改善燃料的燃燒物理條件，進(jìn)而降低機(jī)動車尾氣污染物質(zhì)產(chǎn)生量。

具體來講，機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)包括如下幾種：增加高壓點火裝置，此方法應(yīng)用時間為上世紀(jì)80年代，該技術(shù)與國際先進(jìn)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，并沒有起到顯著的機(jī)動車尾氣污染凈化效果，只是提高了機(jī)動車的點火電壓能量;純有效磁化技術(shù)，經(jīng)研究實驗證實，該技術(shù)的應(yīng)用對機(jī)動車尾氣污染物質(zhì)的凈化效率能夠達(dá)到20-40%，這表示該技術(shù)針對尾氣污染物質(zhì)排放量較少的機(jī)動車的凈化水平能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，針對尾氣污染物質(zhì)排放量較多的機(jī)動車的凈化水平則不能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn);填加劑技術(shù)，具體指的是在機(jī)動車燃料中添加填加劑，例如二茂鐵，但是想要應(yīng)用此技術(shù)需要確保填加劑質(zhì)量合格，否則填加劑在燃燒過程中會產(chǎn)生晶體，這些晶體長期積累在發(fā)動機(jī)中，便會對發(fā)動機(jī)造成損害。

由此可見，機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)盡管存在，也能夠?qū)嶋H應(yīng)用，但是普遍存在凈化效率較低、凈化條件較高等不足之處，因此在機(jī)動車尾氣污染凈化中的應(yīng)用頻率較低。

3.2 機(jī)外凈化技術(shù)

機(jī)動車尾氣凈化催化劑屬于一種負(fù)載型催化劑，主要構(gòu)成成分為活性組分、載體、助劑、高比表面積的涂層，圖1為機(jī)動車尾氣凈化催化劑應(yīng)用原理圖。機(jī)動車尾氣凈化催化劑應(yīng)用為載體為機(jī)動車尾氣凈化器，此為機(jī)動車尾氣凈化催化劑技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵，圖2為常見的機(jī)動車尾氣凈化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。這是因為由于機(jī)動車尾氣凈化需求在不斷提高，機(jī)動車尾氣凈化催化劑類型及成分也在逐漸復(fù)雜，這同時提高了機(jī)動車尾氣凈化器的載體性能要求。

最早應(yīng)用的機(jī)動車尾氣凈化器材質(zhì)為硅藻土、硅氧化鎂、活性氧化鋁等物質(zhì)構(gòu)成的顆料物，盡管此材質(zhì)的機(jī)動車尾氣凈化器具有表面積較大、應(yīng)用便捷等應(yīng)有優(yōu)勢，但是同樣存在耐熱性較差、強(qiáng)度較低、熱容量較大等應(yīng)用不足之處。因此，在進(jìn)入到上世紀(jì)80年代之后，這種材質(zhì)的機(jī)動車尾氣凈化器逐漸被陶瓷、金屬（主要為鐵、鉻、鋁等元素合成的合金）材質(zhì)的機(jī)動車尾氣凈化器取代，陶瓷材質(zhì)的機(jī)動車尾氣凈化器具有氣流阻力較小、幾何表面面積較大、不會產(chǎn)生磨損等應(yīng)有優(yōu)勢;金屬材質(zhì)的機(jī)動車尾氣凈化器具有尾氣污染物質(zhì)控制效率較高、起燃溫度較低、孔壁結(jié)構(gòu)較薄等應(yīng)用優(yōu)勢。由此可見，相比較陶瓷材質(zhì)的機(jī)動車尾氣凈化器，金屬材質(zhì)的機(jī)動車尾氣凈化器在機(jī)動車尾氣污染凈化中的應(yīng)用優(yōu)勢更加顯著，具體表現(xiàn)是抗熱沖擊的機(jī)械強(qiáng)度更高、預(yù)熱性能良好、壓降效果更加顯著等，因此，近年來，關(guān)于金屬材質(zhì)機(jī)動車尾氣凈化器的研發(fā)工作在不斷深入，尤其是在一些發(fā)達(dá)國家。

結(jié)束語：機(jī)動車尾氣這一污染物質(zhì)相比較其他污染物質(zhì)具有一定的特殊性，即形成原因較為復(fù)雜、污染數(shù)量較多、移動性較強(qiáng)等，這些都增加了機(jī)動車尾氣的監(jiān)測和凈化難度。目前，我國的機(jī)動車尾氣監(jiān)測方法和凈化技術(shù)都得到了極大程度上的完善，但是相比較發(fā)達(dá)國家，我國的相關(guān)方法和技術(shù)發(fā)展時間較短，還需要進(jìn)一步加大科研力度，重點推廣新型機(jī)動車尾氣凈化催化劑。

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