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机动车尾气污染及防治对策

2021-01-10刘雨风江门市新会区环境监测站广东江门529100

化工管理 2021年14期
关键词:尾气机动车燃油

刘雨风(江门市新会区环境监测站,广东 江门 529100)

0 引言

改革开放以来,特别是进入21世纪之后,我国的现代化经济、工业和社会突飞猛进地发展,人们的生活质量得到了显著提升,我国机动车保有量长期保持着高位增长的态势。根据公安部统计数据显示,截至2018年底,我国机动车保有量已经达到了3.27亿辆,其中以燃油汽车为主。大量的机动车促进了我国交通领域和物流运输领域的快速发展,也方便了人们的出行,同时的燃油燃烧造成大量的机动车尾气排放,对大气环境造成了污染,导致近年来温室效应和城市雾霾问题不断加剧。机动车尾气已经成为了导致城市甚至地区空气污染的主要污染源,加强对机动车尾气的治理已经迫在眉睫。

1 机动车尾气的主要污染成分及其危害

机动车尾气是由燃油机动车燃烧汽油和柴油等石化燃料而产生的气体化合物和固体颗粒组成[1],这些气体化合物和固体颗粒含有大量的有害物质。由于机动车尾气属于低空排放不利于其扩散,因此容易在大气中聚集或者进一步转化和迁移形成污染源,导致形成大气环境污染并对人体造成危害。

1.1 一氧化碳(CO)污染及危害

汽车尾气中主要的气体化合物是CO。CO是由于汽车燃油燃烧不充分而产生的,对人体具有一定的危害。CO气体与人体血液中的血红蛋白具有非常好的亲和能力,当人体吸入时,CO与人体血液中的血红蛋白发生化学反应形成碳氧血红蛋白,导致血红蛋白失去携带氧气的能力,使得人体血液中氧气含量降低,最终导致人体血液无法进行正常的氧气交换。当人体吸入少量的CO时会出现头晕、恶心、头痛、乏力、犯困等症状,长期吸入会降低人的记忆力和伤及人体神经系统,当短时间吸入大量CO时会导致人体昏迷甚至窒息死亡。

1.2 碳氢化合物(HC)污染及危害

机动车尾气中的HC主要来自于油箱泄漏、燃油挥发以及燃烧室中燃油未充分燃烧三方面[2]。机动车尾气中HC浓度变化较大,主要由机动车发动机的运转情况决定。当机动车发动机高速运行时燃油得到了充分燃烧,此时尾气中HC浓度较低;当机动车处于刚发动状态或怠速状态时,燃油得不到充分燃烧此时尾气中HC的浓度较高。尾气中的HC主要有:甲烷、丙烯、乙炔、多环芳烃、苯类及其衍生物、醛类、丁二烯等,这些物质对环境和人体具有不同程度的危害,其中甲烷是导致温室效应的元凶之一,其他气体都具有不同程度的刺激性,有些成分在日照以及特定条件下会发生光化学反应形成有毒的光化学烟雾对人体造成伤害。当人体短期吸入HC时会伤害人体的呼吸系统和眼睛结膜,引起恶心、头晕等症状,长期大量吸入会危害人体神经系统和免疫系统,使人体出现中毒反应甚至诱发细胞畸变或癌变导致死亡。

1.3 氮氧化合物(NOx)和硫氧化合物(SOx)污染及危害

NOx和SOx也是机动车尾气含有的主要成分,机动车尾气中的NOx主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),其中以NO为主,NO大约是NO2的9倍,NOx主要来自于燃油燃烧产生的副产物。NO对人体的危害机理与CO相似,都会与人体血液中的血红蛋白结合破坏人体正常的血氧循环危害人体健康。同时,NO还具有刺激性,被人体吸入后会刺激人体上呼吸道粘膜、支气管粘膜和肺部引起炎症。与CO不同的是,NO在自然界稳定性很差,会被空气中的氧气氧化成为NO2。机动车尾气中的硫氧化合物主要是二氧化硫(SO2),其主要来自于燃油中的硫(S)燃烧时与氧气(O2)反应生成。SO2是导致酸雨的元凶之一,会对建筑物,农作物等造成危害,同时,SO2会在机动车尾气净化装置催化剂的表面发生吸附堆积,造成催化剂无法与尾气充分接触导致机动车尾气净化装置的功能降低。

1.4 铅(Pb)污染及危害

汽油和柴油是机动车所需的燃油,汽油和柴油的物理化学稳定性差,容易挥发和燃烧爆炸。为了钝化汽油和柴油使其变得相对稳定,通常会按照0.2%~0.5%的浓度在机动车燃油中加入四乙基铅。四乙基铅在发动机燃烧室燃烧后会产生氧化铅并在燃烧室中沉积形成积灰。积灰的存在会增大发动机部件摩擦系数引起燃烧室过热和磨损,为了解决这一问题,通常会同时在燃油中加入导出剂将燃油中的Pb转变为含Pb的挥发物随着尾气排入大气中。Pb属于国家认定的5种严重有毒重金属之一,机动车尾气中的Pb元素进入人体会直接抑制人体血红素的形成导致人体出现贫血,而且Pb元素会随着血液循环进入人体全身器官,危害人体末梢和中枢神经系统、也会危害人体免疫系统,严重时会引起铅型肾病。

1.5 颗粒物污染及危害

机动车尾气中含有大量直径在0.03~0.50 μm的可吸入性固体颗粒物。机动车尾气中的可吸入性固体颗粒物是成分比较复杂的复合物,主要包括:含碳颗粒物、高分子化合物以及其他未知的成分,其中高分子化合物对大气中的细菌、病毒、挥发性物质和重金属具有吸附作用。由于机动车尾气排放位置与人体呼吸带高度基本相当,因此人体呼吸系统就成为了此类污染物最直接的侵害对象。当人体吸入此类污染物质后会直接危害人体呼吸系统,导致人体上呼吸道和肺部出现急性炎症,严重时造成肺水肿、肺细胞损伤等。此类污染物质不但会长期存留在人体肺部,还会随着血液循环进入人体其他器官。由于其吸附着较多细菌、病毒、挥发性物质及重金属等,会大大增加人体患病的风险。

2 机动车尾气污染的防治对策

机动车尾气的形成与多方面因素相关,因此其防治也应当由各方面协同配合,将其作为一项系统化的工程去做才能实现对机动车污染的有效防治。

2.1 严控燃油质量,改善燃油处理技术

我国从本世纪初开始严控机动车燃油质量,全面禁止含Pb燃油在机动车中使用,今后有关部门仍然要严格按照国家规定开展执行燃油质量把控工作,防止不达标燃油流入市场。同时,相关部门应当加强对燃油添加剂的科研支持力度,研发新型的燃油添加剂以降低燃油的挥发性和Pb排放。例如:近年来出现的甲基叔丁基醚可以有效降低燃油挥发性并提升辛烷值使得燃油的燃烧变得更加充分从而降低尾气量。今后我国应持续对燃油质量进行严控,还要加大对燃油添加剂的科研支持力度,不断改善燃油质量和燃烧效率,从而减少尾气的排放量。

2.2 开发和应用推广新型清洁能源

随着近年来新能源技术和新能源汽车的快速发展,天然气、太阳能、电能、生物柴油等新型清洁能源被应用在机动车领域。新型清洁能源替代传统燃油能够有效降低机动车尾气总排放量,这也是未来机动车发展的一个重要方向。但是新能源开发及新能源汽车应用技术需要投入较长的时间周期去研究和验证,也需要长期投入大量的资金,还需要国家政策的鼓励和支持,更需要社会大众的普遍关注和认可。所以,国家应当从技术、政策、资金和宣传等方面加大对新能源开发技术及新能源汽车应用技术的支持力度,不断提升我国新能源和新能源汽车整体水平,有力促进我国新能源技术发展和新能源汽车的应用推广,从根本上降低我国机动车尾气总排放量。

2.3 加强宣传教育,增强公众环保意识

当今社会已进入一个信息高度发达的时代,国家和有关部门应当利用好官方主流媒体、各大媒体平台、传统媒体以及新媒体平台,加强对机动车尾气污染治理的宣传教育,提升国民的环保意识和国民素质,提升社会公众对机动车尾气危害的认知程度和社会责任感。同时,随着经济和社会发展,公共交通系统已经变得日趋完善,国家和相关部门应加强宣传教育,提倡社会公众优先选择自行车、地铁、公交等低碳环保的公共交通方式出行,降低公共交通设施的空座率,提升公共交通设施的运载能力,既能节约资源也能有效减少机动车尾气的排放。

2.4 机动车制造企业应担负起环保责任

一方面,在机动车生产环节对机动车项目的技术申报和加工生产等流程进行监管,确保机动车质量达到国家规定的尾气排放标准。另一方面,由国家环保部门对机动车环保检测机构进行统一管理和监督,对机动车检测机构的日常工作进行严格规范,杜绝第三方机构从事相关检测工作,同时,国家环保部门可派人入驻检测机构协同开展检测工作,提升检测机构的专业水平和检测能力。最后,国家环保部门应积极牵头构建机动车环保信息化系统,通过信息化系统实现对机动车尾气和发动机检测信息的共享,在行业中逐渐淘汰老式发动机,鼓励新型高效发动机的应用,提升发动机的燃烧效率。

2.5 完善机动车环境管理体系

一方面,建立完善的机动车油品、油耗、检测和排放标准,禁止售卖、使用不达标油品,禁止排放不达标车辆销售和上路行驶,加强对我国在用机动车的保养维修监管,提升在用机动车环保检测整体合格率,从源头上治理机动车尾气污染。另一方面,健全完善监管执法技术手段,利用遥感监测技术手段对在行驶机动车尾气排放情况进行实时抽样监测,提升机动车尾气检测的时效性和准确性。此外,加强对机动车集中行驶和停放区域的空气质量抽样检测和机动车尾气排放现场抽测,打击违规排放行为并为制定机动车禁行和限行措施提供依据。

3 结语

当前机动车尾气已经成为城市和全国范围内主要的大气污染源,机动车尾气治理工作关系着城市经济和环境的可持续协调发展,也关系着我国整体大气环境,但是在机动车数量不断快速增长的势头下,我国机动车尾气治理工作面临着巨大压力。国家和环保部门应对机动车尾气防治工作引起高度重视,将其作为当前环境防治工作的重中之重来抓,然而机动车尾气防治是一项综合性和复杂性很强的系统性工作,这就需要政府、环保部门、机动车生产企业、机动车检测机构、社会公众等各方广泛参与并协同配合,切实做好机动车尾气防治工作,有效改善我国生态环境。

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