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 。而北京私家车数量截止到2006年11月7日,北京市机动车辆已达282万辆,其中197万辆为小轿车,私家车数量为156万辆。2008年,中国民用汽车保有量突破6 000万辆 ,达到6 467万辆,比2001 年增长了300% , 近十年以12%的年均速度增长,到2020年中国汽车保有量将超过1.5亿辆。这些量的变化,我们也可以从行驶在大路的汽车牌上发现,据调查,哈市车牌从\黑A\到两个英文字母,再到现在的三个英文字母车牌不过十年左右的时间,现在哈市每天新车落户都在200辆左右,高峰的时候达300多辆,每月上车牌的汽车有5 000多辆。仅去年一年,哈市就新增机动车8万余辆。目前,哈市汽车保有量突破了50 万辆,其中哈市市区40多万辆,私家车占总数的七成左右,从中可见一斑。汽车的增长也就代表了尾气排放量的增长,由此可以看出我国汽车尾气污染问题将使我们面临巨大的挑战。
1.3 汽车尾气对人们是生活带来的危害
1.3.1 汽车尾气对环境的影响
通常来说,在车辆不多的情况下,大气的自净能力尚能化解车辆排出的毒素,但眼下车满为患,交通拥堵已成为家常便饭。汽车本应具备的便捷、舒适的特点却被越来越多的车辆逐渐抵消, 加之汽车的尾气害人不浅,“汽车灾难”逐步形成。机动车排放的一氧化碳、一氧化氮、碳氢化合物、光化学烟雾等污染物,严重影响空气环境质量, 汽车尾气排放的有害物质不但增加了大气污染,破坏环境生态平衡。 汽车在行驶过程中会排出大量的废气,对道路环境构成污染。据有关资料介绍,汽车排出废气中含有100种以上的不同化合物,主要污染物为碳氢化合物(CnHm)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、铅(Pb)、二氧化硫(SO2)和颗粒物(PM)等有害物质。
一氧化碳是无色、无味、无臭的易燃有毒气体,是由各种碳氢化合物的不完全燃烧所产生的。一氧化碳是大城市中数量最多、分布最广的污染物,发达城市中约80%一氧化碳是由汽车排放的。氮氧化物是一种无色无味的气体,微溶于水,一般空气中的氮氧化物对人体无害,但(NO2)具有腐蚀性和生理刺激作用,能降低远方物体的亮度和反差,是形成光化学烟雾的主要物质。自然界中的碳氢化
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合物主要是由生物的分解作用产生的,人为的碳氢化合物主要来源于燃料的不完全燃烧和有机化合物的蒸发。微粒是指空气中分散的液态或固态物质,其粒度在分子级,即直径在0.0002μm~500μm之间,包括气溶胶、烟、尘、雾和碳烟等。
当使用含铅汽油为燃料时还会产生含铅化合物的颗粒物质,而饱和与非饱和烃类化合物及醛、酮化合物都是带有强烈刺激性气味的气体,根据恶臭的广泛定义,这些物质可形成特殊的恶臭污染。以上物质不但直接来源于内燃机废气排放,而且其中的总碳氢化合物还可通过曲轴箱和气化器的蒸发排入环境。这三种污染源排放的污染物都来自汽车的初始排放,所以人们称之为汽车的一次污染物排放。汽车尾气的二次污染物是光化学烟雾,它是尾气中的碳氢化合物、氮氧化合物在光照射下的光化学产物。光化学烟雾中含有臭氧、氮氧化物、活泼氧游离基等物质,并最终形成带有过氧基团的稳定化合物(PAN)。 1.3.2 汽车尾气对人体健康的危害
汽车尾气的恶臭污染主要来自氮氧化物、醛、酮类化合物和碳氢化合物的混合效应,形成一种具有窒息性的刺激气味,这种气味污染可直接破坏城市环境的幽雅气氛,对环境起到破坏作用。
同时,汽车排放污染对人体健康具有潜在的、长久的危害。汽车尾气排放的有害气体可刺激人们的鼻、眼、呼吸道等器官,引发头疼、晕眩等症状,严重时导致眼、鼻、肺疼甚至癌症。汽车尾气污染主要在交通干线等人口密集区,其排气高度接近人体的呼吸带。汽车尾气对人体健康直接造成危害的物质有数十种。这些物质通过不同的生理作用危害人体的健康,其危害程度取决于有害物的毒性、浓度和浸入量。
一氧化碳是汽车尾气中有害物浓度最高的一种成分,城市大气中的(CO)大部分来自汽车尾气。它极容易与人体血液结合形成碳氧血红蛋白从而使血红蛋白丧失载氧能力,导致人体因缺氧出现不适症状,导致人体中枢神经受损、记忆力衰退等,严重者可造成人体对氧敏感器官如脑、耳蜗神经细胞的坏死。氮氧化物的污染危害与一氧化碳类似,并且污染比一氧化碳更为严重,同时还能刺激眼、鼻、粘膜,麻痹嗅觉。二氧化氮是氮氧化物中最具毒性的污染物,二氧化氮暴露可导致呼吸道感染的易感性增加。二氧化氮除对呼吸道有危害作用外,对其他人
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体器官也有危害,它还是一种可疑的致癌物质。汽车尾气中所含(CnHm)成分有百余种,总称为总碳氢化合物(THC)。(THC)被人体吸入后会破坏造血机能,导致贫血,并可降低肺对传染病的抵抗力。更重要的是,(CnHm)和(NOX)在阳光照射下会产生光化学反应,生成(O3)、醛类等对人体及生物有严重危害的光化学烟雾。汽车尾气中的(NOx)主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(N02),对呼吸道具有强烈的刺激作用。另外,(NO)与血液中血红蛋白的亲和力比(CO)还强,进入血液后使其失去输氧能力,产生与(CO)相似的恶果。(NO)很易氧化成剧毒的(NO2),进入肺脏深处的毛细血管,引起肺水肿。颗粒物吸入人体后,不但易引发呼吸道、肺部疾病,颗粒物所携带的多种致癌物还可引发癌症。汽车尾气中的颗粒物(PM),主要为汽油中的四乙基铅燃烧后生成的铅化物微粒以及不完全燃烧生成的碳粒等。除浓度外,粒子的直径及其化学性质决定其对人体的危害程度。5μm以下的粒子可以沉积在肺细胞内,引起肺病变。粒子携带的苯并芘(a)是强致癌物质。铅化物微粒扩散到大气中,对人体健康十分有害。铅被人体逐渐吸收、蓄积,将引发血压的增高及心血管系统疾病,影响肾、肝及神经系统。铅对儿童的影响更为严重,铅污染不但会造成儿童注意力不集中和学习下降,严重时将影响儿童的智力发育。
1.4 汽车尾气污染危害的主要原因
1.4.1 汽车保有量增加较快,而且集中在城市
2008年,中国民用汽车保有量突破6000万辆,达到6467万辆,比2001 年增长了300% ,近十年12%的年均速度增长,到2020年中国汽车保有量将超过1.5亿辆。这些量的变化,我们也可以从行驶在大路的汽车牌上发现,据调查,哈尔滨市车牌从“黑A”,到两个英文字母,再到现在的三个英文字母车牌不过十年左右的时间,现在哈尔滨市每天新车落户都在200辆左右,高峰的时候达300多辆,每月上车牌的汽车有5 000多辆。仅去年一年,哈市就新增机动车8万余辆。目前,哈尔滨市汽车保有量突破了50 万辆,其中哈市市区40多万辆,私家车占总数的七成左右,从中可见一斑。而增加的大多数为化油器型机动车,排气量小,油耗大,未达到环保汽车的要求。 1.4.2 机动车燃料质量差
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机动车尾气排放的大量有害物质与燃料质量有关, 目前我国高标号、高质量的90号油的供应还不太多, 不少都是质量不太高的低标号油. 另外, 重庆市技术监督部门曾经连续7年对成品油进行抽检, 1996 年成品油批次合格率只75%.1992 年和1996 年底, 重庆成品油短缺, 油品质量更得不到保证。 1.4.3 汽车尾气控制水平低
我国汽车尾气控制水平不高, 目前汽车污染控制水平仅相当于国外70 年代中期水平。单车污染物排放比国际水平高出数10倍.以生产车排放水平为例,我国排放水平与美国排放系数的比较见表(1)。
污染物 国别 汽油轿车 轻型汽油车 重型汽油车 重型柴油车 中国 HC 美国 10.2 11.4 17.0 9.4 2.5 2.8 8.4 2.1 中国 CO 美国 85.2 84.8 235.6 31.3 19.0 24.0 102.0 11.5 中国 NOX 美国 1.6 3.2 5.0 53.4 1.0 1.2 3.1 10.2 表1 我国排放水平与美国排放系数的比较
1.4.4 新生产车缺乏尾气净化装置强制安装措施
新生产车尾气控制措施不够,大部分不安装整车机外尾气净化装置,增加在用车排气污染控制压力,我国生产的奥迪轿车,国内销售部分则有别于返销回德国车的那部分,不加装尾气净化装置,奥拓车引进时也未加装尾气净化装置。目前私人购买的多是相对便宜的微型车与经济型轿车,这些车上几乎都没有尾气催化净化器、活性炭罐、电喷发动机。私人购车的数量已超过单位, 而且拥有量增加很快。以上海为例1994年为4026辆, 1996年增至6016辆,年增加率将近25%。
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