机动车污染现状及防治手段初探

  仪器信息网 ·  2007-06-20 21:40  ·  13318 次点击
摘要:本文介绍了我国及我省近年来城市机动车尾气排污现状,初探机动车污染的防治技术政策,提出了进一步防治机动车排气污染的建议。
关键词:机动车排放污染防治技术
随着经济的发展和人民生活水平的提高,城市机动车保有量正逐年急剧增长.机动车一方面给人们日常生活带来诸多方便,另一方面也越来越严重地危害人类生存环境和人民身体健康--机动车尾气污染,这已成为城市大气污染的主要来源.本文从我国城市汽车尾气污染的现状和趋势入手,初探机动车污染的防治技术政策,提出了进一步防治机动车排气污染的建议。
一、我国城市机动车排放污染现状和发展趋势
1、我国城市机动车排放污染现状
我国近年来机动车产业发展迅速,2002年汽车产量325万辆(1995年为145万辆),摩托车1200万辆,农用车产量290万辆,2003年汽车产量达到400万辆。因此,我国机动车保有量增长较快,平均年增长率接近15%,这在城市表现的更为明显。90年代以来,北京市机动车保有量平均年增长速度达到17.4%,广州市情况与之相近。同其他国家相比,我国机动车保有量状况有以下几个特点:
(a)轻型车,特别是轿车增长速度最快,近年来年平均增长速度已经超过30%,但同发达国家相比,我国轿车比例仍然相对较低,仅占总保有量的16%-20%,轿车发展还有很大潜力;
(b)柴油车比例较低,且大部分为重型车,重型柴油车约占重型车总量的50%,而轻型柴油车的比例很低,平均在15%以下;
(c)部分城市摩托车保有量增长较快,已成为机动车保有量的重要组成部分;
(d)重型车发展平缓,保有量比例呈下降趋势;
(e)城市中出租车已经占到一定的比例,由于这部分车辆行驶里程较大,排放相对严重,应给予充分重视。
(f)目前我国汽车工业正处于一种良好的环境中,作为国家重要生产行业之一的汽车工业必将还会有很大的发展,我国机动车保有量在一定时期内仍将保持高速增长的势头。
随着机动车辆增多,污染物排放总量不断增加。从我国典型城市机动车污染物排放分担率(排放分担率能宏观上反映机动车排气对城市大气环境污染的影响)程度的结果分析,我国机动车污染物排放有以下特征:
(a)机动车尾气排放已成为我国城市大气污染的主要来源。北京和广州约80%的CO和40%的NOx均来源于机动车排放源,中国100万人口以上的大城市空气污染类型正由煤烟型向混合型或机动车污染型转化;
(b)目前我国机动车运行处于不充分燃烧状况,其主要原因是机动车运行速度低,运行工况差,发动机往往处于富燃料状态工作,CO污染物排放量大,CO浓度高;
(c)城市氮氧化物浓度均在上升,NOx超标已经相当严重;
(d)城市颗粒物污染不容忽视。目前,中国许多城市的首要空气污染物是可吸入颗粒物,其浓度超标严重,由于可吸入颗粒物能够直接深入人体肺部故对健康危害最大,影响更为严重;
(e)城市光化学污染问题也日益突出;
(f)与国外城市相比,我国单车排放量高于国外。
2.我省机动车排气污染状况
在我省,城市大气污染源70%来自机动车废气的排放。l997年福州市机动车保有量18万辆,2006年底,福州市区机动车保有量已达到24万多辆,去年仅新车报牌就达42113辆,每天以200辆的速度增长,2006年新车比2005年新增4900辆,同比增长13.17%。截至到2006年12月25日,福州市区机动车保有量已达到249380辆,福州地区已超过70万辆。福州市机动车污染成大气主要污染源;而厦门市近年机动车污染增势也迅猛发展,厦门市环保部门已经完成的空气污染来源研究课题表明,汽车尾气污染占所有污染源的61%,已成为影响厦门市空气质量的主要污染源。2005年,厦门机动车排放的污染物较1999年增长了119%,机动车排放的污染物占移动污染源排放总量的96.5%。2004年,市公交车和出租车数量只占全市汽车(不包括外地车)的1.7%,但其排放污染物中,氮氧化物、可吸入颗粒物、碳氢化物分别占汽车排放总量(不包括外地车)的15.9%、14.9%和10.1%。研究表明,可吸入颗粒物和氮氧化物主要来自机动车尾气排放,约占85%。而在全市污染物排放量中,机动车排放的污染物已由1999年的48%上升至2005年的61%。
3、我国城市机动车排放污染发展趋势
机动车排放污染预测-按目前排放水平测算,如不采取强有力的措施控制,机动车排放CO,Nox颗粒物,CH化合物排放量将继续增加;光化学烟雾的问题将日益突出,城市中O3的浓度和超标频率都将增加,引发更多的城市环境问题。我国机动车排放污染在城市大气污染中所占的平均比率将上升到79%,到2010年,我国400多个城市的空气污染将从煤烟型转化为煤烟与机动车的混合型污染。控制机动车尾气污染将成为城市环境保护的重头戏。
二、机动车尾气对环境及人体的危害
机动车尾气主要指从排气管排出的废气中含有150-200种不同的化合物,其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、醛类及颗粒物。在交通干线等人口密集区,其排气高度接近人体呼吸带,给人体健康造成了严重的危害。机动尾气的烟尘中含有强致癌物苯并芘,在一般情况下,1克烟黑含有约70微克苯并芘,每燃烧1千克汽油可产生307毫克苯并芘。当空气中的苯并芘浓度达到0.012微克1立方米时,居民中得肺癌的人数就会明显增加。尾气中及行驶扬尘中的细小颗粒物会危害健康已是不争的事实,近期德国GFS环境与健康研究中心的科研人员又发现细小颗粒会影响心脏的搏动,可能造成心肌梗死。碳氧化合物和氮氧化合物在大气环境中受强烈阳光紫外线照射后产生复杂的光化学反应,生成一种新的淡兰色的烟雾污染物--光化学烟雾。光化学烟雾对气管炎、冠气病、肺结核和心脏衰弱都危害很大。继1943年美国洛杉矶市发生世界上最早的光化学烟雾事件后,在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现了这种烟雾。1970年,美国加利福尼亚州发生光化学烟雾事件,农作物损失达到2500多万美元。1971年,日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件,此后,日本一些大城市连续不断出现光化学烟雾。1998年,曾有北京出现光化学烟雾事件的报道,2001年,也有南宁发生光化学烟雾事件的报道。
机动车尾气不仅对人产生危害,对植物也有毒害作用,尾气中的二次污染物臭氧,过氧乙酯基硝酸脂。可使植物叶片出现坏死病斑和枯斑,乙烯可影响植物开花结果,机动车尾气对甜菜、波菜、西红柿、烟草的毒害更为严重,造成公路两侧农作物减产。
三、机动车污染的治理技术初探及存在问题
机动车污染处理技术应从两个方面入手: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,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。
(一)控制技术
在提高车用燃油质量,适时推进环保型机动车方面,根据目前一些研究机构的研究成果一致认为:机动车燃油的化学组分直接影响到机动车发动机的性能和机动车污染物排放。
可采取以下途径:
1、降低汽油中的铅含量进而实行无铅化。
2、降低硫含量,可使尾气净化器催化剂的活性保持较高水平,对降低污染物排放有利。
3、加入含氧化合物对减少CO排放是行之有效的措施。
4、减少汽油中芳烃和烯烃含量,可大大降低汽车废气对大气的污染程度。因这类烃的大气反应活性强,在太阳紫外线照射下易发生光化学反应,生成臭氧为主的光化学烟雾,对人体健康不利。
5、适当降低汽油蒸汽压,有利减少轻烃挥发。
6、制定车用柴油标准,并推行优质优价政策,在人口密集的大中城市中应引导公交柴油车使用优质O号柴油或质量较高的乳化柴油。
7、而对高频繁运行的出租车和公交汽油车,建议推广使用液化石油气(LPG)。据了解,在国外已使用LPG汽车多年,技术也已较为成熟。国内一些城市出租车公司也做了部分改装试验,结果表明:CO可降低94~96%,HC可降低24~72%。同时可节省燃料费。因此在机动车未全面安装三元催化净化器的阶段以液化石油气做燃料可以减少机动车排气对空气的污染。
在安装防污染处理设备和开发新型发动机方面,必须采用以下两项措施:一是发动机采用电控供油系统;二是装有能更有效控制排放的三元催化净化器。
电控供油系统指电子控制燃油喷射系统(简称电喷),它取代了进气管道中的化油器,也就是取消节流用的喉管,减少了进气阻力,从而改善发动机的充气状况。同时,采用向进气道或是进气门口处定时定量喷射燃料的方法供油,解决了燃料雾化和混合气在进气歧管中的分配等问题,并能安发动机不同的工作状况,较为精确地供给发动机最佳比例的混合气。
三元催化净化器起着对发动机作动产生的废气进行净化的作用。它是利用其滤芯中的钯、铂、铑3种元素主要过滤废气中的碳氢化合物,一氧化碳和氮氮化合物等3种污染物,使尾气排放合手要求。但三元催化净化器的正常工作需要有较高质量的汽油,而且必须使用无铅汽油,对汽油中一些元素的含量也比较严格的要求。
近几年来我国又陆续推出各种类型的尾气净化器,如;ZD-JDF系列的油烟净化器、汽车尾气排放净化器等。ZD-JDF系列油烟净化器的工作原理是经吸附、消散、碳化、解吸的废油经电极板下流至导油板自行排出,处理后的尾气输至油烟净化器出口管道上时,与高压静电场产生的臭氧O3充分混合,在强氧化剂的作用下消除尾气中的异味,这到油烟净化除味的目的。汽车尾气排放净化器的工作原理是用催化剂来催分解污染物,通过催化剂的催化作用,汽车尾气中的碳氢和碳氧化合物等有毒有害气体和化合物被快速有效地分解成二氧化碳、氧气和水等无害物质。
现在我国机动车污染控制技术采取以下路线:先机内净化,后机外净化;先控制污染浓度,后控制污染总量;先控制CO,HC和碳烟,后控制NOX和颗粒物排放;

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