汽車尾氣污染及其控制技術(shù)研究

趙彬

摘要：機(jī)動(dòng)車污染與機(jī)動(dòng)車保有量、燃料利用率、燃料性能及交通狀況等諸多因素密切相關(guān)，隨著機(jī)動(dòng)車保有量的迅速增加和城市化進(jìn)程的加快，中國(guó)一些大城市的大氣污染類型正在由煤煙型向混合型或機(jī)動(dòng)車污染型轉(zhuǎn)化，機(jī)動(dòng)車尾氣排放已經(jīng)成為主要城市的重要污染源。

城市交通運(yùn)輸需要大量的能源。在全世界所生產(chǎn)的全部能源中，20%以上用于交通運(yùn)輸。這些能源消耗導(dǎo)致了城市、區(qū)域和全球性的空氣污染。在城市的交通中心，機(jī)動(dòng)車是造成空氣中CO含量的90%～95%、NOx和碳?xì)浠衔铮–H）含量的80%～90%以及大部分顆粒物的原因。這些污染物不僅能夠在空氣中長(zhǎng)久停留，還能引起污染更嚴(yán)重的光化學(xué)煙霧。在發(fā)達(dá)國(guó)家的城市中，汽車排放污染物成為空氣污染的最主要來(lái)源。

基于此，本文針對(duì)汽車尾氣污染及其控制技術(shù)進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：汽車尾氣;控制技術(shù);污染;危害

一、汽車尾氣污染危害分析

（一）碳?xì)浠衔铩⒌趸镂：?/p>

汽車尾氣中含有碳?xì)浠衔锖偷趸铩?/p>

碳?xì)浠衔锸前l(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的未燃部分，還包括供油系中燃料的蒸發(fā)和滴漏。單獨(dú)的碳?xì)浠衔镏挥性诤肯喈?dāng)高的情況下才會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響，一般情況下作用不大，但它卻是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的重要成分。

NOx是發(fā)動(dòng)機(jī)有一定負(fù)荷時(shí)大量產(chǎn)生的一種褐色的有刺激性氣味的廢氣。發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣剛一排出時(shí)，氣體內(nèi)存在的NO毒性較小，但容易被氧化成毒性較大的NO2等其他氮氧化合物。NOx進(jìn)入肺泡后能形成亞硝酸和硝酸，進(jìn)而對(duì)人體的肺部組織產(chǎn)生較強(qiáng)的刺激，進(jìn)而導(dǎo)致人體肺部毛細(xì)血管的通透性造成較為嚴(yán)重的影響，極易導(dǎo)致肺氣腫的產(chǎn)生，威脅到人們的生命安全。

NOx與HC受陽(yáng)光中紫外線照射后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成有毒的光化學(xué)煙霧。當(dāng)光化學(xué)煙霧中的光化學(xué)氧化劑超過(guò)一定濃度時(shí)，具有明顯的刺激性。它能刺激眼結(jié)膜，引起流淚并導(dǎo)致紅眼癥，同時(shí)對(duì)鼻、咽、喉等器官均有刺激作用，能引起急性喘息癥，可以使人呼吸困難、眼紅喉痛、頭腦暈沉，造成中毒。光化學(xué)煙霧還具有損害植物、降低大氣能見度、損壞橡膠制品等危害。

（二）一氧化碳危害

在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，CO是空氣不足或其他原因造成不完全燃燒時(shí)，所產(chǎn)生的一種無(wú)色、無(wú)味的氣體。CO吸人人體后，非常容易和血液中的血紅蛋白結(jié)合，它的親和力是氧的300倍。因此.肺里的血紅蛋白不與氧結(jié)合而與CO結(jié)合，致使人體缺氧，引起頭痛、頭暈、嘔吐等中毒癥狀，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致死亡[2] 。

（三）顆粒物（PM）危害

由發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室排放出的顆粒物有三個(gè)來(lái)源，其一是不可燃物質(zhì)，其二是可燃的但未進(jìn)行燃燒的物質(zhì)，其三是燃燒生成物。燃燒過(guò)程排出的顆粒物質(zhì)的組成中大部分是固態(tài)炭，火焰中形成的固體炭粒子稱為炭黑。炭黑可以在燃燒純氣體燃料時(shí)形成，但更多的則是在燃燒液體燃料燃燒時(shí)形成。顆粒物質(zhì)的組成中除炭黑外還有碳?xì)浠衔铩⒘蚧锖秃饘俪煞值幕曳值取：饘俪煞值念w粒物主要來(lái)自于燃料中的抗爆劑、潤(rùn)滑油添加劑以及運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨屑等。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒不完全時(shí)，其內(nèi)含有大量的黑色炭顆粒。炭煙不僅本身對(duì)人的呼吸系統(tǒng)有害，而且炭煙粒的孔隙中往往吸附著二氧化硫及有致癌作用的多環(huán)芳香烴等物質(zhì)。

二、汽車尾氣污染控制技術(shù)

（一）汽車尾氣凈化技術(shù)完善

縱觀現(xiàn)階段汽車行業(yè)的發(fā)展，大部分汽車制造企業(yè)會(huì)通過(guò)在排氣口增設(shè)尾氣凈化裝置的方式來(lái)減少尾氣污染。雖然此方式的應(yīng)用具備便捷性、低成本性、高推廣性，但是無(wú)法真正達(dá)到理想的尾氣治理效果，更多的體現(xiàn)出“治標(biāo)不治本”。基于此，可以通過(guò)對(duì)尾氣凈化技術(shù)的完善來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車尾氣的有效控制，具體包括曲軸箱通風(fēng)裝置、燃油蒸發(fā)污染控制裝置、汽車磁化凈化器、汽車電子點(diǎn)火器等裝置技術(shù)[4] 。上述裝置技術(shù)的應(yīng)用，都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車尾氣的充分過(guò)濾，進(jìn)而促使汽車排放的尾氣相較于以往的汽車尾氣，在危害性方面大幅度減小。

（二）汽車保養(yǎng)與維護(hù)的強(qiáng)化

針對(duì)汽車尾氣排放的控制，通過(guò)對(duì)汽車保養(yǎng)與維護(hù)的強(qiáng)化可以達(dá)到控制污染的目的。雖然汽車在初期階段可以達(dá)到我國(guó)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是隨著使用時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，會(huì)使汽車排放尾氣的危害不斷增大。基于此，需要注重對(duì)汽車的定期維護(hù)與保養(yǎng)，定期進(jìn)行濾芯和機(jī)油的更換，定期進(jìn)行燃油系統(tǒng)清潔、定期進(jìn)行維護(hù)維修，特別是汽車尾氣后處理裝置，存在時(shí)效性，應(yīng)當(dāng)根據(jù)使用年限和車輛行駛里程，定期更換，確保汽車處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，減少汽車尾氣排放過(guò)程中所產(chǎn)生的污染，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車尾氣排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

（三）新能源技術(shù)的研發(fā)

傳統(tǒng)石油資源的應(yīng)用，難免會(huì)使汽車在運(yùn)行期間產(chǎn)生毒害氣體，影響到生態(tài)環(huán)境和人們的身體健康。并且石油資源并非是取之不盡用之不竭的，總有一天會(huì)消失殆盡。基于此，新能源技術(shù)的研發(fā)逐漸被提上日程，并受到人們的高度關(guān)注。以燃料電池汽車為例，通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)方式的應(yīng)用將空氣與氫氣轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車動(dòng)力的提供[5] 。相較于普通蓄電池，燃料電池是通過(guò)對(duì)原子化合成分電子的捕捉，實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)化，因此可以達(dá)到降低污染的作用。而除去乙醇、燃料電池、天然氣應(yīng)用于汽車能源之外，當(dāng)前電動(dòng)汽車的研發(fā)逐漸受到各大汽車企業(yè)的重視，例如現(xiàn)階段風(fēng)頭正盛的特斯拉、蔚來(lái)、小鵬等企業(yè)，都側(cè)重對(duì)電動(dòng)汽車的研發(fā)和推動(dòng)。相較于傳統(tǒng)能源汽車，電動(dòng)新能源汽車更加環(huán)保，并且在油耗成本方面表現(xiàn)較為突出。但是縱觀現(xiàn)階段新能源技術(shù)的研發(fā)，雖然已經(jīng)取得初步成效，但是當(dāng)前新能源技術(shù)的研發(fā)仍存在些許問(wèn)題，例如虧電嚴(yán)重、充電時(shí)間長(zhǎng)等，所以需要進(jìn)行新能源技術(shù)的不斷深入研發(fā)和不斷完善與優(yōu)化。

（四）三元催化凈化技術(shù)

所謂尾氣后處理，是指發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，所產(chǎn)生的尾氣在排氣系統(tǒng)進(jìn)行吸附、催化、過(guò)濾、轉(zhuǎn)化以及再生的方式進(jìn)行尾氣污染物的減少。而縱觀現(xiàn)階段汽車尾氣污染的控制，其中針對(duì)三元催化轉(zhuǎn)化器的應(yīng)用已經(jīng)取得良好的效果，通過(guò)在排氣系統(tǒng)中安設(shè)三元催化轉(zhuǎn)化器，可以對(duì)CO、NOX、HC等物質(zhì)的處理、還原，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車尾氣污染的有效控制[6] 。三元催化轉(zhuǎn)化器主要構(gòu)成包括殼體、陶瓷載體、催化劑、以及減震密封墊等組成，安置位置在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)出口1.2m位置。三元催化器在實(shí)際運(yùn)行期間，若催化劑床體溫度未達(dá)到250℃，那么催化劑無(wú)法充分發(fā)揮出相應(yīng)的作用和效果，而北方城市在冬季溫度較低的情況下，三元催化器到達(dá)正常工作溫度的時(shí)間較長(zhǎng)，期間尾氣排放得不到有效控制，因此還需對(duì)三元催化凈化技術(shù)進(jìn)行深入研發(fā)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，汽車尾氣污染控制逐漸受到人們的關(guān)注，如何進(jìn)行汽車尾氣污染的有效減少儼然成為環(huán)境部門、汽車制造企業(yè)的主要思考問(wèn)題。基于此，需深刻認(rèn)知汽車尾氣排放的危害，并通過(guò)對(duì)相應(yīng)控制技術(shù)的施行和不斷研發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車尾氣排放污染的減少。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李恒志.汽車尾氣污染及其控制技術(shù)研究[C]// 決策論壇——政用產(chǎn)學(xué)研一體化協(xié)同發(fā)展學(xué)術(shù)研討會(huì).0.

[2] 王樂(lè)雪，孫慶寅，孫琪，et al.汽車尾氣污染控制有效技術(shù)分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（32）：178-179.

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[4] 劉曉亮.淺談汽車排放污染物生成機(jī)理及控制技術(shù)研究[J].中國(guó)科技博覽，2010（23）：309-309.

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[6] 張秦賡，牛魯燕，周永剛，et al.新形勢(shì)下對(duì)我國(guó)汽車尾氣污染的思考[J].環(huán)境科技，2011，24（s2）：111-113.

（作者單位：山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心）