汽车尾气污染控制方法探讨
引言
随着我国机动车产量和保有量的不断增加，汽车排放的有害废物已成为大气污染的主要来源之一。目前我国有约2/3的城市空气质量达不到国家标准，其中机动车在大城市的污染贡献率已经超过50％，有的沿海城市的汽车、摩托车等流动污染源排放的污染物占当地城市大气污染物总量的比重更高。汽车尾气对大气环境的污染日趋加重，严重危害着居民的健康，这已经引起了很多国家特别是汽车保有量大的发达国家的极大重视。各国纷纷制定新的更加严格的标准以限制汽车尾气排放，欧盟委员会于2007年 2月7日宣布了新的汽车尾气排放标准，要求到2012年，欧洲出产新车的二氧化碳排放量达到130g/km。最近，美国环保局颁布了新的汽车尾气排放标准，要求降低汽油中的苯含量，以减少冷天机动车的尾气排放。由此可见，重视排放污染控制，改善空气质量，汽车尾气污染控制方法已成为现代社会普遍关注的问题。
1 汽车尾气主要污染成分
据测定，汽车尾气主要是通过排气管、曲轴管、油箱和气化器等处排出，其中大部分从排气管排出。目前人们已从汽车尾气中分离出100多种物质，其中80多种为有害物质，主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化碳、烟尘微粒（含某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、臭气（含甲醛等)。据统计，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg、碳氢化合物200～ 400kg、氮氧化合物50～150kg。
在汽车排放的尾气中，除氮气、氧气以及燃烧产物 CO2、水蒸汽为无害成分外,其余均为有害成分。汽车发动机排放毒性物质主要有以下几种原因：燃料不完全燃烧或燃烧温度较低时产生的，尤其是在持续起动、喷油器喷雾不良、超负荷工作运行时，燃油不能很好地与氧化合燃烧，就会生成大量的CO、HC和黑烟；因燃烧室内高温、高压而形成的氮氧化合物NOx；燃油含有的少量重金属杂质，是不能通过燃烧去掉的。这些有毒物质不断地排入大气，威胁着人们的健康。
2 汽车尾气污染造成的危害
（1）汽车尾气最主要的危害是会形成光化学烟雾。汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在紫外光线的照射下会发生系列化学反应形成光化学烟雾，其对人体健康的危害主要表现为刺激眼睛，引起红眼病；刺激鼻、咽喉、气管和肺部，引起慢性呼吸系统疾病。光化学烟雾还会使树木枯死、农作物大量减产；降低大气的能见度、妨碍交通。
（2）汽车尾气中的一氧化碳含量最高，它可经呼吸道进入肺泡，被血液吸收，与血红蛋白结合，降低血液的载氧能力，削弱血液对人体组织的供氧量，导致组织缺氧，从而引起头痛等症状，重者窒息死亡。 （3）汽车尾气中的氮氧化合物含量较少，但其毒性比SO2和CO都大。氮氧化合物进人肺泡后，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。
（4）汽车尾气中的碳氢化合物有200多种，其中 C2H4在大气中的浓度达0.5ppm时，能使一些植物发育异常。汽车尾气中还发现有32种多环芳烃，其中包括 3,4—苯并芘等致癌物质，当苯并芘在空气中的浓度达到0.012ug/m3 时，得肺癌的人数会显著增加。公路上汽车流量越大，居民区离公路越近，肺癌死亡率越高。汽车尾气中的二氧化硫和悬浮颗粒物，也会增加慢性呼吸道疾病的发病率，损害肺功能。二氧化硫在大气中含量过高时，会随降水形成“酸雨”。 由此可见，汽车尾气排出的污染物给大气环境带来了严重的污染。在交通干线和大城市等人口密集区，尤其是在无风的时候，会给人体健康造成严重的危害，因此，必须通过有效的方法来控制汽车尾气污染，还人们一个清新洁净的环境。
3 汽车污染控制对策
3.1 提高燃油质量
燃油质量是影响汽车尾气污染的关键因素，应尽快建立清洁油品质量标准和有效监管体系。总体来看，我国燃油的质量与国际水平相比差距较大，主要是烯烃和硫含量比较高，特别是柴油带来的污染更为严重。研究低烯烃、低硫的清洁油品是国内炼油企业的当务之急，如果汽车使用了不符合标准的燃油，不但会损害车辆的供油系统，影响车辆的使用寿命，而且会给人体健康和社会环境都将造成不可估量的损害。所以要鼓励兼并或关闭小的炼油企业，防止不合格的燃油流向市场。在追求高质量燃油的基础上，还应当进行“燃油调质”处理，如美国环保局将汽油最大含铅量限制在 0.0264kg/m3 ，以降低铅和添加剂二溴乙烷、二氯乙烷的排放，提高催化剂的转化率和使用寿命。因此，应当全面提高燃油质量，在研制清洁油品、加强监管体系和进行燃油调质的基础上，有效控制尾气污染。
3.2 尾气污染治理
尾气污染治理是采用在汽车排气口增加尾气净化器的方式，对汽车产生的废气进行净化以减少污染，此方法虽然不能达到“零污染”，但可以采用物理、化学的方法减少汽车尾气中的污染物。 对于汽车尾气的治理，现实生活中比较常用的方法有：
（1）安装汽车曲轴箱强制通风装置，可以减少曲轴废气泄漏，削减汽车HC总排放量的20%～25%，削减汽车CO总排放量的1%～2%；
（2）安装汽油车燃油蒸发污染控制装置，可以减少汽油蒸发污染物，削减汽车HC总排放量的15%～20%；
（3）安装汽车电子点火器，可以削减汽车尾气中 HC和CO总量的10％；
（4）安装汽车磁化净化器，可以削减汽车尾气中 HC和CO的20％；
（5）在尾气排放口安装三元催化转化器是目前应用最多的汽车尾气净化技术。当发动机工作时，尾气经排气管进入催化器，其中的氮氧化物与尾气中的一氧化碳、氢气等还原剂在催化作用下分解成氮气和氧气，而碳氢化合物和一氧化碳分别与废气中残存的氧气及前一反应生成的氧气在催化作用下充分氧化，生成二氧化碳和水蒸汽。由于三元催化器中的催化剂是蜂窝结构，蜂窝表面涂有催化材料，与废气的接触表面积非常大，所以其净化效率很高。经测试，当发动机的空燃比（空气和燃料的比例）接近理论值时，三元催化剂可将90％的碳氢化合物和一氧化碳及70％的氮氧化物同时净化掉。
以上治理方法对控制汽车尾气污染都十分有效，但还不能达到理想的程度。在使用这些方法的同时，还应不断地研发新的方法，以完善尾气净化技术。
3.3 定期保养和维修汽车
定期保养和维修汽车也是能有效控制汽车尾气污染的方式。虽然汽车在出厂时能够达到国家要求的排放标准，但这一水平的保持有赖于车主的良好驾驶习惯和正常的保养维护。只有定期保养发动机、定期更换机油及滤芯、定期清洗燃油系统、定期清洗曲轴箱及通风装置、定期保养水箱等以进行日常维修或季节性维修，使汽车正常运行，保持良好状态，消除不必要的污染，才能够健全汽车的质量保证体系，保证最佳的空燃比、适当的马力，达到国家现行的排放标准。
3.4 研制新型发动机
发动机是汽车的动力源，被喻为汽车的“心脏”。它是汽车部件中最复杂、最难制造、更新换代最慢的产品，也是最主要的尾气排放污染源。要想有效控制汽车尾气污染，应当研制开发出新型的节能型的发动机，以达到对尾气排放量的控制。目前，主要可以通过以下技术的研发来研制新型的发动机：
（1）发动机结构优化技术。如采用多气阀进气机构，组织进气气流，改进燃烧室等。通过改善发动机燃烧状况，提高燃烧效率，降低发动机一氧化碳、碳氢化合物的生成量。
（2）闭环电控发动机管理技术。包括电控燃油喷射和电控点火。
（3）燃油蒸发污染物控制技术。对油箱和供油系统排出的汽油蒸发污染物进行控制。国外从20世纪80年代就普遍使用该技术，可控制汽油车20％左右的碳氢化合物排放。
对应于这些新技术，目前国际上研制出的比较成功的发动机有：本田Insight3缸汽油机、马自达新型转子发动机、法拉利F360ModenaV8发动机、雷诺F5R型直喷汽油机、丰田新型1.0L4缸发动机等。当然，这些新型的发动机投入运行后，某些排放问题仍会存在，与此有关的一些问题尚未得到完全解决，但它们能够控制汽车污染物的排放量，对汽车的发展和环境的保护都起到了重要作用。
4 完善相关政策，减少汽车尾气污染
制定有关汽车尾气污染控制的详细条款，可确保汽车的正常使用及先进技术的研制开发，从而达到减少污染、保护环境的目的。
4.1 鼓励小排量汽车的使用
国家有关部门应加快制定有关政策措施，研究制定汽车燃油经济性标准，建立汽车能效标识制度，引导、鼓励消费者购买和使用低能耗、低污染、小排量的汽车。各地区要结合实际，积极制定具体措施，对节能环保型小排量汽车的生产商和使用者给予适当优惠或补贴，为节能环保型小排量汽车的使用创造良好的环境。
4.2 淘汰落后、污染重的汽车
对于已报废的汽车和污染重的汽车，政府应该强行管制。在每年对汽车进行年审的时候严格把关，不得再使用已报废的汽车；对于当地淘汰而被转入异地使用的旧车，要使其销售者和使用者付出高昂的成本；对于不能达标排放的汽车要征收污染排放税。
4.3 征收汽车交通堵塞税
汽车空挡时的CO排放量最大，客车柴油机低速行驶时油耗高、烟度大，这就致使交叉路口的汽车尾气排放浓度特别高，危害严重。而且随着经济的发展，私家车的增多，城市交通堵塞现象越来越严重，虽然路越修越宽，但是交通堵塞现象却不见好转。因此，可实行对环境造成破坏性的活动进行征税，如对进入市区的车辆征收“交通堵塞税”，可有效缓解城市交通拥堵的状况，减少空气污染。
4.4 鼓励市民骑自行车或乘坐公共交通工具出行
国家应优先发展公共交通，如修建地铁、开辟公交专用线和近郊旅游专线，使公共交通更加快捷、便宜和便利；企事业单位可对员工给予一定的交通补贴，以鼓励员工乘坐公共交通工具或骑自行车出行，减少汽车的使用，这样既可以减少汽车尾气污染，又能减少城市交通压力。 4.5 发展燃气汽车和电动汽车
燃气汽车是指用液化石油气（LPG）和压缩天然气（CNG）作为燃料的汽车。由于燃气汽车具有燃烧彻底，排污量较少等优点，是目前我国最具推广价值的低污染汽车，尤其适用于城市公共汽车和出租汽车。当前我国燃气汽车的发展速度较快，但质量令人担忧，主要因为现在使用的燃气汽车基本是以改装车为主，改装后的燃气汽车由于改装技术不稳定，排放尾气污染改善程度十分有限。因此今后应当鼓励汽车厂商直接生产在电喷技术基础上开发的双燃料汽车或单一燃料的燃气汽车，在城市应以公共汽车和出租车为重点推广燃气汽车，逐步扩大燃气汽车的应用规模。
电动汽车是以自载电池为电源，依靠大功率电动机提供动力的新型交通工具，具有清洁无污染、噪声低、动力源多样化、能量转换效率高、结构简单、使用维修方便等优点，在环保和节能方面具有不可替代的优势。发展燃气汽车、电动汽车及其他清洁能源汽车不仅可减轻全球气候变化的压力，同时也可减少对石油进口的依赖，实现能源供应多样化，减少空气污染对人体健康的影响。
5 结语
综上所述，防治和减少汽车尾气污染是一个复杂的技术问题和广泛的社会问题，它需要从提高燃油质量、尾气治理、定期保养和维修、研制新型发动机、完善相关政策等诸多方面综合考虑，全面治理。对于汽车的环保问题，应该引起社会各界的重视，也需要社会各界的共同努力。
控制汽车尾气污染的对策很多，为了更好地控制污染，改善城市的大气质量，各地区、各城市应结合自身的实际情况，选择合适的控制对策，走综合治理的道路。
参考文献：
[1] 张北源，刘纯旭. 汽车尾气治理技术简介[J].科技信息：2008，(5）：35.
[2] 吴萍，陈作平，曾万明.汽车污染物排放的危害及对策[J].科技视野，2008，（9）：52-53.
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