汽车尾气排放控制现状及对策.doc

汽车尾气排放控制现状及对策 摘 要: 随着经济的高速发展，特别是进入二十一世纪以来，汽车越来越成为推动社会发展不可或缺的工具。随着我国汽车保有量的持续增加，但是汽车对环境造成的污染也让我们不得不重视起来。汽车尾气污染已经严重制约着经济的发展，与党所提出的走“可持续发展之路”严重背离，更重要的是汽车车尾气污染对人类的生活和身心健康造成严重的影响，破坏了生态平衡。所以加强汽车尾气污染的控制和治理刻不容缓。 本文分析了汽车尾气污染物的生成以及污染物的危害性。改善治理汽车尾气污染要在排气净化系统上做足功夫，还要在燃油方面以及发动机方面做的更加努力。在我国城市大气污染中，汽车尾气排放所占比例已达到72%，汽车石油消耗量约占全国石油消耗的35%。因此，在汽车工业发展和环境保护之间需要寻求新的平衡，对于解决汽车尾气排放污染的问题急需寻求新的对策，我国也相继出台了一系列的文件并采取了相应的措施来改善目前的状况。 关键字：汽车尾气污染现状 排放污染及其危害 控制现状 对策 1 我国汽车尾气排放现状1.1 我国汽车目前状况 随着我国经济的迅速发展，人民生活水平不断提高，综合国力不断增强，中国汽车行业正处于飞速发展阶段。自上世纪80年代中国开始出现私人汽车，尤其是20世纪90年代以来，汽车的保有量增长了33.4倍。从1994年到2003年的十年间，我国私人汽车总量增长了近6倍。1994年汽车保有量940万辆，私人汽车保有量205万辆；2003年民用汽车保有量约2400万辆，其中私人汽车保有量1200万辆,而今已达5000万辆。而到2012年10月，中国汽车保有量首次突破一亿大关，在经历过井喷式的高速增长以后，中国的汽车保有量进入了平稳增长期，但是根据中国汽车工业协会昨天2013年1月11日公布数据显示，2012年我国汽车产销双双突破1900万辆，再次突破纪录，增速都超过了4%蝉联世界第一。 1.2 汽车尾气排放污染及危害1.2.1 尾气污染对人类的身体健康造成的危害 当人们吸入尾气中过多的CO后，CO可与血液中的血红蛋白有较强的亲和力，会妨碍血红蛋白的输送氧气的能力。当空气中的一氧化碳浓度超过一定量时，人就会出现头痛、呕吐等中毒症状，浓度再大时，甚至可致人死亡。当HC浓度较高时会使人出现头晕、恶心等中毒症状。特别是HC化合物中的烯在大气上空和二氧化氮(NO2)混合在一起经过强烈的日光照射后起光化学反应产生高浓度臭氧、醛等烟雾状物质,对眼睛、呼吸器官(眼、鼻、喉等黏膜)及皮肤有强烈的刺激性可能致癌。氮氧化物刺激人的眼睛和呼吸道引起喘息、支气管炎及肺气肿等，严重的还会使人中毒而亡。还有尾气中的硫化物、游离碳(黑烟)、四乙铅、臭味等物质。它们对人体呼吸系统、循环系统、神经系统都非常有害。1.2.2 尾气污染对全球气候的危害 汽车尾气排出大量的CO2等多种温室气体，造成全球大气升温。再者就是尾气中的一些物质对大气层的破坏，让阳光直接照射地球表面，加速地球气温升高。由于这些温室气体对来自太阳辐射的短波具有高度的透过性 ，也会造成大气的气温升高。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。1.2.3 尾气污染对植被、建筑物的危害 在高浓度的SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度SO2的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。SO2形成的酸雨造成造成植被的严重破坏，也将会对生物链造成毁灭性的影响，酸雨特别是对钢结构和古文物的腐蚀特别严重。每年给国民经济带来很大的损失，还对湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物以及人的衣物构成腐蚀。同时，长期的酸雨作用还将对土壤和水质产生不可估量的损失。 1.3 汽车尾气造成危害的主要原因1.3.1 汽车保有量的增加过快，而且集中在城市 近几年我国汽车保有量逐年增加，2009年达到7619多万辆，2010年的保有量8764万辆，2011年达到9836万辆，以此速度今年年底我国汽车保有量必将突破一亿辆。按保守估计到2020年中国汽车保有量将超过1.5亿辆，未来中国保有量能够达到4.9亿辆左右。据中国新能源汽车发展高峰论坛上获悉，2009年，中国汽车的销量为1300万辆，已经占全球总销量的22%，能源消耗也达到全球总能耗的22%。从中可见一斑。1.3.2 汽车排放性能差,汽车保养及淘汰制度不严格 中国新车单车排放污染物为先进国家的五倍,随着汽车的使用,在短时间后尾气污染就为先进国家的十倍或几十倍。加上没有完善和严格的汽车维修制度和旧车淘汰制度,失修和老旧车运营十分普遍,看看重庆市红红火火的旧车交易市场,就不难看出汽修行业兴隆的原因之所在。1.3.3 中国的汽车尾气有关政策法规比较落后 随着汽车尾气污染的日益严重,汽车尾气排放立法势在必行,世界各国早在六、七十年代就对汽车尾气排放建立了相应的法规制度,通过严格的法规推动了汽车排放控制技术的进步,而随着汽车排放控制技术的不断提高,又使更高标准的制订成为可能。而我国的汽车行业起步晚，所以与国外先进国家相比,我国汽车尾气排放法规起步也相应较晚、水平较低。根据我国的实际情况,从上世纪八十年代初期中国汽车尾气排放法规开始采取了先易后难分阶段实施的具体方案。而最新在2010年实施的排放标准相当于欧。2 汽车的主要污染物 汽车排放的主要污染物是：一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、硫化物和PM(微粒物由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰、油蒸汽等组成）。为了更直观的看清楚汽车尾气的几种主要污染物的生成原理，特此列出两张图片。2.1 一氧化碳（CO） 一氧化碳(CO)主要是燃料燃烧不完全的产物。一氧化碳(CO)是一种无色、无味但有剧烈毒性的气体。它不易与其他物质发生反应而成为大气中比较稳定的组成部分,能停留23年。当人们吸入过多的CO后,CO可与血液中的血红蛋白有较强的亲和力，会妨碍血红蛋白的输送氧气的能力。当空气中的一氧化碳浓度超过一定时量，人就会出现头痛、呕吐等中毒症状，浓度再大时，甚至可致人死亡。一氧化碳(CO)是汽车发动机排出有害成分中浓度最大的气体；它引起的公害称为汽车尾气排放的第一大公害。2.2 碳氢化合物(HC) HC的产生仍是燃烧过程不完全造成的。HC是一种混合物，成分非常复杂。当HC浓度较高时，会使人出现头晕、恶心等中毒症状。特别是HC化合物中的烯在大气上空,和二氧化氮(NO2)混合在一起，经强烈的日光照射后，起光化学反应产生高浓度臭氧、醛等烟雾状物质,对眼睛、呼吸器官(眼、鼻、喉等黏膜)及皮肤有强烈的刺激性，可能致癌。而且，它还使生态环境遭到破坏,严重影响农作物的生长,使农业减产,因此碳氢化合物(HC)它成为汽车尾气排放的第二公害。2.3 氮氧化合物(NOx） NOx是NO和NO2的总称,它是发动机在大负荷工作时，高温高压燃气中少量氮被氧化成NO、NO2等氮氧化物。其中NO与血液中的血红蛋白的结合能力比CO还强,容易使人们中毒而死亡。NO2是一种褐色有强烈毒性的的气体，刺激人的眼睛和呼吸道引起喘息、支气管炎及肺气肿等，同时NOx也是光化学烟雾的组成成分,成为汽车尾气排放的第三公害。2.4 其他有害污染物 除上述三种主要污染物外，汽车尾气污染还有SO2、游离碳(黑烟)、四乙铅、重金属氧化物、油蒸汽等物质。在这里特别指出是含铅汽油对人体的危害更大。铅在废气中呈微粒状态，随风扩散。农村居民，一般从空气中吸入体内的铅量每天约为一微克，城市居民，尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。铅在人体中主要分布于肝、肾、脾、胆、脑中。重症中毒者有明显的肝脏损害，会出现黄疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。硫化物（如SO2、SO3）是由于汽油、柴油中含有的硫成分燃烧时与氧气结合生成对环境有害的气体。二氧化硫和悬浮颗粒物，会增加慢性呼吸道疾病的发病率，损害肺功能。3 汽车尾气污染的控制办法 由于汽车运行严重的分散性和流动性,因而也给净化处理技术带来一定的限制。除了开发在机内净化技术外,还要大力开发机外净化处理技术。一是控制技术,主要是提高燃油的燃烧率,安装防污染处理设备和采取开发新型发动机；二是行政管理手段,颁布相应排放法规采取报废更新,淘汰旧车,开发新型的汽车(即无污染物排放的机动车）,从控制燃料使用标准入手。3.1 汽车燃油的改用3.1.1 采用无铅汽油,以代替有铅汽油,可减少汽油尾气毒性物质的排放量 首先应抓汽车油的改用。以无铅汽油代替四乙基铅汽油。这种汽油是用甲荃树丁醚作渗合剂，它不仅不含铅，而且汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物均会减少。3.1.2 掺入添加剂,改变燃料成分 汽油中掺入15%以下的甲醇燃料,或者采用含10%水份的水-汽油燃料,都能在一定程度上减少或者消除CO、NOx、HC和铅尘的污染效果。3.1.3 选用恰当的润滑添加剂-机械摩擦改进剂 在机油中添加一定量(比例为3%-5%)石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂,加入到引擎的机油箱中,可节约发动机燃油5%左右。3.1.4 采用多种燃料作为汽车燃料来源 随着科学技术的发展和计算机的广泛应用，确保环境保护法规的实施和节能措施：汽车中可广泛使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体（CNG）、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。然而在这种汽车上装上电脑，不断在行驶中早先调拨组合，以使汽车发挥最佳性能。采用计算机控制点火系统，以便对发动机的不同工况作出快速反应，可取得最佳燃料经济性和发动机动力性能，可减少尾气对大气的污染。3.1.5 开发新能源汽车，提高燃油质量 开发新一代车用能源动力系统，发展新能源汽车。重点发展各种液体代用燃料发动机及其混合动力汽车，逐步过渡到采用生物燃料的混合动力和可充电的混合动力；进一步发展以天然气为主体的气体燃料基础设施，分步建设长期可持续利用的气体燃料供应网络；以天然气发动机为基础，发展各种燃气动力，尤其是天然气/氢气内燃机及其混合动力，发展新一代燃料电池发动机及其混合动力，也是控制车辆排放污染的方法之一。3.2 发动机内部净化处理措施3.2.1 正曲轴箱通气系统的设计 把从汽缸窜入曲轴箱的气体(主要是未燃气体)再循环进入进气歧管,使其再次燃烧,改变了过去将其直接排入大气所造成的污染。3.2.2 排气再循环设计 发动机排气口用控制阀与进气歧管相连接,使排出的气体经过再次循环,以降低氮氧化物的排放量。3.2.3 蒸发排放控制系统的设计 将油箱中的蒸发汽引入储存系统,可大大减少污染物的排放。3.3 发动机外部尾气净化3.3.1 加装氧化型催化转化器 转化器是一种有效地净化排气中可燃气体和SOF的常用措施，一般适用于含硫较低的柴油燃料。3.3.2 采用颗粒过滤及再生技术 颗粒过滤由颗粒过滤器和再生装置组成。颗粒过滤器通过其中有极小孔隙的过滤介质（滤芯）捕集柴油机排气中的固定碳粒和吸附可溶性有机成分的碳烟，因此对碳的过滤效率很高。3.3.3 氮氧化合物催化转化器 该转化器对柴油机尾气中的氮氧化合物在温度为350550的范围内进行良好的催化转化，可使氮氧化合物排放降低20%30%.NO催化转化技术可分为催化热分解和选择性催化还原反应两种。3.3.4 SOF氧化催化 利用铂和钯等贵金属作为催化剂的组成成分，以氧化铝和二氧化硅制成蜂窝状陶瓷作为载体，用下SOF的催化转化。在正常的排气温度环境下SOF在催化剂的作用下被氧化（逐步氧化为二氧化硫、硫酸及硫酸盐），并被催化剂吸附，SOF在高温时脱离催化剂载体，随废气排出而达到净化。3.4 加强行政管理，减少和消除汽车尾气对大气环境的污染3.4.1 淘汰旧车，采取报废迎新 因为很多旧车燃油消耗率低，既污染环境，又浪费能源。3.4.2 严格执行国家质量技术标准，控制燃油标准 按国家规定，不合质量的燃油不能使用，市场上不准出售低劣的燃油.3.4.3 开辟地铁、轻轨，施行电力牵引行驶 尤其在大城市人口稠密的地区，开辟地下通道，不仅解决乘车难问题还减少大气环境污染。3.4.4 今后现代化的城镇建设，还应考虑自身的循环、多功能的结构形式 合理设计城市居民的日常生活完全以步代车，汽车只用在城外，而城内的风能、太阳能、循环水等的高效利用也能使人们在很大程度上摆脱污染和不可再生资源的浪费。3.4.5 加强和提高人们对保护环境的意识，从自已做起 污染不是一天造成的，作为社会的一员我们有责任和义务去保护我们的环境不受破坏，只有当大家都提高和积极参与进来，我们的环境才会有所改善。比如在不必要的时候可以适当的搭乘公共交通工具，每个月少开一天车等等。4 未来汽车发展方向 在未来的汽车产业的发展过程中，新能源汽车被确立为战略新兴产业和支柱产业。国务院审议并确定汽车产业为战略性产业，并将成为我国国民经济的先导产业和支柱产业，新能源汽车产业被重点培育，加快推进。新能源汽车扶持的主改方向放在纯电动车上，继续关注燃料电池汽车；混合动力汽车承担汽车行业节能减排的重要角色，国家将安排相应政策予以支持，包括对新能源汽车的相关税收或减或免；重点扶持自主电动汽车零部件；完善新能源汽车的准入制度，规范市场竞争。我国在未来的汽车发展中，混合动力节能汽车代替传统汽车已成为共识，并确立了节能与新能源汽车发展的战略。节能与新能源已成为各个国家汽车工业未来的发展方向，对比分析新能源与节能汽车的发展战略，是制定和实施相关措施，促进我国新能源汽车发展的重要组成部分。参考文献1刘江车.车用柴油机尾气排放控制技术M.黑龙江省佳木斯市：现代化农业杂志编辑部出版社，2005（7），27282殷光远.柴油机结构与维修问答M.北京：北京人民邮电出版社，2005，68733邹晓波.汽车尾气排放控制技术M.长春市：中国第一汽车集团出版社，2011，16174陈家瑞.汽车构造M.吉林市：人民交通出版社，2011，35405J.E.勒巴日等著.接触催化工业催化剂原理M.北京市：石油工业出版社 ，1984，78836胡逸民，李鹏飞.内燃机废气净化M.天津市：中国铁道出版社，1994，63677陈海波，毛保华.中国城市交通污染的现状及其控制策略M.长沙市：长沙铁道学院学报，2003，89938曹晓光.汽车使用技术M. 北京市:高等教育出版社,2009，76899赵英.我国汽车的发展趋势及问题M.北京市：中国科技投资出版社,2010，51310范秀英等.我国汽车尾气污染现状及其控制对策分析M.上海市：中国科学院上海冶金研究所出版社，1999，10210811武喜怀.汽车尾气对人体健康的危害M.呼和浩特市：内蒙古石油化工，2007：68