客車內(nèi)氣體污染問題分析及對策

阮帥帥

隨著生活質(zhì)量的提高,人與車的關(guān)系日益密切。我們在坐車時(shí)經(jīng)常會(huì)聞到一些刺激性氣味,部分人還會(huì)感到頭暈、頭痛、呼吸不適等,這些現(xiàn)象的產(chǎn)生均來自客車?yán)锏目諝馕廴?。本文將對客車?nèi)氣體污染問題進(jìn)行初步的分析和探討。

一、客車內(nèi)氣體污染問題的分析

1.客車內(nèi)主要污染物的種類及危害

客車廂內(nèi)空氣污染物成分復(fù)雜,主要有TVOC、可吸入顆粒物、碳氧化物、微生物等。

(1)TVOC:包括醛類、烯類、芳烴類等多種有機(jī)揮發(fā)成分。其中,醛類(如:甲醛等)會(huì)刺激人體眼結(jié)膜和呼吸道黏膜,引起畏光、流淚、咽痛等不適癥狀;芳烴類(如:苯、甲苯、二甲苯等)會(huì)影響人體造血功能,導(dǎo)致貧血、皮下出血,甚至白血病等;烯類及其他有機(jī)揮發(fā)物(如:三氯乙烯、三氯甲烷等)都會(huì)在不同程度上造成人體神經(jīng)系統(tǒng)及肝、腎等器官損害。

(2)可吸入顆粒物:主要有干炭煙(DS)、可溶性有機(jī)物(SOF)和硫酸鹽。它們易引發(fā)各類呼吸性疾病。

(3)碳氧化物: CO2過量會(huì)刺激人眼及喉部,還會(huì)引起精神恍惚;當(dāng)車內(nèi)人多且緊閉時(shí),易使CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镃O。另外,發(fā)動(dòng)機(jī)不完全燃燒產(chǎn)生的CO也會(huì)從車體各縫隙進(jìn)入。CO極易與血紅蛋白親合,被吸入后,會(huì)使人脫氧,導(dǎo)致頭昏、頭痛,甚至窒息死亡。

(4)微生物:通過客車內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng),細(xì)菌、真菌、病毒等遍布車廂空間, 極易引起人體呼吸系統(tǒng)疾病,此外還會(huì)造成細(xì)菌、病毒的交叉感染。

2.客車內(nèi)空氣污染物的來源

客車內(nèi)污染物如此繁多,究其源頭,概括如下:

(1)車用材料污染:汽車密封橡膠、儀表盤塑料、車廂油漆、座椅皮革、車體黏結(jié)劑等材料中含有各種有機(jī)溶劑、添加劑,會(huì)揮發(fā)出苯、甲苯、二甲苯、甲醛、鹵代烴等一系列有害物。

(2)車載空調(diào)污染:車載空調(diào)的清理工作易被人們忽略,長期不清洗會(huì)在其內(nèi)附著大量灰塵,并滋生各種細(xì)菌等。一旦啟用,就會(huì)將這些顆粒物及細(xì)菌吹入空氣中,引起車內(nèi)污染。

(3)引擎廢氣污染:當(dāng)車體密閉不嚴(yán)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)油料中的不穩(wěn)定成分會(huì)揮發(fā)進(jìn)入車內(nèi);此外,當(dāng)車輛追尾,怠速等待時(shí),易使前車尾氣從后車縫隙竄入車廂 (這些廢氣中主要含有碳?xì)浠衔?、碳氧化物、氮氧化物、顆粒物等)。

(4)乘客自身及其活動(dòng)污染:首先,人體代謝會(huì)產(chǎn)生CO2 、NH3 、H2S等有害物質(zhì);其次,部分乘客在車內(nèi)吸煙;再是,乘客自身或服裝上還可能攜帶各種細(xì)菌、病毒等。

3.客車內(nèi)氣體污染主要影響因素分析

造成廂內(nèi)氣體污染的因素固然很多,但下列因素的影響尤為普遍。

(1)溫度:一方面,由于車用材料中的不穩(wěn)定成分隨著溫度升高,揮發(fā)量會(huì)加大,從而導(dǎo)致車內(nèi)污染物濃度急劇增加。另一方面,溫度也影響微生物的繁殖速度。如:當(dāng)車內(nèi)溫度在20～35 ℃, 濕度在75 %～95 %之間時(shí), 會(huì)使霉菌呈爆發(fā)性生長。因此,溫度對車內(nèi)污染影響很大。

(2)發(fā)動(dòng)機(jī)工況及布置形式:發(fā)動(dòng)機(jī)在加速、減速、冷起動(dòng)等工況下產(chǎn)生的污染要比穩(wěn)定行駛時(shí)嚴(yán)重,應(yīng)減少這些不穩(wěn)定工況。另外,引擎布置形式也會(huì)影響車內(nèi)空氣污染的狀況。資料顯示,發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)和中置后橋驅(qū)動(dòng)方式,都易使發(fā)動(dòng)機(jī)的氣味、熱量等傳入車內(nèi),而采用后置后橋驅(qū)動(dòng)方式,則能很好地隔絕氣味和熱量。所以,采用后一種形式,能減少車廂空氣污染,提高乘坐舒適性。

(3)外界空氣質(zhì)量:當(dāng)外界空氣質(zhì)量較差,尤其是在交通擁堵路段行駛時(shí), 車廂內(nèi)一氧化碳、NOX 、可吸入顆粒物等含量較高。如遇車輛追尾,車內(nèi)污染物濃度更高。

(4)車齡。一般來說,新車的空氣污染比舊車嚴(yán)重。主要是由于新車上的各種裝飾材料、黏合劑等揮發(fā)量較大。

(5)其他。氣候條件、季節(jié)變化、海拔高度、密閉狀況、乘客多少、車內(nèi)人員行為等都會(huì)對車內(nèi)空氣污染程度造成一定的影響。

二、改善客車內(nèi)空氣質(zhì)量的策略

如何改善客車的空氣,提高人們的乘坐質(zhì)量,已成為汽車界探討的重要課題。筆者也就這一問題進(jìn)行了一系列的理論研究及實(shí)踐探索,在綜合多方面因素的基礎(chǔ)上,認(rèn)為可以多措并舉。

1.控制污染來源

(1)慎選材料:在車輛生產(chǎn)時(shí),嚴(yán)格控制含有害成分材料的使用,并積極尋找其它環(huán)保的替代材料。同時(shí),國家應(yīng)盡快制定并完善相應(yīng)的法律法規(guī),加強(qiáng)客車車廂空氣污染的檢測,限制污染超標(biāo)車輛的出廠,這在某種程度上也促使汽車制造商選材更謹(jǐn)慎。

(2)減少有害物進(jìn)入量:一是加強(qiáng)汽車密封度。密閉不嚴(yán),一方面,會(huì)導(dǎo)致污染物從密封面竄出;另一方面,也會(huì)使有害物通過縫隙進(jìn)入。汽車的密封部位很多,主要是發(fā)動(dòng)機(jī)和車廂。對發(fā)動(dòng)機(jī)而言,應(yīng)加強(qiáng)氣缸蓋罩、氣缸蓋、氣缸體、曲軸箱等接合面及各管路連接處的密封。如果上述密封部位密閉不可靠,將會(huì)引起燃燒廢氣、油料蒸汽等的泄漏,加重污染;另外,曲軸箱應(yīng)用PCV系統(tǒng),也可減少廢氣排出。對于車廂,應(yīng)注重發(fā)動(dòng)機(jī)周圍車廂隔板,以及車門、車窗與車體的密封,尤其是舊車,門、窗等磨損變形大,更易使廢氣進(jìn)入車內(nèi)。因此,我們一定要選用性能優(yōu)良的密封材料,并優(yōu)化密封結(jié)構(gòu),使密閉更可靠。二是增加路網(wǎng)密度并合理管理道路,可使車輛運(yùn)行暢通,減少追尾,怠速等待等情況,從而降低有害物進(jìn)入車廂。

(3)降低尾氣污染排放:一是通過改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)(如:多氣門機(jī)構(gòu)、雙排氣系統(tǒng)、可變配氣定時(shí)等),或提高燃油品質(zhì),來改善燃燒過程,減少污染物產(chǎn)生;同時(shí),加強(qiáng)尾氣處理(如:二次空氣噴射、三元催化轉(zhuǎn)換、廢氣再循環(huán)等),從而減少排到空氣中的有害物。二是提高駕駛技能。操作熟練的駕駛員,在行車過程中能合理選擇,避免不必要的加速、減速,使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),減少污染物排出。三是重視維護(hù)。當(dāng)缸壁與活塞環(huán)隙過大,會(huì)使機(jī)油上竄,極易產(chǎn)生尾氣污染,須及時(shí)維護(hù)。對排放超標(biāo)的車輛,應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制性維護(hù)。如果部分車輛經(jīng)維修后仍無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)嚴(yán)格將其淘汰。

2.配備凈化裝置

為了減少車內(nèi)空氣污染,還可在車內(nèi)采取一些積極有效的凈化措施。

(1)物理凈化:一是靜電除塵。根據(jù)電極具有異性相吸,同性相斥的特性,可以利用很細(xì)的金屬絲將空氣電離,并使帶負(fù)電的粒子在靜電場作用下向正極運(yùn)動(dòng),在途中如遇煙塵顆粒,使之帶上負(fù)電,一并向正極運(yùn)動(dòng)。此時(shí),就可在正極處收集微粒進(jìn)行凈化。但它主要適合除塵,對其它污染物的凈化效果甚微。二是活性炭吸附。利用活性炭的多孔性和吸附性,將其置于空調(diào)系統(tǒng)前端或車內(nèi)其它部位,可對空氣中的苯系物、顆粒物等進(jìn)行吸附,起到凈化車內(nèi)空氣的作用。

(2)生物凈化:一是微生物分解。利用微生物新陳代謝過程中消耗有機(jī)物的特性,并加入具有催化作用的酶,使微生物快速分解車內(nèi)污染物,從而起到空氣凈化的效果,且不會(huì)造成二次污染。二是植物吸收。在車內(nèi)放置微型吊蘭等植物,使其對甲醛等有害氣體進(jìn)行吸收。但在適應(yīng)時(shí)一定要注意及時(shí)修剪,盆栽不宜過沉。

(3)化學(xué)凈化:一是光觸媒催化反應(yīng)。光觸媒在太陽紫外光下,能激發(fā)出空穴(h+)和電子(e-),并分別把空氣中的水和氧氣氧化還原成氫氧自由基和超氧化負(fù)離子。之后,氫氧自由基與超氧化負(fù)離子將附著光觸媒表面的有機(jī)化合物及部分無機(jī)物氧化成水和二氧化碳等無害物質(zhì),且不會(huì)產(chǎn)生二次污染,但價(jià)格昂貴。二是抑制劑抑制。由于甲醛等VOC揮發(fā)期長,可使用一些抑制劑來減少揮發(fā)。如:在車內(nèi)頂棚,座椅后背等處噴灑甘氨酸鈉(SG)溶液會(huì)形成薄膜,能抑制甲醛的揮發(fā),從而降低車廂空氣污染物濃度。

此外,還可應(yīng)用臭氧、紫外線、負(fù)離子、等離子體、紫外線等凈化技術(shù),來減少車內(nèi)污染,但各有不足。

3.合理通風(fēng)換氣

通風(fēng)換氣也是一種減少車內(nèi)空氣污染的措施。不妨在車廂內(nèi)外各設(shè)傳感器,使其定時(shí)檢測主要空氣污染物,并進(jìn)行比對。當(dāng)車外空氣質(zhì)量較好且溫度適宜時(shí),直接打開車窗或天窗;當(dāng)車外空氣質(zhì)量不如車內(nèi)時(shí),及時(shí)關(guān)上車窗及天窗;當(dāng)天氣狀況惡劣不宜開窗時(shí),如遇車內(nèi)空氣質(zhì)量不及車外,能自動(dòng)開啟排氣設(shè)備,并定時(shí)開窗,稀釋污染氣體。

4.增強(qiáng)車內(nèi)環(huán)保

通過教育,讓人們進(jìn)一步意識(shí)到客車氣體污染的有害性。相關(guān)工作人員務(wù)必要定期對客車,尤其是新車,進(jìn)行通風(fēng),防止污染物聚集;還應(yīng)定期清洗車廂,保持通風(fēng)系統(tǒng)的清潔,以免塵垢堆積,微生物滋生等;拒絕使用清新劑或香水,以免產(chǎn)生二次空氣污染;同時(shí)乘客也要注意,不可在車上吸煙等等。

三、結(jié)論

本文在分析客車內(nèi)氣體污染的影響因素后,研究了上述應(yīng)對策略,得出如下結(jié)論:對廂內(nèi)氣體污染物直接進(jìn)行無害化處理,在技術(shù)上和推廣上還存在難度。我們應(yīng)該從以下幾方面著手,減少車內(nèi)污染:

在客觀方面,第一,選用低污染或無污染的車用材料,從生產(chǎn)源頭減污;第二,控制廢氣排放并加強(qiáng)車輛密封,減少有害物進(jìn)入車廂;第三,采用上述空氣凈化措施,盡管存在各種局限性,但仍可提高空氣質(zhì)量。從主觀方面來說,乘眾必須重視客車氣體污染問題,并學(xué)會(huì)文明坐車,規(guī)范行為,避免增加人為的污染。

(作者單位:黑龍江省哈爾濱東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院)