浅谈汽车尾气与城市空气污染

1环境工程概论课程论文浅谈汽车尾气与城市空气污染摘要：本文就汽车尾气对大气造成污染的原因、污染现状及危害进行了分析，并从政策层面到技术层面为控制汽车尾气提出了切实可行的防治措施。关键词：汽车尾气；大气污染；现状危害；防治措施Abstract:Thispaperautomobileexhaustairpollutioncausedbythepollutionsituationofthereasons,andthedamagewasanalyzed,andthetechnicalleveltolevelfrompolicyforthecontrolcarexhaust,andputsforwardpracticalmeasuresforthepreventionandcure.Keywords:Theautomobileexhaust;Airpollution;Presentsituationharm;Preventionandcontrolmeasures前言交通污染包括废气排放、噪声和振动三方面。相对而言，废气排放问题比较突出。就世界范围来说，很多发达国家的空气污染主要是交通尾气污染。我国也不例外，因为我国有着庞大的交通网络和几千万辆机动车。随着城区污染企业的向外搬迁，城市大气污染源越来越少，种类日趋单一，但由于机动车保有量的迅速增加，使得机动车排气污染在城市环境空气中的分担率不断提升，成为主要大气污染源之一。据有关部门数字统计，2009年第一季度全国机动车保有量为1.7亿多辆，平均日增3.2万辆。而另据国务院发展研究中心估计，中国汽车产业将会保持20~30年的快速增长，2020年将高达13103万辆]1[。据报道，大气污染物中，60%~70%是车辆的排放物]2[。因此，本文仅就交通对大气污染中最突出的汽车尾气排放污染进行讨论，以期引起人们的重视。因此，机动车辆是城市空气质量恶化的根本原因，空气污染是我国目前最需迫切解决的环境问题之一。1污染成因有害物质及非大气组分的物质进入大气称为大气污染。大气污染物可分为颗粒物和气态物，其中气态物占90%。由交通机动车营运引起的大气污染主要是气态污染物，其主要成分为：CO、NOx、SO2、碳氢化合物等。机动车的尾气排放是通过车辆在不同2交通设施、技术条件及工况下运行而实现的。具体来说，包括以下几个方面：1.1尾气产生机理CO、碳氢化合物是烃燃料燃烧的中间产物，主要是在局部缺氧或低温条件下，由于烃不完全燃烧而产生；NOx是火花塞点火时瞬间高温高压下空气中的N2、O2反应产物；PbO是Pb(C2H5)4作为抗爆剂加进汽油中经燃烧后生成的，混在内燃机废气中排出。1.2车辆增多、流量上升加剧大气污染汽车社会是工业社会发展到一定阶段，特别是随着轿车大规模进入家庭后出现的一种社会现象。国际上通常认为，一个地区进入/汽车社会的重要标志是每百户居民拥有汽车数量达到20辆左右。目前我国已有北京、深圳、东莞、广州等发达城市达到或接近这一标准]3[。根据世界银行的研究，国民收入每增加1%，机动车拥有量就增加1.02%~1.95%，人均国民收入达到1000~2000美元时，小汽车拥有量增长进入高峰期。目前，我国的人均GDP已超过1000美元，正在向中等收入国家过渡，可以预计，未来5~10年内，我国将有更多的城市进入/汽车社会]4[。由于各种机动车辆的大量增加，交通流量、道路扬尘密度、尾气排放量随之剧增，故大气污染上升。1.3道路结构制约、车速过低超标排放加剧大气污染我国机动车保有量急剧增加，目前的道路设计、交通路网规划不合理、交通管理体系较落后，交叉口畸形、错位，T型交叉口多，旧城道路空间狭窄，人、车、路矛盾突出，上、下班时，城区时常出现交通拥堵。大多数机动车在城区行驶时处于低速、怠速的状态，这种状态下的车辆污染物排放量比正常行驶的车辆增大许多。一般来说，车辆低速运行时，无论烟度，还是CO和碳氢化合物都比高速运行时的污染物增大50%~70%]5[，尤其当车速小于40km/h时更加严重。1.4车辆尾气排放标准低、排放高加剧大气污染据介绍，美国和日本在20世纪60年代中期开始控制新车排放，70年代中期开始推广无铅汽油，东欧在1996年开始执行02标准，泰国、俄罗斯、匈牙利等国也在1999年执行了02标准。而我国的汽车尾气排放标准低，目前执行的还是01标准。车辆污染控制水平仅相当于国外20世纪70年代的水平。汽车污染物排放比国际水平高10多倍]6[。从当前情况来看，我国汽车不但排放技术水平低、排放标准低，而且大部分车没安装整机外尾气净化装置，致使大气污染日趋严重。1.5燃油品质差、油耗高、排放高加剧大气污染我国车用燃油标准严重滞后于排放标准。目前，我国车用燃油的含硫量比发达国3家的高出3~10倍。车用燃油制约着机动车排放控制水平的提高。如2007年我国机动车“国Ⅲ”排放标准已经在全国推行。到2010年底，许多省市依然无法全面推广“国Ⅲ”油品。而欧洲在推行“欧Ⅲ”、“欧Ⅳ”排放标准时，已经配套了相应全球燃油宪章中的第三类油品，保证了车辆排气净化装置和发动机不易失效、受损，污染物排放符合要求。我国机动车燃油存在标号偏低，质量不稳，含硫量高等问题。另外，由于消费者出于对汽油价格差的考虑，很多车辆仍在使用不合压缩比标号的汽油，据了解使用90号汽油以上的汽车还不到汽车总量的50%。低压缩比降低了燃油效率，造成油品燃烧不充分而积炭增多，机械磨损严重，尾气排放恶化，大气污染加剧。1.6车辆质量差、造成高排放加剧大气污染机动车尾气排放与其发动机、喷油器、气阀、活塞、正时皮带、曲轴等部件的质量和精度有关。如喷油器喷射质量不良，排气管排出的尾气量大且为黑烟；活塞精度不高，易造成气缸密封性差，气缸的压力达不到正常压力的80%，排气管排出的黑烟浓并伴有蓝烟，等等。此外，供油开始时间过迟，气门开启的高度降低、喷油泵调试不当等都会造成机动车尾气的大量排放。当今我国汽车制造业虽然采用了提高压缩比、多气门和可变配气系统、增压、空燃比传感器/氧传感器、进气道汽油喷射、气缸内汽油直接喷射、稀混合气分层燃烧、EGR等技术，并配合三效催化剂等排气后处理技术。这些技术措施对控制排放比较有效，但与发达国家相比还有明显差距。国产汽车耗油高、排放高。据悉，我国在用车在实际使用条件下，碳氢化合物和CO的平均排放因子均为美国同型在用车的4~5倍，是欧美新生产车的10倍以上。所以说汽车制造业整体科研、技术水平低是我国机动车高污染状况的根本原因。1.7监管职责不够清晰各部门分工合作机制尚不明确。目前，我国机动车尾气污染控制的大部分工作由环保部门负责，其它部门的职责在《大气法》中的规定仍不明确。各级尾气污染控制机构没有设立虽然部分地市已经成立机动车尾气污染常设专职机构，但管理模式分散，协调机制不完善。部分地市尾气监管职能由环境监测机构或环境监察机构代为执行，在协调联系各级各部门开展具体监管实施中存在一定的困难。2污染现状机动车以燃料为动力，不论是烧汽油还是柴油，在燃烧过程中会不断排放尾气，4而尾气中含有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、可吸入颗粒物(PM10)等有害成分，这些污染物中本身就有很强的毒性，有的还可通过相互作用形成二次污染。长期暴露在这些化学物质浓度较高的空气中，对人及动植物的健康危害非常大。2009年环境监测显示，全国机动车排放污染物5143.3万吨，其中一氧化碳(CO)4018.8万吨，碳氢化合物(HC)482.2万吨，氮氧化物(NOx)583.3万吨，颗粒物(PM)59.0万吨。表明机动车尾气污染对我国城市环境空气质量、市民健康与城市形象的影响日益严重。机动车拥有量逐年增加，使我国一些大中城市的空气污染逐步由煤烟型转向汽车型。汽车源污染的严重性正在日益增加，其对大气污染所占的比重、特别是大城市正在发生结构性变化。如北京市机动车尾气排放对大气污染物中CO、NOx、碳氢化合物的分担率分别为63.4%、46%和73.5%。上海市中心地区机动车尾气排放对大气污染物中CO、NOx、碳氢化合物的分担率分别为86%、56%和96%。广州、天津、重庆等许多大中城市也出现类似情况]7[。机动车尾气污染物CO、NOx、碳氢化合物等已成为我国大气污染的主要污染源。2005年全国SO2排放总量达2549万吨，居世界第一，比2000年增加了27%。酸雨频率大于40%的城市比例由2000年的52%上升至2005年的63.9%]8[。据对2005年全国522个城市空气质量监测结果分析，达到国家环境空气质量一级标准的仅有22个城市，占统计城市数的4.2%；达到二级标准的有293个城市，占统计城市数的56.1%；处于中度或重度污染的有207个城市，占统计城市数的39.7%。从环境变化的趋势看，大气污染向上升化方向发展。据国家环保总局报道，2005年我国机动车尾气排放在城市大气污染中的分担率将继续提高，可达到79%左右。最为严重的是那些人口超过200万的特大城市。3污染危害汽车排放对大气的危害汽车排放破坏大气生态循环系统：汽车排放造成的大气污染会破坏臭氧层，臭氧层的破坏造成太阳辐射过强，引起温室效应，导致高温天气，使全球水蒸发加快，进而改变气流的循环，从而气候变化加剧，引发热浪、飓风、洪涝及干旱。此外，汽油燃烧释放出的二氧化硫和氮氧化物在大气中分别转化成硫酸和硝酸，导致酸雨。酸雨不仅增加土壤酸度、破坏生态系统的平衡，而且还腐蚀建筑材料、金属构件和油漆等等，使建筑物、公路以及名胜古迹遭受损害。欧洲经济委员会的报告书称，因酸雨危害造成的经济损失额相当于全世界每人损失2~10美元。54防治措施4.1控制汽车数量我国许多大中城市汽车的实际数量已经“超载”，针对机动车数量过多的现象，政府可采取宏观调控方法提高汽的价格，适当减少汽车的购买量，同时促进小型制造汽车的企业的转产，把汽车的数量控制在城市生态平衡允许的范围内。同时大力促进公共汽车、地铁等公共交通事业迅速发展，为市民提供良好的公共交通基础设施。此外，政府还应继续控制驾驶证的发放，逐步增加考核难度从而进一步汽车限制保有量的不断增加]9[。4.2大力加强I/M(检查/维护)制度控制在用车排放污染的策略中，目前世界公认最有效的措施是实施I/M制度。I/M制度是InspectionandMaintenanceProgram的缩写，其含义为在用车的检查/维护制度。它的作用主要表现在两个方面：一是它可以识别出有系统故障从而导致排放超标的高排车；二是它可以确定机动车的故障根源，对车辆进行维修，并督促车主加强维护，从而使机动车在其整个生命周期中，控制排放技术能一直发挥效用。汽车的发动机随着行驶里程的增加会出现燃烧室积碳、气缸压力减小、气门间隙变化、点火正时不准等现象，直接影响发动机燃烧质量，尾气排放的净化能力也会逐渐下降，从而造成汽车尾气排放恶化。通过对在用车的排放进行定期检测和随机抽查，促进车辆进行严格的维修、保养，使车辆保持正常的技术状态，稳定达到出厂时的排放水平。目前全国各地正在推广稳态工况法检测法，相比于双怠速法，该检测方法能够准确的模拟机动车运行的真实情况，同时对NOX的排放测定更为准确]10[。4.3实行对在用机动车定期检测和抽测制度环保部门与交警部门应密切配合针对部分路段车流密度大、不易设点路检而黑烟车又相对较多的实际，开展道路巡查，消除路检、抽检的工作盲点；加强对环保检测机构的管理，保证检测数据准确可靠。鼓励采用简易工况法、红外遥测等先进手段对在用车辆实施定期检测，并将检测信息纳入机动车年检系统，从根本上解决车主的作弊问题。4.4实施环保分类标志管理，加速淘汰高排放车辆加快实施在用机动车环保分类标志管理是汽车尾气污染控制的重要抓手。广东、北京、上海、南京等多个省市已制定了环保标志分类管理办法，国家环保部也在近日发布了《关于印发机动车环保检验合格标志管理规定的通知》(环发[2009]87号)，6为统一全国环保标志，实施区域限行打下基础。北京在奥运会期间通过奥运环保标志的管理、全面禁行“