汽車尾氣對于哈爾濱空氣質量情況的影響

申勇++駱雷++許傳玉++申秀明

摘 要：介紹了近幾年哈爾濱市的汽車保有量情況，用數理統計的方法對汽車保有量和尾氣成分進行了分析。結果表明：汽車尾氣的排放對哈爾濱市的空氣污染影響不大。但隨著汽車保有量的增加，也會對空氣質量產生一定的負面影響。

關鍵詞：哈爾濱 空氣質量 汽車尾氣

中圖分類號：X511 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0116-01

1 汽車尾氣污染現況

隨著經濟的發展和物質水平的提高，私家車數量急劇增加。汽車尾氣對環境造成了很大危害。在西方發達國家中，由于汽車工業發展較早，汽車普及率較高，汽車尾氣的排放量對西方發達國家的空氣質量帶來嚴峻挑戰。因此，通過數學分析、計算汽車尾氣中有害物的排放量，有助于對環境污染進行進一步分析。

汽車尾氣排放的主要氣體污染物為CO、HC、NOx、SO2、Pb和固體顆粒物質等。[1-2]

機動車主要污染物的危害主要體現在以下幾個方面：

（1）一氧化碳（CO）。

CO是由于烴燃料不完全燃燒而生成的中間產物。一氧化碳和人體紅血球中的血紅蛋白有很強的親合力，親合后生成碳氧血紅蛋白（COHb%），從而血液向各組織輸送氧的功能減弱，造成反應遲鈍，記憶力減弱等機能障礙，重者危害血液循環系統，導致生命危險。[3]

（2）二氧化硫（SO2）。

SO2是酸雨形成的主要成分，主要來源于燃料燃燒，會對生態系統的酸堿平衡造成破壞，對建筑物等造成腐蝕。濕潤的粘膜表面吸收后易生成亞硫酸、硫酸。對眼及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。

（3）碳氫化合物（HC）。

HC是由于烴燃料不完全燃燒而生成的中間產物，在氣態條件下表示為VOCs，固態是則以顆粒物的形式存在。HC中的醛類會刺激人的鼻、眼和呼吸道，其中的多環芳香烴又是一種強致癌物質[4]。

（4）氮氧化物（NOx）。

NOx是在火花塞點火時，空氣中的N2與O2在瞬時高溫高壓下反應所得的產物。NOx可分為NO和NO2，會形成酸雨和光化學煙霧。NO毒性不大，但會對中樞神經系統產生阻礙，并且NO易氧化生成有劇毒性的NO2。NO2會使肺功能降低，危害兒童和哮喘病人，通過使過濾性毒菌易感染性增加，使得人體對毒菌的抵抗力降低。[5]

（5）顆粒物（PM）。

顆粒物，又稱塵。大氣中的固體或液體顆粒狀物質。顆粒物可分為一次顆粒物和二次顆粒物。一次顆粒物是由天然污染源和人為污染源釋放到大氣中直接造成污染的顆粒物，例如土壤粒子、海鹽粒子、燃燒煙塵等等。機動車排放的固體顆粒物是城市大氣顆粒物的主要來源。顆粒物分為兩類：PM2.5和PM10，前者直徑不超過2.5微米，是人類頭發直徑的1/30，后者則較粗大，當前的歐盟空氣質量標準限定，一個人每年吸入的PM2.5最多為40 μg/m3，PM10為每25 μg/m3。聯合國世界衛生組織的指導原則建議：PM2.5和PM10的年接觸量分別為每立方米20 μg/m3和10 μg/m3。

研究區域主要包括和興路、征儀路、文昌橋等交通比較繁忙的路段。

2 哈爾濱汽車保有量的分析

據國家統計局哈爾濱調查隊2012年7月份的統計顯示，哈爾濱市機動車保有量達91.66萬輛。哈爾濱市城市居民每百戶家庭擁有汽車13.5輛，比去年增加了4.1輛，同比增長44.1%。2013年，哈爾濱將汽車保有量突破110萬輛，相當于每三戶家庭就有一輛車。

私家車保有量的急劇增加使得市區交通越來越繁忙。在哈爾濱市省政府交通崗的觀測數據顯示：2002年該路段的交通流量是8200輛/h，而2010年的交通流量是13000輛/h。和興路和征儀路交通流量主要集中在上午7：00～9：00和下午17：00～18：00的時間段。和興路的交通流量達到了6000輛/h左右，小型汽車占80%左右，約為4800輛/h；大型貨車和卡車比例較低，僅占15%，約為900輛/h；公交車流量為約300輛/h，約占總流量的5%左右。征儀路的交通流量達到了4200輛/h左右，其中主要也是小型汽車，大約為2800輛/h。

3 汽車尾氣排放量估算與數據分析

汽油車排氣污染物排放的測量常用雙怠速法、簡易工況法和工況法。計算機動車尾氣的排放量需要確定汽車污染物排放因子、各類車輛的數量、行駛里程等基本參數。汽車污染物排放因子采用2010年7月1日起實施的中國W階段排放標準GB 18352.3-2005。[6]因為在2000年以前汽車采用的技術和燃油均有差異，使得排放標準達不到現階段國家標準，這會造成計算結果偏小。車尾氣中所含污染物的多少與汽車行駛條件關系很大：汽車在空檔時THC和CO濃度最高；低速時THC和CO濃度較高；高速時NOx濃度較高，THC和CO濃度較低。由于汽車在進出停車場時一般是低速行駛，因此THC和CO排放量較大。

汽車尾氣污染物的排放可參照按下列公式計算：

廢氣排放量：D=QT（K+1）A/1.29

式中：D——廢氣排放量，m3/h；Q——汽車流量，輛/h；T——車輛運行時間，min；

K——空燃比，12：1；A——燃油耗量，kg/min。

根據統計學分析和計算，對哈爾濱市2013年機動車尾氣排放量進行了粗略估算，因為哈爾濱冬天供暖會產生大量排放，所以選取夏季空氣質量數據進行估算更加合理。其中CO排放量達到44971.40 t；NOX排放量達38525.45 t；PM排放量主要考慮柴油車排放的炭黑等顆粒物，總量達585.13 t。

2013年哈爾濱市化學需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物四項主要污染物排放量分別控制在30.97萬t、2.245萬t、11.67萬t和15.02萬t以內。

通過氮氧化物的對比可以發現，汽車尾氣中的氮氧化物排放占總的氮氧化物排放的25.65%。由此可見，對于哈爾濱這樣的重工業城市，再考慮哈爾濱將近半年的時間需要燃煤供暖的特殊情況，汽車尾氣對于哈爾濱空氣污染的貢獻率還是低于全國其他大城市平均水平的。

參考文獻

[1] 國家環保局大氣處.汽車對大氣的污染及其控制[M].北京：氣象出版社，1988.

[2] 張怡.城市道路空氣污染概況及道路擴散模型綜述[J].公路交通技術，2013（1）：141-145.

[3] 金鯤鵬.用烏克蘭汽車尾氣排放標準計算濰坊市區在公路交通高峰期的單位時間內汽車尾氣中CO，CH和NOx的排放量[J].濰坊學院學報，2006（6）.

[4] 熊慕慕.機動車尾氣排放與大氣污染[J].南陽師范學院學報，2007，6（3）：43-45，54.

[5] 韓冰.蘭州市機動車尾氣排放特征研究[D].蘭州交通大學，2013.

[6] 韓玉梅，羅新正.汽車尾氣對煙臺市大氣環境的影響研究[J].煙臺大學學報，2013（1）：74-78.endprint