作 业
1. 谈谈汽车排放污染物对大气环境的危害
汽车尾气排放中的污染物主要有:碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOX)和颗粒物(柴油车的烟度PM指标)。
大气污染的危害主要有以下几个方面:
(1)对人体健康的危害:人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次,吸入空气达15~20立方米。因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。
HC(碳氢化合物) 危害:碳氢化合物属挥发性有机化合物, 它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。
CO(一氧化碳) 危害:1)一氧化碳(CO)是一种无色无味的剧毒气体,可以在大气中保持两三年,是一种数量大、累积性强的毒气。它极易与血液中的血红蛋白结合, 结合速度比氧气快250倍, 在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕, 头疼, 重者脑细胞受到永久性损伤, 甚至窒息死亡:当每立方米的空气中一氧化碳的含量达到4克时, 能在30分钟内使人死亡。 2) 一氧化碳还会引起胎儿生长受损和智力低下,3) 对心脏病、贫血和呼吸道疾病伤害性大。
NOX(氮氧化合物)(主要是一氧化氮和二氧化氮)危害:毒性很大,其毒性是含硫氧化物的3倍。氮氧化合物进入肺泡后,能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生剧烈的刺激作用,增加肺毛细管的通透性,最后造成肺气肿。亚硝酸盐则与血红蛋白结合,形成高铁血红蛋白,引起组织缺氧。城市居民中得肺癌的人数会明显增加。离公路越近,公路上汽车流量越大,肺癌死亡率越高。氮氧化物会刺激人的眼, 鼻, 喉和肺, 增加病毒感染的发病率, 例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒,
诱发肺细胞癌变;一氧化二氮还有麻醉神经的作用。同时,氮氧化物和碳氢化合物一样会在太阳光下产生光化学烟雾, 如1955年美国洛杉机光化学烟雾事件,因光化学烟雾引起呼吸系统衰竭而死亡的人数达到400多人, 这是最早出现的由汽车尾气造成的大气污染事件。
其实,即使大气中污染物浓度不高,但人体成年累月呼吸这种污染了的空气,也会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。
(2)对植物的危害:大气污染物,尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时,会对植物产生急性危害,使植物叶表面产生伤斑,或者直接使叶枯萎脱落;当污染物浓度不高时,会对植物产生慢性危害,使植物叶片褪绿,或者表面上看不见什么危害症状,但植物的生理机能已受到了影响,造成植物产量下降,品质变坏。
(3)对天气和气候的影响:大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的,可以从以下几个方面加以说明:
① 减少到达地面的太阳辐射量:从工厂、发电站、汽车、家庭取暖设备向大气中排放的大量烟尘微粒,使空气变得非常浑浊,遮挡了阳光,使得到达地面的太阳辐射量减少。据观测统计,在大工业城市烟雾不散的日子里,太阳光直接照射到地面的量比没有烟雾的日子减少近40%。大气污染严重的城市,天天如此,就会导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好。
② 增加大气降水量:从大工业城市排出来的微粒,其中有很多具有水气凝结核的作用。因此,当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候,就会出现降水天气。在大工业城市的下风地区,降水量更多。
③ 下酸雨:有时候,从天空落下的雨水中含有硫酸。这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸,随自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使大片森
林和农作物毁坏,能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎,能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用,还会腐蚀、污染建筑物。
④ 增高大气温度:在大工业城市上空,由于有大量废热排放到空中,因此,近地面空气的温度比四周郊区要高一些。这种现象在气象学中称作\热岛效应\。
⑤ 对全球气候的影响:近年来,人们逐渐注意到大气污染对全球气候变化的影响问题。经过研究,人们认为在有可能引起气候变化的各种大气污染物质中,二氧化碳具有重大的作用。从地球上无数烟囱和其他种种废气管道排放到大气中的大量二氧化碳,约有50%留在大气里。二氧化碳能吸收来自地面的长波辐射,使近地面层空气温度增高,这叫做\温室效应\。经粗略估算,如果大气中二氧化碳含量增加25%,近地面气温可以增加0.5~2℃。如果增加100%,近地面温度可以增高1.5~6℃。有的专家认为,大气中的二氧化碳含量照现在的速度增加下去,若干年后会使得南北极的冰熔化,导致全球的气候异常。
2. 汽车排放污染物的生成机理
一、一氧化碳CO的生成
C0的生成主要是和混合气的混合质量及其浓度有关。燃料燃烧时不可能全部生成H2O和CO2,会由于下列原因产生部分CO:
1.燃料不完全燃烧
CO是烃类燃料在燃烧过程中由于缺氧而不能完全燃烧的产物,理论上,当空燃比等于14.7时,烃类燃料能完个燃烧,生成CO2和H2O;空燃比大于14.7时,即混合气过稀,燃料烧完,氧有剩余;当空燃比小于14.7时,即混合气过浓,氧不足,生成CO。
2.混合气混合不均匀
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