机动车尾气对大气环境的污染现状与治理

机动车尾气对大气环境的污染现状与治理

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机动车尾气对大气环境的污染现状与治理摘要：本文介绍了机动车尾气污染物的危害性和影响因素以及国内外常用的尾气排放控制技术。通过法律法规和技术两个层面对机动车尾气污染的治理方法进行陈述。

关键词：机动车尾气环境污染治理方法

随着汽车工业的发展，世界汽车年产量已达8000余万辆，废气污染在严重地威胁着人类的生态环境。美、欧、日等发达国家已先后制订了严格的汽车排放法规，汽车生产商也先后投入巨额资金对汽车废气污染进行控制和改进，目前已取得了相当的成就，值得我们借鉴。

我国的汽车工业还十分落后，废气污染十分严重。例如，广州市目前的机动车(包括摩托车)数量约为1400余万辆，仅为洛杉矶和东京的

1/4，但其污染物的排出量却与这两个城市的总量相当，每天排放到大气的有害物质所产生的大气污染十分严重，已出现了类似洛杉矶40年代初期所发生的光化学烟雾[1]征兆，同时已成为全国上呼吸道和肺癌的高发病率区，严重地威胁着市民的身体健康和生态环境。

1、机动车尾气的主要成分以及危害性

汽车排放污染物中含有大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、铅、碳微粒和其他杂质粉尘等，这些物质对人类和整个生态环境危害极大。

一氧化碳(CO)[2]与人体血液中的血红素有很强的亲和力，使血液丧失对氧的输送能力而产生缺氧中毒。当环境中CO的浓度超过

100ppm(100×10-6)时，人体就会产生头晕、乏力等不适感；随着CO浓度的增加，会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状；当CO浓度超过

600ppm时，短期内会引起窒息死亡。

汽车废气中排出多种氮氧化物(NOx)[3]，其中一氧化氮(NO)与人体血液中血红素的亲和力比CO还强，两者结合后会产生与CO相似的症状，一般情况下对人体的眼睛、鼻子、咽喉、支气管和肺部等会带来更大的损害，严重时至人于死地。

碳氢化合物(HC)为燃油未经完全燃烧后排出的气体，具有一定的毒性和易燃易爆的特性，其中的苯类物质又具有致癌作用[4]。

HC与NOx在阳光下极易发生光化学反应[5]，形成以臭氧(O3)和以醛类为主的光化学烟雾。当O3达到一定浓度时，会令生物在短期内发生高温氧化而脱水死亡；醛类有机物带有毒性，对眼睛和呼吸系统有强烈的刺激作用，严生的会导致中毒死亡。

二氧化硫(SO2)[6]为燃油中的硫燃烧后的生成物，人体吸入SO2后，即产生咳嗽、咽喉肿痛、呼吸困难、胸闷、四肢乏力，进一步会引起支气管炎、肺炎和心脏病等，严重的会导至人畜死亡。SO2还极易与大气中的水蒸气结合生成亚硫酸烟雾，达到一定积聚量后便形成酸雨，使水土酸化，破坏林木、植物的生长。故此，应尽量减少燃油中的含硫量。

铅(Pb)为一种有毒的金属，它由燃油中的铅化物添加剂(如四乙铅)经高温燃烧后还原而成的铅微粒。铅与血液中的血红素结合后，使血红素产生异变。当血液中的铅含量达到一定的程度时，会积聚于肝、肾、大脑和脊髓中，严重地破坏人体的神经系统和造血功能。

碳微粒和其他杂质粉尘是柴油机的主要排放物，由于其粒径极小，约为0.01～0.2um，能长期悬浮于空气中，易于通过呼吸系统而沉积于肺泡内，极具致癌作用。

铅、碳微粒和其他杂质粉尘等因粒径极小，SO2又具有胶粘性，特别是铅微粒，因无法燃烧，一旦被吸附在催化剂的表面上，便令三元催化净化器丧失催化功能，此即为三元催化净化器的铅中毒[7]。

2、机动车废气排放物的影响因素

汽车废气中CO、HC和NOx三种有害气体的影响因素比较多，主要为可燃混合气的空燃比，点火提前角、发动机的负荷和转速以及发动机的内部结构等。

2.1可燃混合气空燃比的影响

空燃比(A/F)[8]对CO、HC和NOx的影响见图1。在理论空燃比附近，CO 曲线有一个拐点，当A/F减少时，可燃混合气过浓，燃油无法充分燃

烧，CO生成物便急剧增加；当A/F增大时，氧含量充足，燃油可以充分燃烧，使CO生成量减少，而且比较稳定。

2.2点火提前角的影响

随着点火提前角[9]的增大，HC和NOx生成物都会急剧增加，其原因与燃烧时的速度、压力、温度等有关，当点火提前角增大到一定值后，由于燃烧时间过短，HC和NOx生成量便有所下降。当然，正确的调整点火正时是非常必要的，过迟的点火提前角会使发动机动力下降，油耗增大，工作不稳。

2.3发动机负荷和转速的影响

由于NOx是高温燃烧时的生成物，当发动机的转速和负荷提高时，使气缸的燃烧温度升高，NOx生成量随之增大，CO和HC的生成量稍有增加，但影响较小。

碳微粒的影响因素主要有空燃比、发动机的温度、转速和负荷以及燃烧室的形状[10]，燃油的雾化情况等。空燃比过浓，温度过低，均不利于燃油的雾化和燃烧，使碳微粒生成量增加；发动机转速和负荷增大，使燃烧温度提高，有利于完全燃烧，使碳微粒的生成量减少。

SO2和Pb微粒的生成主要与燃油中的含硫量和铅化合物的加入量有关。因此，往往对燃油中的最大含硫量作了限制，推行使用无铅汽油[11]。

2.4发动机的内部结构的影响[12]

车用发动机在正常运转情况下，HC的生成区主要位于汽缸壁的四周处，故对整个气缸容积来说是不均匀的，而且对排气过程而言HC的分布也是不均匀的。在发动机一个工作循环内，排气中HC的浓度会出现两个峰值，在这个阶段会对产生大量的污染物。

3、机动车尾气污染的控制对策

3.1从政策法规层面上治理

新生产的机动车尾气是否能够达标[13]排放,关系到整个机动车尾气污染防治工作能否正常进行。为此,各级经贸、质监部门必须从源头抓起,把尾气排放是否达标做为汽车能否出厂的硬性指标,适当提高新生产机动车尾气的排放标准,大力淘汰尾气排放超标的机动车辆生产线,鼓励生产厂家采用多种能够降低车辆尾气污染物排放的控制技术,从源头上控制车辆尾气污染。

中国机械工业联合会副会长、中国汽车工程学会理事长张小虞在海南环保汽车论坛[14]上指出，随着环保意识与日俱增，环保汽车将成为未来汽车行业的发展趋势。环保是汽车工业必须跨越的关口。从汽车诞生那天起，汽车工业就面临环保、能源消耗和安全问题，中国要从汽车大国变为汽车强国，就必须跨越这三道关口，为消费者提供环保型汽车。再者，现代柴油机[15]在车用动力中占据着越来越重要的地位，动力性高、经济性好、节能、环保的优点日益显现。我国柴油汽车大幅度增长，对改善我国大气环境，推进我国汽车清洁化具有十分重要的现实意义。