汽車尾氣污染治理對策綜述
汽車的發(fā)明在很大程度上改善了人們的生活質(zhì)量，從19世紀(jì)至今短短100多年的時間，汽車產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展。目前全世界汽車的保有量已達9億多，預(yù)計到2010年將達到10億。然而汽車在大力促進生產(chǎn)力發(fā)展，為人們出行提供極大方便的同時，其排放的尾氣給大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。汽車排放的尾氣， 除CO 、水蒸汽為無害成份外，其余如CO、HC、NOx、煙塵微粒等均為有害成份。其最主要的危害是形成光化學(xué)煙霧，刺激人的眼睛， 引起紅眼；刺激鼻，咽喉氣管和肺部，引起慢性呼吸系統(tǒng)疾；還能使樹木枯死，農(nóng)作物大量減產(chǎn)，降低大氣的能見度，妨礙交通。尾氣中的一氧化碳能削弱血液對人體組織的供氧量，從而引起頭痛等癥狀，重者窒息死亡。尾氣中的氮氧化合物進入肺泡后能引起肺氣腫；尾氣中還含有致癌的多環(huán)芳烴。
1 尾氣污染治理主要對策
1．1 法律政策監(jiān)督管理
行政管理是減少和消除汽車尾氣污染至關(guān)重要的手段。世界上很多國家為控制汽車污染而采取了相應(yīng)的措施。如美國出臺了強制性汽車燃油效率政策，對于每一輛機動車，如果生產(chǎn)商沒有達到平均燃油消耗的標(biāo)準(zhǔn)，將會被處以罰款，購買者也將會受到處罰。日本政府針對不同重量級汽車的燃油經(jīng)濟性目標(biāo)，制定了一系列燃油經(jīng)濟性標(biāo)準(zhǔn)。這些措施為我國采取相應(yīng)的政策提供了有益的借鑒。我國政府早在80年代就開始進行汽車尾氣污染的防治工作，1987年頒布了《中華人民共和國大氣污染防治法》，規(guī)定了機動車排放的污染物不能超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值， 1990年國家環(huán)保總局、交通部、公安部等六部委聯(lián)合發(fā)布了《汽車排氣污染監(jiān)督管理辦法》；國家環(huán)？偩、交通部門等聯(lián)合發(fā)布了《防治汽車、摩托車排氣污染的技術(shù)政策》。到20世紀(jì)末，我國已頒布了17項國家機動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。加入世貿(mào)組織后，我國的汽車與國際接軌，在限制污染物排放方面要求更加嚴(yán)格，逐步強化了新車準(zhǔn)入制度。2004年全國全面實行“歐II” 標(biāo)準(zhǔn)，對不符合“歐II”標(biāo)準(zhǔn)的新車采取“三不” 措施：不準(zhǔn)出廠，不準(zhǔn)銷售，不準(zhǔn)上牌。2008 年開始執(zhí)行歐III標(biāo)準(zhǔn)。目前，政府在嚴(yán)格執(zhí)行車輛強制報廢制度的同時，一直在優(yōu)先發(fā)展公共交通，如修建地鐵、開辟公交專用線和近郊旅游專線，使公共交通更加快捷、便宜和便利，鼓勵市民騎自行車或者乘坐公共交通工具出行，實行汽車單雙號上路規(guī)定等。今后國家應(yīng)當(dāng)完善相關(guān)政策，制定汽車尾氣污染控制的詳細(xì)條款，通過鼓勵小排量汽車的使用，加強路檢淘汰落后、污染重的汽車、征收汽車交通堵塞稅、實施機動車排污收費制度等等，達到減少尾氣污染，保護環(huán)境的目的。
1．2 機內(nèi)治理技術(shù)
發(fā)動機排放污染物的來源除了汽車尾氣排放污染外，還有汽油蒸發(fā)污染和汽車發(fā)動機曲軸箱污染，這三處污染對汽車發(fā)動機污染的控制都至關(guān)重要。機內(nèi)治理技術(shù)是汽車排放控制技術(shù)的主要方法之一，是指通過改進發(fā)動機的設(shè)計， 防止或減少有害污染物在機內(nèi)生成。
在汽車上首先采用的排放控制措施是用在發(fā)動機曲軸箱污染控制上。使用了曲軸箱強制通風(fēng) (PcV)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將機油加注口和搖臂室用軟管和化油器前端的空氣濾清器相連，把曲軸箱內(nèi)的汽缸漏氣、曲軸箱煙霧等都導(dǎo)入發(fā)動機燃燒室。目前大多數(shù)汽車上都是用這種裝置，資料顯示能減少汽車總體排放量對大氣污染的三分之一左右。解決曲軸箱煙霧排放污染后，為有效減少油箱和供油系統(tǒng)排出的汽油蒸發(fā)污染， 自 1971年開始安裝一套叫蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的裝置。這種裝置主要采用一個活性炭罐，在發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)時，碳罐里的活性炭吸收油箱及管道內(nèi)的汽油蒸汽，待發(fā)動機再次啟動時，潔凈的空氣從活性炭中帶走燃油蒸汽，進入化油器上方的進氣管道中或空氣濾清器內(nèi)，從而使汽油蒸汽燃燒掉，可控制汽油車2O％左右的碳?xì)浠衔锱欧拧C內(nèi)凈化的主要方式是改進發(fā)動機的燃燒方法，即在接近理想燃燒方式的條件下使混合氣體燃燒，減少污染物的生成量，現(xiàn)在普遍采用的治理措施：一是改進燃燒室結(jié)構(gòu)，如采用復(fù)合渦流控制燃燒；二是改進點火系統(tǒng)，如在化油器上設(shè)置斷油裝置和稀混合氣供給裝置，采用延時點火裝置和晶體管點火裝置等。
1．3 機外凈化技術(shù)
發(fā)動機外部尾氣凈化是把尾氣由原有毒氣體變?yōu)闊o毒氣體，再排放到大氣中，而減少對大氣環(huán)境的污染。目前比較有效的是在汽車尾氣排放口安裝催化凈化器來減少污染物的排放，催化凈化器有氧化凈化器和三元催化凈化器，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匚廴疚锝M分來選擇合適的催化器。如當(dāng)?shù)匚廴窘M份主要為CO，則加裝氧化凈化器就非常有效，同時可減少CH的排放。如果已有產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的先兆，那就必須采用三元催化凈化器來控制 HC、NOx、CO。目前世界汽車尾氣催化劑市場上主要采用三元催化劑(TWC)進行催化轉(zhuǎn)化。
三元催化劑首先由國外科學(xué)家在20世紀(jì)80年代研發(fā)出來，即Pt．Pd-Rh三元催化劑，1995年起正式啟用在新型汽車上。目前人們正在研發(fā)全鈀催化劑，并將稀土及其他非貴金屬添加物用于改變催化劑的電子結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。
1．4 燃油的改用
燃油質(zhì)量是影響汽車尾氣污染的關(guān)鍵因素，使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的燃油，不僅會損害車輛的供油系統(tǒng)，還將影響車輛的使用壽命，并加劇汽車尾氣對環(huán)境的污染。從2O世紀(jì)70年代開始，西方發(fā)達國家特別重視提高車用燃油質(zhì)量，并開始推行汽油無鉛化， 目前車用汽油不僅實現(xiàn)了無鉛化，而且燃油的成分性能指標(biāo)也緊緊跟上了汽車技術(shù)的發(fā)展，做到了車油協(xié)調(diào)相互促進，達到了日漸嚴(yán)格的環(huán)保要求。中國的車用燃油不僅僅需要從含鉛向無鉛轉(zhuǎn)變，更為重要的是提高油品的質(zhì)量。
我國目前的排放標(biāo)準(zhǔn)是從歐洲一號到歐洲二號再到歐洲三號的發(fā)展過程中，但由于我國的汽油品質(zhì)良莠不齊，與發(fā)達國家有很大的差距。主要是烯烴和硫含量比較高，特別是柴油帶來的污染更為嚴(yán)重。研究低烯烴、低硫的清潔油品是國內(nèi)煉油企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。一是降低汽油中烯烴含量。歐美國家車用汽油烯烴含量一般低于18％，而我國部分車用汽油烯烴含量高達40％。烯烴是汽油中不穩(wěn)定成分，導(dǎo)致發(fā)動機性能變壞，油耗增加，排放惡化。二是保持汽油中適當(dāng)?shù)暮趿。汽油中加入含氧化合物可提高辛烷值，提高空燃比，起到助燃、減少CO和HC的目的。三是在汽油中加入有效清潔劑。能防止并除去進氣門、噴嘴、燃燒室沉積物，而且還能提高燃燒效率，使發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài)，起到降低排放和油耗的作用。四是降低汽油中的硫含量。硫使尾氣轉(zhuǎn)化器中毒失效，極大地降低轉(zhuǎn)化效果，使 HC、CO、NOx等有害物質(zhì)排放增加。我國汽油硫含量普遍較高，有的甚至高達0．05％～0．06％，與國際標(biāo)準(zhǔn)還有差距。五是保持適當(dāng)?shù)姆紵N含量。芳烴是汽油中高辛烷值和高熱值組分，但芳烴含量高會增加燃燒室積炭，使發(fā)動機對汽油辛烷值的要求提高，增加預(yù)燃和爆震的危險性并增加尾氣排放。因此應(yīng)保持汽油中適當(dāng)?shù)姆紵N含量。
1．5開發(fā)代用燃料和電動汽車
開發(fā)代用燃料和電動汽車是治理汽車尾氣最根本和最終的途徑，此途徑使汽車根本不產(chǎn)生或只產(chǎn)生很少的污染氣體。目前汽車的代用新型燃料主要有三種。一是天然氣和液化石油氣。這是目前使用較多的兩種氣體代用燃料。天然氣、液化石油氣汽車可使發(fā)動機構(gòu)造相對簡單，工作平穩(wěn)，并提高了燃油經(jīng)濟性。但存在發(fā)動機功率下降、加速性能差的缺陷。二是生物柴油。生物柴油是一種清潔可再生能源。與常規(guī)石油相比，生物柴油排放污染大大下降，汽車尾氣排放可達嚴(yán)格的歐洲三號標(biāo)準(zhǔn)。三是輕烴。輕烴是石油化工的副產(chǎn)品。與其他燃油相比，輕烴具有高熱值、無毒害的特點，對環(huán)境幾乎達到零污染，更重要的是它克服了目前普遍使用的液化石油氣、天然氣燃料車存在的動力性下降，加速性能差的兩大缺陷。普及使用電動汽車也是避免汽車污染的重要措施。
1．6 車輛保養(yǎng)、交通環(huán)境工程措施
正確使用、保養(yǎng)，加強道路建設(shè)與交通管理是減少汽車排放污染的重要措施。為了避免尾氣排放不達標(biāo)的新增汽車進入城市，定期對汽車銷售市場出售的汽車進行抽檢，杜絕尾氣排放超標(biāo)的汽車銷售，將尾氣污染消除在萌芽狀態(tài)。通過對路面行駛車輛的監(jiān)控，篩選出超標(biāo)車輛，督促超標(biāo)車主對車輛進行維修治理，使車輛尾氣排放達標(biāo)，從而起到控制汽車污染排放的目的。
合理的交通狀況和車速會使燃燒更充分，從而減少有害氣體的產(chǎn)生。汽車在高速行駛時燃燒狀況最好，污染物的排放也較少，而在怠速時污染物排放水平最高。在我國大多數(shù)城市，堵車是司空見慣的事。加強道路建設(shè)和交通管理、合理的城市規(guī)劃、加快車輛的行使速度、減少堵車時間，是減少排放污染的重要措施。
同時，加強道路綠化建設(shè)，也是減輕環(huán)境污染的有效途徑。加速城市道路建設(shè)，改變?nèi)恕④嚮煨袪顩r，加寬路面以提高車速，減少車輛在道路上行駛時間，同時應(yīng)提高人行道樹綠化程度，以過濾汽車尾氣和道路塵埃減輕環(huán)境污染。
2 結(jié)束語
汽車作為最大的流動污染源，隨著其數(shù)量的不斷增加，其污染將會越來越重，汽車尾氣控制和治理已成為世界重要課題。我國這方面起步較晚，許多控制技術(shù)處于探索和試用階段，但正努力與國際接軌。我國自1998年在部分大中城市開始尾氣治理，從2000年1月開始在全國范圍內(nèi)禁止生產(chǎn)含鉛汽油，從2004年開始實行歐II 標(biāo)準(zhǔn)，并從2008年7月開始執(zhí)行歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過這些年的努力，目前我國汽車廢氣排放量已降低到歐洲80年代中后期水平，這與我國政府堅決執(zhí)行的尾氣治理政策密不可分。但要與國際排放控制水平接軌，要走的路還很長。
從我國的實際出發(fā)，防治和減少汽車尾氣污染是一個復(fù)雜的技術(shù)問題和廣泛的社會問題，要加快汽車尾氣治理進程，就必須以法律和行政手段為主、以經(jīng)濟和宣傳為輔、以技術(shù)進步為基礎(chǔ)，實行多種手段的相互配合、綜合運用，才能事半功倍。它需要從提高燃油質(zhì)量、尾氣治理、定期保養(yǎng)和維修、研制新型發(fā)動機、有針對性地進行燃油替代物及其相關(guān)方面的研究和開發(fā)、完善相關(guān)政策等諸多方面綜合考慮，全面治理。各地區(qū)、各城市應(yīng)結(jié)合自身的實際情況，選擇合適的控制對策，走綜合治理的道路。
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