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关键词:汽车尾气;防治对策
随着经济的高速发展,汽车已经是人类不可缺少的交通工具,但汽车尾气却是大气的主要污染源。环保和节能,是当今和未来经济社会发展中人类面临的重大课题。汽车尾气是空气污染的主要因素,我国城市大气污染中,汽车尾气排放所占比例已超过70%,因此,加强汽车排放治理刻不容缓。
一、汽车尾气的有害成份与危害
汽车排放的尾气,除空气中的氮和氧以及燃烧产物CO2、水蒸汽为无害成份外,其余均为有害成份。在这些物质中,对环境污染大的危害物质有一氧化碳,碳氢化合物,氮氧化合物,铅和碳烟。
一氧化碳可与血液中的血红素结合,阻碍血液吸收和输送氧气、危害中枢神经系统造成机体中毒死亡。碳氢化合物会与氧化氮起光化反应生成臭氧、醛等毒性很强的烟雾状物质。它不仅危害人们与动物,而且使生态环境遭到破坏,严重影响农作物的生长,使农业减产,同时还具有致癌作用。NOx是NO及NO2的总称,其中NO与血液中的血红素的结合能力比CO还强。容易使人们中毒而死亡。NO2是产生酸雨和引起气候变化、产生烟雾的主要原因。成为汽车尾气的排放公害。
汽车尾气排放的颗粒物,一般是由直径为0.1~40μm的多孔性炭粒构成。它能粘附SO2及苯芘有毒物质,对人们呼吸道极为有害(颗粒度较大的炭粒能迅速沉淀,不易从肺部排出)。甘肃省称该省癌症死亡率上升趋势更加明显,比全国平均死亡率高出56.02%,其中肺癌发病率居全国之首,而城市比农村平均高出大约20%,而大气污染是导致肺癌产生的重要原因。
二、汽车尾气治理的主要措施
机动车污染防治工作应通过行政、管理、技术等综合手段,最大限度地控制污染上升势头,使城市环境质量保持“稳中趋好”的态势。
1、加强行政管理,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染
(1)不断提高我国的汽车排放标准,强化新车准入制度。对不符合排放标准的新车采取“三不”措施:不准出厂、不准销售和不准上牌;促使各汽车企业加紧对节能减排汽车的开发。
(2)加强在用车的维护保养。在用车检查和维护制度(I/M制度)对于减少汽车污染非常重要,应通过制定严格合理的I/M制度、改进检测与维修设备、明确管理部门职权、加强人员技术培训等方面的工作,进一步完善我国的I/M制度,使其发挥出应有的功效。同时,加强道路绿化建设,也是减轻环境污染的有效途径。加速城市道路建设,改变人、车混行状况,加宽路面以提高车速,减少车辆在道路上行驶时间,同时应提高人行道树绿化程度,以过滤汽车尾气和道路尘埃减轻环境污染。
(3)通过合理方式加速老旧车辆的淘汰。我国老旧汽车排放控制水平较低,随着车辆使用时间的延长,其排放性能还会进一步恶化,使得老旧汽车在污染物排放总量中所占比重将越来越大。由于自然淘汰速度太慢,而强制淘汰又难以公平合理,因此,对达不到政府规定的排放标准和安全标准要求的车辆,采取合理的措施加速老旧车辆的淘汰就显得尤为重要。杭州市近日出台了“高污染机动车辆提前淘汰补助实施办法”,杭州市政府将拿出1亿元通过政府补贴的形式,鼓励高污染车辆提前淘汰。
(4)解决交通拥堵问题,为汽车使用创造好的外部环境。交通拥堵是造成汽车尾气污染大的重要原因。我们应通过多种方式,如提升城市功能,发展快速公交系统,改善交通模式,建立科学、智能的交通管理体系,大力进行交通基础设施建设,尤其是加速轨道交通,如地下铁道或地上环城铁路等,不断改进交通状况。
(5)实施税收等经济激励政策。根据“谁污染,谁治理”的原则,对用车人增加汽车构造税、对排污车辆增加排污费的征收强度。对提前达到下一阶段排放标准的汽车实行税收优惠,鼓励大家购买污染小的汽车。
2、提高汽车尾气的净化处理技术
(1)汽车燃油的改用
降低汽车尾气排放最根本的途径是改变汽车动力。如采用无铅汽油代替有铅汽油,采用绿色燃料--“大豆柴油”等新的配方汽油;在油品中加入微量阻燃剂及表面活性剂等,使油料在燃烧时反应完全,达到节能、减排的效果;使用电力、压缩天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等,在尾气排放中,CO和碳氢含量随之下降,可减轻对大气环境的污染。
(2)改善现有的汽车动力装置系统和燃油供给系统,减少尾气污染物的排放量。主要通过减少喷油提前角,降低发动机工作的最高温度(1500摄氏度),使NOx的生成量减少;改善喷油器的质量、控制燃烧条件(燃比、燃烧温度、燃烧时间),使燃料燃烧完全,从而可减少CO、HC和煤烟;调整喷油泵的供油量,可降低发动机的功率,使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧;调整曲轴箱通气系统的设计,将从汽缸窜入曲轴箱的气体(主要是未燃气体)再循环进入歧管,使其再次燃烧,降低对大气的污染;调整蒸汽排放控制系统设计,将化油器浮子室中的汽油蒸发汽引入进气系统,而将油箱中的蒸发汽引入储存系统,可减少污染物的排放。
(3)采用机外净化技术对汽车产生的尾气进行净化以减少污染
机外净化技术是目前广泛采用的适用于大量在用车和新车的净化技术。当前世界上控制汽车尾气排放的最有效的技术是电子控制燃油喷射系统加三效催化剂。三效催化剂多采用堇青石蜂窝陶瓷为载体,活性氧化铝为涂层,以贵金属Pt、Pd、Rh为活性组分。当汽车废气通过净化器的通道时,一氧化碳和碳氢化合物就会在催化剂铂与钯的作用下,与空气中的氧发生反应产生无害的水和二氧化碳,而氮氧化合物则在催化剂铑的作用下被还原为无害的氧和氮。为了充分发挥三效催化剂的效率,必须要使汽车发动机的空燃比(充入气缸的空气量与进入气缸燃油量的重量比值)接近理论上的比值,才能保证燃料燃烧完全。所以,三效催化式净化器要与车上的电子计算机控制系统连在一起使用,用氧传感器检测排气中的氧浓度,将信息反馈到计算机,再由计算机去控制空燃比。
三效催化剂具有活性高、寿命长、净化效果好等优点,可Pt、Pd、Rh等贵金属价格昂贵,且易发生铅中毒,因此很难推广。含稀土的汽车尾气净化催化剂价格低、热稳定性好、活性较高、具有较好的抗中毒能力,使用寿命长,引起人们的广泛关注。稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物,其中氧化铈是关键成份。由于氧化铈具有储氧能力,能有效地控制尾气的组分,在氧化气氛中储氧,在还原气氛中供氧,以保持催化剂较高的催化活性。
随着新技术的发展,纳米技术成为进一步提高催化剂载体表面积和优化内部结构的新的突破口,能使制备出的催化剂表现出一些特殊的物理效应,如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效益等,从而大大提高催化剂的催化效能和寿命。
总之,治理我国汽车尾气环境污染需要一个漫长的过程,它不但要依靠国家的政策、法律、法规,而且还要通过社会和个人的努力来完成。相信只要人人从自我做起,从今天做起,树立环保意识,积极加入保护环境的行列,那么蔚蓝的天空、清澈的河流将会再次展现在世人的面前。
参考文献:
【关键词】机动车;尾气污染;防治
随着城市不断增长,交通迅速发展,机动车数量大大增加,由此引起的生态与环境问题日益突出,因而城市空气污染也越来越严重,不断影响着城市市民的工作与生活,成为目前社会较关注的热点问题。目前中国大型城市机动车污染物排放总量已经超过发达国家同类城市。机动车尾气排放高度低,直接危害的人口众多,造成局部地区机动车污染的问题也日趋严重。
1 机动车尾气污染及其危害
1.1 污染现状
机动车尾气的污染物主要包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、二氧化硫、铅和固体颗粒物等,其中一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物是主要污染物。据统计,2003年全国机动车排放的挥发性有机物、一氧化碳和氮氧化物总量分别是1995年的2.51、2.05和3.01倍[1]。我国城市大气污染正由煤烟型污染向机动车尾气污染转变。
1.2 对人体健康的影响
机动车尾气污染损害人体呼吸系统[2],导致暴露人群慢性气管炎、支气管炎、呼吸困难的发病率增加、肺功能降低,还可对人体的心血管系统、神经系统、免疫系统和生殖功能造成危害。刘美娟[3]等研究得出住房沿街可使儿童持续咳嗽和喘鸣发病率增高,随着住房与交通干线距离的接近,儿童呼吸系统疾病的发病率也呈增高趋势。
2 国内外机动车尾气污染控制回顾
2.1 机动车尾气污染控制法规不断推出
随着汽车工业的发展和人们认识的加深,各国政府都制定了限制汽车尾气污染物的法规。美国政府30年来不断提重污染地区的新车和在用车尾气排放标准;国内从国家、省、市各级层面也出台了相应的标准、法规,《大气污染防治法》明确规定省、自治区、直辖市人民政府环境保护行政主管部门对机动车尾气污染实施统一监督管理;南京市2010年经市人大批准实施了《南京市机动车排气污染防治条例》。
2.2 采取经济补偿手段推进机动车尾气污染控制
机动车尾气污染影响城市空气环境质量,危害人体健康,政府应当综合采取法律、行政、技术和经济手段,控制机动车尾气污染。其中,在采取限制高污染车辆行驶等行政措施外采用经济补偿手段促使高污染机动车改造及淘汰更新是可行有效的选择。北京市政府资助对9000余辆公交、环卫、邮政、城市配送等运输柴油车进行了改造,对组建绿色车队给予贷款贴息,新增更换绿标货车2万余辆,政府提供1400余万元补助国Ⅴ与国Ⅳ标准车差价,提供500余万元补贴国Ⅴ与国Ⅳ标准油品差价,同时,加大对黄标车提前淘汰的补贴力度。
2.3 利用现代化的技术手段控制机动车尾气污染
一是汽油机的机内净化技术不断进展,利用废气再循环技术、稀薄燃烧技术、控制进气、改善排气技术、自动控制技术等控制机动车尾气排放。如日本雷克萨斯轿车,先后采用机电控制式和电脑控制式的废气再循环装置,优化整个汽油机工作范围内废气再循环。二是汽车尾气净化装置与技术不断涌现。各国都先后开发出排气后处理技术,即在废气排入大气前,在不影响或少影响其他性能的同时,降低有害废气的排放。三是将先进技术如激光遥感监测技术等应用于汽车尾气排放检测。
3 国内机动车尾气污染控制存在的主要问题
3.1 现有机动车尾气污染法律法规不能满足需求
《中华人民共和国大气污染防治法》对机动车尾气污染管理作了原则上的规定但可操作性不强,由于各地机动车尾气污染防治法律法规建设滞后,导致对新车注册登记管理、机动车I/M(检测/维修)制度建立、简易工况法定期检测、环保标志管理等工作缺乏法律依据,推动困难。
3.2 省级环保部门不能从新车生产源头控制尾气污染
省级环保部门对机动车生产及进口环节尾气污染控制缺乏监督。机动车尾气污染控制包括生产、进口、销售、使用、维修乙级车用燃料管理等六大环节。目前,生产、进口环节主要由国家环保部直接管理,省市一级环保部门管理的重点是对在用车的管理,难以对机动车生产及进口等源头环节尾气污染进行有效监督,致使新车生产尾气污染控制监督力度不足。
3.3 机动车尾气污染控制协调机制不健全
《大气污染防治法》明确规定,省级环保部门对在用机动车尾气污染进行统一监督管理。但由于在用机动车管理的特殊性,环保部门必须依赖公安、交通、质监、工商等部门的大力支持和协作。由于缺乏协调机制、缺少相应的监督评价环节,环保部门如何行使“统一监督管理”权、其他职能部门如何履行职责等问题都无法有效解决。从而造成在具体工作中,一些部门缺乏监管的主动性、积极性,致使环保部门对机动车尾气污染实施统一监督管理存在诸多困难,制约了机动车尾气污染控制工作的开展。
4 结论与建议
4.1 加强机动车尾气污染防治法规建设
《大气污染防治法》等法律法规对机动车尾气污染管理作了规定,但随着科学技术的进步和治理手段的改进提高,根据各地实际情况,还应不断完善、配套有关法规、标准,明确政府各个职能部门在机动车尾气污染控制工作中的职责、职能,建立健全机动车尾气污染控制协调机制。
4.2 实施在用机动车环保标志分类管理,逐步淘汰高排放车辆
采用年检、路检、入户抽查等方式加强对在用机动车尾气污染的日常监督管理,首先在省会城市、直辖市等地实施简易工况法定期检测,在其他城市根据实际情况逐步推广。对在用机动车实施环保标志分类管理,加速淘汰老旧车辆和黄标车,对高排放机动车采取限制区域、限制时间的交通限行措施。
4.3 加强对新车型式核准和生产一致性检查
目前,机动车生产及进口等源头环节尾气污染控制由国家环保部统一进行监管,每年国家环保部根据各省、自治区、直辖市上报的本年度生产新车的尾气排放状况进行抽检。建议国家环保部从部分城市试点逐步将新车生产一致性核准下放到省级环境保护行政主管部门,加强环保部门控制机动车尾气污染的主动性。
4.4 提高燃油质量
机动车环保技术的发展要有高品质的燃油来保证。各地在汽油无铅化的基础上,要严格贯彻执行国家燃油质量标准,质监部门要加强对燃油市场和加油站车用油品的质量监督和抽查检测,保证车用燃油达标。
4.5 提高道路通行能力,大力发展城市公共交通网络
应该加快发展以轨道交通、公交车为主的城市综合交通体系,方便市民出行,采取一定的措施控制私家车进入中心城区的频率。
参考文献:
[1]黄远峰,罗澎,何龙等.深圳市机动车氮氧化物排放、环境空气污染预测和控制对策[J].中国环境监测,2001(1).
关键词:机动车尾气 排放特征 控制措施
我国已连续3年成为世界机动车产销第一大国,机动车尾气污染已成为我国空气污染的重要来源,是造成灰(雾)霾、光化学烟雾污染的重要原因,并直接对人体健康构成危害,机动车污染控制的紧迫性日益凸显。
一、汽车保有量及排放分类
近5年来,我国汽车保有量年平均增长超过1600万辆。2011年全国汽车产、销量为1841.9万辆和1850.5万辆,2012年我国汽车产、销量更是达到了1927.18万辆和1930.64万辆。按照国际通行标准,进入汽车社会的标志是每百户家庭汽车拥有量超过20辆。当前我国民用汽车拥有量为1.06亿辆,按一家三口计算,每百户家庭汽车拥有量已超过20辆,正式迈入了汽车社会。
2011年的全国机动车保有量与1980年相比增加了30倍,达到20754.6万辆。按排放标准分类,达到国IV及以上标准的汽车占汽车总保有量的5.7%,国III标准的汽车占48.0%,,国II标准的汽车占19.8%,国I标准的汽车占17.0%,其余9.5%的汽车还达不到国I标准。按环境保护标志分类,“绿标车”占83.6%,高排放的“黄标车”仍占16.4%。
二、机动车尾气排放特征
随着机动车保有量的快速增加,我国城市空气开始呈现煤烟和机动车尾气复合污染的特点,直接影响群众健康。2011年的全国机动车与1980年全国机动车相比尾气排放总量增加了14倍。
2011年,全国机动车排放污染物4607.9万吨,比2010年增加3.5%,其中氮氧化物(NOX)637.5万吨,颗粒物(PM)62.1万吨,碳氢化合物(HC)441.2万吨,一氧化碳(CO)3467.1万吨。汽车是污染物排放总量的主要贡献者,其排放的NOX和PM超过90%,HC和CO超过70%。
按排放标准分类,占汽车保有量9.5%的国I前标准汽车,其排放的4种主要污染物占排放总量的40.0%以上;而占保有量53.7%的国III及以上标准汽车,其排放量还不到排放总量的25.0%。按环境保护标志分类,仅占汽车保有量16.4%的“黄标车”排放了63.7%的NOX、86.6%的PM、55.9%的CO和60.4%的HC。
三、尾气污染的危害
机动车尾气主要污染物为一氧化碳CO、碳氢化合物HC、硫化物、氮氧化物NOX及颗粒物PM。
一氧化碳主要由气缸内燃料不充分燃烧形成的,它经呼吸道进入肺部被血液吸收,与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白,降低血液的载氧能力,使人体组织血液中含氧量减少,引起头痛等症状,重者窒息死亡。
氮氧化物市在发动机压缩冲程的末尾阶段,在气缸高温和火花塞放电作用下产生的。氮氧化物会刺激人的眼、鼻、喉和肺,进入人体肺部后能形成亚硝酸和硝酸,对肺部产生剧烈的刺激作用,形成高铁血红蛋白,增加肺部毛细血管的通透性,最终形成肺气肿。同时可增加病毒感染的发病率,诱发肺细胞癌变。
硫化物是燃料中的含硫杂质在气缸内燃烧形成的。大量的硫化物进入大气层后经氧化等作用形成酸雨对土壤和水环境造成危害,影响农作物和森林植物的生长。部分硫化物还会形成悬浮颗粒物,随人的呼吸进入肺部,对肺部直接造成损伤。
碳氢化合物主要是由燃料中的碳氢化合物不完全燃烧产生的,属会发现有机化合物,它和氮氧化物容易在太阳光下产生光化学烟雾,在一定的浓度下对植物和动物有直接毒性,对人体有致癌作用。
颗粒物PM主要是燃油在气缸内不完全燃烧产生的,粒径在2.5微米下的颗粒物可直接经肺泡进入人体,对人体健康造成危害。大量颗粒物使城市空气能见度和空气质量变差,在静风、低温等气象条件下极易形成雾霾。雾霾天气不利于各种大气污染物的扩散,而污染物的持续排放和增加将进一步加剧大气污染。2012年2月,国务院批准新修订的《环境控制质量标准》(GB3095-2012)对空气中的颗粒物(PM2.5)治理工作提出更高的要求,机动车污染防治成为了关键领域。国务院目前批复的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》也对加气机动车污染防治提出了明确要求。
此外,机动车尾气中的二氧化碳是温室气体,是加剧全球气候变暖的主要温室气体之一。
四、主要控制措施
1.首要措施是淘汰黄标车,《十二五节能减排综合性工作方案》要求基本淘汰2005年以前注册运营的黄标车,环保部联合其他部委正在加快制定与之相关的配套政策,目前由商务部牵头、环保部等部委参与的黄标车报废标准的修改即将出台。
各地区和有关部门制定机动车污染减排工作方案和配套政策,从新车及“二手车”环境准入、“黄标车加速淘汰”、“老旧机动车淘汰补贴政策”等方面采取综合措施进行机动车污染防治。
2.建立机动车污染物执法监督管理体系,全面实施机动车污染物总量控制,切实加强机动车生产、使用、年检、淘汰等全过程环境监管,同时会同有关部门,从行业发展规划、城市公共交通、货车超载超限治理、清洁燃油供应等方面采取综合措施,协调推进“车、油、路”同步发展,大力防治机动车尾气排放对大气环境和人民群众健康的影响。
3.应抓紧制定并实施机动车尾气国V排放标准,从源头上控制机动车污染排放。有统计显示,从国I、国II、国III、国IV到国V,每加严一次标准,单车尾气排放污染物将消减约50%。在提高排放标准的同时,加快国内炼油企业升级改造,确保提供清洁的、高品质的燃油(与尾气排放标准相对应的燃油品质标准)。若能全面供应国V标准燃油,借鉴环保部的《“十二五”主要污染物总量控制规划编制指南》中的供应国IV油品机动车相对供应国III油品机动车的NOX排污系数差值,初步估算可减排NOX2%~3%。
4.考虑到机动车新增量增长过快的问题,建议国家应当考虑在人口超过1000万以上的特大型城市里面,控制汽车的保有总量,实行“限购”、“限行”。同时大力发展城市公共交通网络,普及城际公交系统,为人们提供便捷的公共交通出行网络。倡导“少开一天车”、鼓励“绿色出行”。
5.鼓励发展使用新能源交通工具,使用纯电动、混合动力等替代传统机动车,降低单车污染物排放。
参考文献:
[1]黄毅全.大气污染净化.大连:大连海事出版社,1998.