城市道路尾氣排放及對策研究

田清

摘 要：隨著城市快速發(fā)展，交通機動化水平大大提高，但也出現(xiàn)了交通污染等問題，機動車尾氣排放物對人體及生態(tài)環(huán)境都有損害，急需采取有效措施對機動車尾氣污染物進(jìn)行治理，文中對城市道路交叉口和非交叉口路段尾氣排放規(guī)律進(jìn)行研究，并針對現(xiàn)有的尾氣污染問題，提出了一系列對策，希望緩解城市機動車尾氣污染現(xiàn)狀，改善城市空氣質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機動車尾氣;尾氣排放規(guī)律;對策

隨著科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟的進(jìn)步，人們出行越來越便利，機動化水平大大提高，公安交通管理調(diào)查局的調(diào)查結(jié)果顯示，截至2020年6月底，全國機動車保有量達(dá)3.6億輛，汽車保有量達(dá)2.7億輛，其中31個城市汽車保有量超過200萬輛，12個城市超過300萬輛。自2010年以來，中國連續(xù)十年全球機動車產(chǎn)銷量排名第一，機動化水平的提高雖然方便了居民出行，但是同時也帶來許多問題，如交通污染、生態(tài)環(huán)境惡化等問題，機動車尾氣問題日趨嚴(yán)重。因此，及時采取措施治理機動車尾氣污染問題對改善城市空氣質(zhì)量具有重要意義。

1 機動車尾氣污染的危害

機動車尾氣污染物種類較多，其中一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸锖皖w粒物對人類健康起直接影響，對人體危害較大。圖1是近5年來幾種主要污染物排放量，從圖中可以看出，近幾年各污染物排放量逐漸減少，但機動車尾氣排放量仍不可忽視，其中汽車是污染物排放的主要貢獻(xiàn)者，這加劇了我國的空氣污染。

1.1 一氧化碳（CO）

當(dāng)汽車燃料發(fā)生不完全燃燒時，會產(chǎn)生CO，它對人體血液和神經(jīng)系統(tǒng)損傷較大。若空氣中CO濃度過高，會通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體內(nèi)，大量的CO會與血液中的血紅蛋白發(fā)生結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，并且其反應(yīng)速度更快，結(jié)合力更強，從而減少人體中氧與血紅蛋白的結(jié)合，導(dǎo)致血球攜氧能力降低，血液內(nèi)大量碳氧血紅蛋白的存在會使氧血紅蛋白的解析釋放能力減弱，容易導(dǎo)致機體缺氧壞死，使人出現(xiàn)頭暈、頭疼、記憶力下降等癥狀，嚴(yán)重時會危及人的生命安全，對人的腦組織、心臟等產(chǎn)生損害。

1.2 碳?xì)浠衔铮℉C）

大氣中的HC大部分來自機動車尾氣，并且機動車尾氣污染物中HC種類多，成分復(fù)雜，含有200多種烴類化合物，其中醛類與多環(huán)芳香烴在紫外線的作用下會發(fā)生反應(yīng)，對人的眼鼻及呼吸系統(tǒng)形成刺激，同時可以提高人類的患癌幾率。另外，HC對空氣中的臭氧濃度有影響，濃度增加，空氣中臭氧濃度也會增加[2]，臭氧也會對人體免疫機能造成危害。

1.3 氮氧化物（NOx）

機動車尾氣排放的NOx主要包括NO和NO2，NOx對環(huán)境及人類身體健康都會造成威脅。NOx與HC在太陽光的作用下會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，這對人類的生命產(chǎn)生威脅，如1943年美國洛杉磯發(fā)生的光化學(xué)煙霧事件，造成多人身體不適。NOx也是酸雨形成的最大因素，它與空氣中的水分發(fā)生作用形成酸雨。此外，它會進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)，形成腐蝕性物質(zhì)，引發(fā)肺部問題，也可與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合，使人體發(fā)生缺氧，對神經(jīng)中樞系統(tǒng)造成影響。

1.4 顆粒物（PM）

機動車尾氣污染以汽車為主，其中汽車尾氣產(chǎn)生的顆粒物主要是硫酸鹽等低分子物質(zhì)，它通常無法用肉眼觀察，并且可以飄浮在空氣中，攜帶多種有毒物質(zhì)，一旦人體吸入，經(jīng)常會隨著有毒物質(zhì)一同在人體內(nèi)沉積，對人的呼吸道和肺功能造成影響。同時，顆粒物也會導(dǎo)致霧霾產(chǎn)生，加劇大氣污染。

2 城市道路尾氣排放特點

隨著機動車保有量快速增加，城市路網(wǎng)中交通量也快速增加，這造成交通擁堵問題，道路運行效率下降。由于城市道路中道路交叉口與非交叉口路段交通流特性不同，因此兩個路段的尾氣排放特點有所區(qū)別。由于機動車尾氣大部分來源于汽車，因此城市道路尾氣排放僅研究汽車尾氣。

2.1 道路交叉口路段

城市道路交口區(qū)域污染物濃度較高，比路網(wǎng)中其他部分嚴(yán)重，因為道路交叉口兩側(cè)通常具有建筑群，并且車流量較大，人群較多，并且汽車運行通常受到交通信號控制燈的影響，交叉口附近會形成復(fù)雜的空氣流場，汽車的運行工況大多是低速、怠速狀態(tài)，此時尾氣排放狀態(tài)較為復(fù)雜，但尾氣來源可分為兩部分，包括低速行駛狀態(tài)的尾氣和等待過程中產(chǎn)生的尾氣， 在道路等級、氣象、行駛車輛等條件相同下，交通量和速度對汽車尾氣排放影響較大，當(dāng)交叉口內(nèi)出現(xiàn)交通擁堵狀況，出現(xiàn)多個交通燈才能通過的狀況時，汽車的行駛工況以怠速、低速為主，此時會影響汽車發(fā)動機工作，發(fā)動機中混合氣體較濃，發(fā)動機燃燒狀況較差，導(dǎo)致污染物排放量增加，其中CO和HC的增加幅度較大。

2.2 非交叉口路段

城市道路非交叉口路段，正常情況下汽車行駛速度較高，交通流不間斷，此時尾氣來源于汽車行駛狀態(tài)時產(chǎn)生的尾氣。在道路等級、氣象、行駛車輛等相同的條件下，尾氣排放量與交通流密度有關(guān)，當(dāng)交通流密度較小時，汽車平均行駛速度較快，此時汽車行駛工況以勻速為主，發(fā)動機處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，尾氣排放因子較小，隨著交通流密度的增加，交通流將由自由狀態(tài)向擁堵狀態(tài)轉(zhuǎn)變，甚至出現(xiàn)排隊情況，此時平均行駛速度將下降，發(fā)動機由穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定狀態(tài)，汽車尾氣排放量將會變大。

3 尾氣污染治理對策

3.1 合理設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)

為了緩解交通擁堵現(xiàn)狀，道路設(shè)計時選擇在多個路口運用左轉(zhuǎn)待行區(qū)對交叉口進(jìn)行渠化，左轉(zhuǎn)待行區(qū)的基本方法是直行綠燈亮起時，左轉(zhuǎn)車輛啟動，向左行駛提前進(jìn)入道路交叉口進(jìn)行等待，當(dāng)左轉(zhuǎn)綠燈亮起時，行駛通過交叉口，實現(xiàn)“二次左轉(zhuǎn)”，在相同的綠燈時間內(nèi)，增加通過交叉口的交通量，從而起到合理利用交叉口空間資源、提高道路運行效率的作用。但若在交叉口設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)時，在交叉口信號燈的控制下，機動車運行工況將由“勻速-減速-怠速-加速-勻速”變?yōu)椤皠蛩?減速-怠速-加速-減速-怠速-加速-勻速”，汽車若處于怠速或低速狀態(tài)時，汽車污染物排放量將會增加，而左轉(zhuǎn)待行區(qū)的設(shè)置將會使汽車處于怠速或低速工況的時間延長，從而會增加汽車發(fā)動機不穩(wěn)定的時間，導(dǎo)致尾氣污染物排放量的增加，因此在道路交通組織過程中，要合理設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)。

3.2 新能源汽車的推廣

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對可持續(xù)發(fā)展越來越重視，隨著機動化水平的提高，也產(chǎn)生了能源與環(huán)境問題，能源日趨緊張，生態(tài)環(huán)境惡化，因此各國紛紛對節(jié)能與新能源汽車進(jìn)行研發(fā)，現(xiàn)已研發(fā)出可以替代石油的新能源，并研發(fā)出了純電動汽車、混合動力汽車、氫動力車等，并且技術(shù)已經(jīng)較為成熟，同時國家正在采取一系列政策鼓勵民眾購買新能源汽車，同時對相關(guān)企業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)和資金支持，促進(jìn)新能源汽車的發(fā)展和普及。車企部門可以加大對新能源汽車的宣傳，讓公眾對新能源汽車有一個具體的認(rèn)識，培養(yǎng)民眾綠色低碳環(huán)保的觀念，同時也需要完善新能源汽車的配套設(shè)施，例如合理設(shè)置充電樁、維修點等，并加大對新能源汽車現(xiàn)有問題的研究，如充電時間過長問題、電池蓄電能力下降等問題[3]，提高民眾對新能源汽車的信心。

3.3 發(fā)展綠色低碳交通

綠色低碳交通的核心是減少交通擁擠，降低能源消耗和溫室氣體排放，減少對生態(tài)環(huán)境的影響，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。綠色低碳交通系統(tǒng)由多個要素組成，主要包括公共交通、自行車交通和步行交通等[4]。在對城市用地進(jìn)行規(guī)劃時，需要根據(jù)地理位置、土地用途等可以城市用地劃分為一個個的社區(qū)，如辦公區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)區(qū)等，此時需要在社區(qū)與社區(qū)間合理設(shè)置公共交通與慢行交通，減少交通擁堵，引導(dǎo)人們綠色出行，形成以公共交通為主導(dǎo)的出行方式，例如在城市快速公交系統(tǒng)附近可以設(shè)置自行車交通，合理地減少人們出行所耗費的時間，形成一個綠色、環(huán)保、快捷的交通出行方式，減少私人機動車的出行次數(shù)，從根本上對交通需求進(jìn)行引導(dǎo)，使交通需求管理合理化，從而減少汽車尾氣的排放。

3.4 完善相關(guān)的法律法規(guī)

為了減少城市道路中機動車尾氣排放，交通部門應(yīng)完善路網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，加大執(zhí)法力度，對于排放量較高的機動車應(yīng)對其進(jìn)行限行，如早高峰期禁止其出行，減少車輛集中出行，提高道路運行效率。同時，當(dāng)?shù)貓?zhí)法部門可以根據(jù)本地機動車組成情況，掌握污染物排放情況，針對本地情況制定具體措施。

4 結(jié)論

機動車尾氣污染加劇生態(tài)環(huán)境的惡化，因此需要采取有效措施對尾氣進(jìn)行治理，這是一個長期的過程，也是改善城市居住環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。本文從道路設(shè)計、技術(shù)發(fā)展、法律法規(guī)等層面提出了 尾氣治理措施，希望可以有效緩解機動車尾氣污染現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)：

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[2]彭立新，唐孝炎，白郁華，等.天然源排放碳?xì)浠衔飳V州地區(qū)光化學(xué)污染的影響[J].中國環(huán)境科學(xué)，2000（2）：132-135.

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[4]王強，齊曉杰.低碳生態(tài)視角下哈爾濱市綠色交通及可持續(xù)發(fā)展對策研究[J].綜合運輸，2017（9）：112-114.