汽车排放污染物的检测

第五章汽车排放污染物与噪声的检测

第一节汽车排放污染物的检测

一、汽车汽车排放污染物及其危害

1．汽车排放污染物的主要成分

汽车的排气中包含许多成分，其中基本成分是二氧化碳、水蒸气、过剩的氧气以及存留下的氮气。它们是燃料和空气完全燃烧后的产物，从毒物学的观点看排气中的这些成分是无害的。除上述成分外，汽车排气中还含有不完全燃烧的产物和燃烧反应的中间产物，包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NO X)、二氧化硫(SO2)、固体颗粒(炭烟)及醛类等。这些成分的质量总和在汽车排气中所占的比例不大，例如汽油车中只占5％，柴油车中还不到1％，但它们中大部分是有害的，或有强烈刺激性的臭味，有的还有致癌作用。因此被列为有害排放物。

在相同工况下，汽油车的CO、HC和NO X排放量比柴油车大，因此目前的排放法规对汽油车主要是限制CO、HC和NO X的排放量。柴油车对大气的污染较汽车轻很多。柴油机燃烧时混合气形成的时间短，在空气不足或混合气不均匀的情况下，主要是产生炭烟污染，因此排放法规主要是限制柴油车的炭烟排放。

2，汽车排放物的主要来源

汽车排放物主要有三个来源；

①发动机排气管排出的废气(尾气)。汽车排放的有害污染物中约有55％的HC和绝大部分的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NO X)、二氧化硫(SO2)、固体颗粒(炭烟)排放等都是由排气管排出的。

②曲轴箱窜气。曲轴箱窜气的丰要成分是HC(占HC总徘放量的20％—25％)，其余还行C0、N0X、SO2等成分。

③汽油蒸气，主要是由于汽油车的燃油系统的汽油蒸气敌人到大气中。主要成分为HC，约占总排出量的20％。

3．汽车排放物的危害

(1)一氧化碳

汽车排放中的CO是燃料不完全燃烧的产物。当发动机混合气过浓或燃烧质量不好时，易生成。CO是一种无色无味的有毒气体。它进入人体后极易与血液中的血红蛋白结合。CO与血红蛋白的亲和力是氧的300倍。因此，CO可使血液携带氧的能力降低而引起缺氧。CO被人体大量吸入后会使人感觉恶心、头晕及疲劳，重时会使人窒息死亡。

(2)碳氢化台物(HC)

汽车废气中的HC是多种碳氢化台物的总称，是发动机未燃尽的燃料分解或供油系统中燃料的蒸发所产生的气体。单独的HC只有在浓度相当高的情况下才会对人体产生影响，一般情况下作用不大。但HC能引起光化学反应生成光化学氧化剂，且生成甲醛，形成烟雾，对人的眼、鼻和咽喉酞膜有较强的刺激作用，严重时可致癌。

(3)氮氧化物

排放中的氮氧化物主要是NO2和NO，通常可概括表示为NO X。主要是高温燃烧过程中空气中的氧和氮化合而成，燃料中的含氮化合物也会部分形成氮氧化物排放。汽车尾气中直接排出的氮氧化物基本上都是NO。汽油车排出的氮氧化合物中，NO占99％，而柴油车排出的氮氧化合物中NO2的比例较大。NO从发动机刚排出时，其毒性较小，但排出后NO在大气中被氧化成剧毒的NO2，这一过程一般需要几个小时。若空气中有强氧化剂如臭氧，则氧化过程变得很迅速。NO2是一种刺激性很强的污染物。它能刺激眼、麻醉嗅觉，甚至引起肺气肿。(4)二氧化硫

汽车排气中SO2的含量与燃料中的含硫量有关。一般来说，柴油机比汽油机的SO2至多些。SO2对发动机使用催化净化装置有破坏作用，即使少量的SO2堆积在催化剂的表面，也会降低催化剂的使用寿命。同时SO2是生成柴油机排放微粒的原因之一。但总的来说，与其他发生源(如燃煤)相比，汽车排放的SO2所占的比例很小。从大气污染角度看，不是汽车排放的主要问题。

(5)微粒

所谓微粒是指排气中的铅化物、炭烟和油雾的总称。

①铅化物

在车用汽油中，为了改善汽油的品质，曾采用添加各种铅的化合物．例如添加四乙铅，来提高汽油的辛烷值和抗爆性。在高压缩比、高性能的汽油机上，大都使用添加四乙铅的高辛烷值汽油。可是这种含铅的高辛烷值汽油燃烧所生成的铅化物从发动机排出后，成为污染大气的有害物质。如果人们吸入这种气体时，铅将在人体内逐渐积累造成危害。另外，汽油中添加的铅还会使催化剂中毒，影响催化反应器的转化效率和使用寿命。为了防止铅污染，近年来许多国家开始采用无铅汽油。

②炭烟

炭烟是燃料不完全燃烧的产物。发动机的炭烟土要是直径为0．1~10微米的多孔性炭粒构成。燃烧中各种各样的不完全燃烧产物，可以以多种形式附着在多孔的活性很强的炭粒表面。这些附着在炭粒表而的物质种类繁多，其中有些是致癌物质。

(6)臭味

臭味是多种成分引起的，除了O3和N02以外，燃料的不完全燃烧产物，如甲醛、丙烯醛等，也有臭味。臭味不仅使人感觉难受，它还刺激人的眼睛等。

二、检测标准

为限制汽车排气污染物的排放量，世界上许多国家都制定了限制汽车排放的法规。美、日等国对汽车排放限制最为严格。我国在吸收发达国家的成功经验后，制定了一条适合我国国情的汽车排放标准技术路线：对汽油车先实行“怠速法”控制，再实施“强制装置法”，即对曲轴箱排放和燃油蒸发排放进行控制，最后实行工况法控制；对柴油车则是先“实行自由加速法”及“全负荷法”控制烟度，然后再与汽油车同步实施工况法，第三步制定柴油车颗粒物排放标准。

我国于1982年颁布了大气质量标准，从1983年开始陆续制定并颁布了汽车排放限制标准。1984年实施了汽油车怠速排放、柴油车自由加速烟度、汽车柴油机全负荷烟度等6项排放限值和测量方法标准。1989年颁布了轻型车排放限值和测量方法标准。1990年实施了汽车曲轴箱排放限值标准。1993年对过去发布的部分标准进行了修订，并新颁布了车用汽油机排放、汽油车蒸发排放和摩托车排放限值及测量方法标准。1999年我国开始了新一轮的排放标准修订工作，并颁布了对新型车辆的型式认证和产品一致性试验排放限值国家标准。2000年12月颁布了《在用汽车排气污染物限位及测量方法》，2001年4月16日，国家环境保护总局与国家质量监督检验检疫总局联合发和了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(I)》(GBl8352．1—2001)、《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(II)》(GBl8352．2—2001)和《车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法》(GBl7691一2001)最新的国家标准，并取代了原有的多项重叠的机动车污染物排放标准和测量方法标准。

排放标准可分为型式认证试验标准、产品一致性试验标准和在用车检测标准。其中，型式认证试验标准适用于对新设计车型的认证试验；产品一致性试验标准适用于从成批生产的车辆中任意抽取一辆或若干辆进行的抽样试验；在用车检测标准适用于对在用车的年检及抽样检测。

一般而言，型式认证试验标准严于产品一致性试验标准，但这种排放标准有合二为一的趋势；而在用车的排放检测标准通常与该车型生产时所达到的新车排放标准相对应。