李世海
(新疆綠佳源環(huán)??萍加邢薰?新疆烏魯木齊 830000)
據(jù)公安部交管局公布的數(shù)據(jù)顯示,截止2012年底,我國機動車保有量已達2.4億輛,機動車尾氣排放已成為我國空氣的主要污染源,也是造成霧霾、光化學煙霧污染的重要緣由。2011年,全國機動車排放的污染物為4607.9萬噸,較2010年增加了3.5%,其中氮氧化物(NOx)637.5萬噸,碳氫化合物(HC)441.3萬噸,一氧化碳(CO)3467.1萬噸,顆粒物(PM)62.1萬噸。2008-2012年以來,全國環(huán)保重點城市環(huán)境空氣中二氧化硫、二氧化碳和可吸入顆粒物濃度出現(xiàn)了逐年下降態(tài)勢(見圖1),但在“十二五”期間,我國還將新增機動車1億輛以上,其中新增車用汽、柴油的消耗量約為1億至1.5億噸,環(huán)境形勢依然嚴峻。
目前在我國主要大城市中,已有80%左右的大氣污染來源于機動車尾氣,機動車尾氣中主要污染物含量如表1所示[1]。
表1 :機動車尾氣污染物含量
機動車尾氣排放造成的空氣污染是城市空氣主要污染源之一[2]。機動車在運行過程中會排放出大量不同的化合物質,其中對人體有害的就有六、七種之多,較為典型的有一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)以及鉛、醛等等[3]。
機動車的發(fā)動機主要燃料是汽油和柴油,是各種碳氫化合物的混合物,這些燃料燃燒時會產生二氧化碳和水,但當不完全燃燒時就會產生CO。CO是一種無色、無味但卻是窒息性的有毒氣體。大氣中的CO九成來自機動車的尾氣排放,當CO與人體中的血液血紅素蛋白(Hb)作用后會產生羧基血紅素,當血液中的羧基血紅素濃度上升后,會使血液的輸氧功能降低,最終會影響心臟和大腦等重要器官嚴重缺氧,常會導致人頭暈、頭疼等不適癥狀,嚴重的還會導致人死亡。
機動車尾氣中毒性碳氫化合物主要是苯、丁二烯、醛類以及多環(huán)芳烴(PAHs)。其中醛類主要是甲醛和乙醛構成,具有較強的光化學活性,當醛類氣體濃度超過1ppm時,會對人體器官如眼、鼻、呼吸系統(tǒng)又很強的刺激性,而多環(huán)芳烴又是一種較強的致癌物質。苯是一種無色氣體,被劃定為遺傳中毒性致癌物質,會直接影響到人體細胞的遺傳物質。
機動車尾氣中的氮氧化物大部分是一氧化氮(NO),約占90%以上,雖然NO毒性不大,對人體只有輕度刺激性,但當NO的濃度較高時會引起人的中樞神經輕度障礙,而且NO排放后遇到空氣中的氧便會被氧化成NO2。NO2是一種刺激性很強的有毒氣體,容易引發(fā)支氣管哮喘,NO2遇水溶解度低引發(fā)支氣管炎和肺水腫等疾病,對人的心、肝、腎以及其他造血組織都有破壞作用。
二氧化硫是機動車燃料中的硫份在燃燒過程中的氧化產物,極易溶于水,是酸雨形成的主要原因。此外,SO2進入人的血液之后會破壞酶的活力,對人肝臟有損害,而且SO2與空氣中的飄塵混合在一起被人體吸收后容易促使肺泡纖維增生,容易引起纖維斷裂而形成肺氣腫。
柴油動力機動車輛會排出大多為直徑小于0.3μm,而大小在0.1~0.5μm之間的顆粒物便會能夠深入肺部并粘附在肺葉的表面粘夜中。此外,顆粒物進入人體呼吸系統(tǒng)后,由于顆粒物往往與HC、NOx、SO2等黏附在一起而容易對人體造成較大危害。
機動車尾氣中的主要污染物較多,但最為典型的為一氧化碳、碳氫化物以及柴油車煙度等,因此,在對機動車尾氣的污染評價也主要選取這三種。
《汽油車怠速污染物排放物排放標準》(GB133842-83)、《柴油車自由加速度排放標準》(GB133843-83)
選取等標污染指數(shù)法對機動車尾氣污染進行評價,其公式為:
其中,Ci表示機動車輛尾氣中的污染物實際測得的濃度;Csi為機動車尾氣排放評價標準;而Mi則是等標污染指數(shù)。
城市大氣環(huán)境中的機動車尾氣排放的影響因素較多,既有動力系統(tǒng)裝置的因素、也有燃油種類的原因,還有城市機動車保有量的因素等等。
汽車尾氣排放的污染主要是以汽車發(fā)動機排氣筒排放廢氣的污染為主。以汽油動力為例:汽油車排放到大氣中的污染物根據(jù)排放途徑的不同分為曲軸箱竄氣、汽油從油箱和化油箱浮子室蒸發(fā)及發(fā)動機排氣管三部分。其相對排放量如表2所示[5]。
表2 :汽油車排放源有害物相對排放量
城市大氣環(huán)境受到機動車尾氣污染,其一個重要的影響因素便是城市交通總量,即城市機動車數(shù)量的多少,在同等情況下保有量大則城市排氣污染量必然會增加;還有就是機動車的總運行時長短,機動車總運行時間越長其尾氣的排污量便會增大。
城市機動車大都運行在十分擁堵的交通環(huán)境中,經常起步或停車減速,發(fā)動機處于低速和怠速狀況下,燃油無法實現(xiàn)充分燃燒,排放必然惡化。因此,改善機動車發(fā)動機運行工況,提高機動車運行的速度,對于減少排污大有好處。
“十二五”時期是我國城市機動車保有量快速增長的時期,也是做好機動車污染控制的重要階段,鑒于我國城市機動車尾氣污染控制的實際現(xiàn)狀和技術,加強城市機動車尾氣排放對環(huán)境污染管控的科學性和有效性。
許多發(fā)達國家盡管機動車保有量持續(xù)保持上升態(tài)勢,但由于有著一套嚴格的管控尾氣排放的標準,所以機動車污染物排放總量非但沒有因車輛增加而上升,反而還呈逐年下降趨勢。我國目前已制定了《汽油車怠速污染物排放標準》、《汽油車排氣污染物的測量怠速法》、《柴油車自由加速煙度排放標準》、《柴油車自由加速煙度的測量濾紙煙度法》、《汽車排放污染物限值及測試方法》等標準,但與發(fā)達國家相比極不全面也不嚴格。因此,國家還應從制度和法規(guī)層面上出臺更加嚴格的排放標準和相關制度,加大懲罰違規(guī)力度。
I/M制度(用車檢查/維護制度)是指通過對在用車的排放進行定期檢測和隨機抽查,以督促車輛擁有者重視對車輛嚴格的維修、保養(yǎng),使車輛保持在一個正常的技術狀態(tài),進而最終實現(xiàn)維持在車輛出廠時的尾氣排放水平。目前,美國、日本、法國等發(fā)達國家實現(xiàn)了對輕型車建立定期的I/M制度,我國盡管從上個世紀80年代中期開始陸續(xù)采用這種監(jiān)督和管理制度,但任然存在檢測方法不全面、制度執(zhí)行不規(guī)范以及處罰力度過輕等問題,因此,需要進一步加強對用車的I/M管理的執(zhí)行力度,改進檢測方法,削減用車污染物排放量。
目前各國都在研究并開始應用石油液化氣(LPG)和壓縮天然氣(CNG)作為機動車的替代燃料,實際證明應用這兩種替代燃料可以大大降低機動車污染物的排放量。據(jù)國際能源機構IEA的評估數(shù)據(jù)顯示,汽車使用CNG和LPG時,氮氧化物的最大排放量分別為0.19g/km、0.21 g/km,遠低于使用汽油和柴油為燃料時的0.43g/km、0.94 g/km[6]。我國天然氣儲量豐富,可以考慮大力發(fā)展LPG、CNG作為機動車的替代燃料。
運用廣播、電視、報刊等媒介加大對市民節(jié)能環(huán)保知識的普及,就國家在清潔能源汽車的購置、運營中的相關扶持政策進行宣傳,提升市民的節(jié)能環(huán)保意識,并對機動車尾氣的危害也應及時宣傳,讓市民明了減少機動車尾氣排放不僅是利己更是惠及千家萬戶之舉。此外,要教育市民采取“環(huán)保駕駛”:不大腳踩油門,避免噪聲和噴出大量廢氣;不急踩剎車;中途行駛慢轉彎;與前車保持適當距離;長時間行車等候時關閉引擎,節(jié)省油耗,降低噪聲和排放尾氣等等[7]。
[1]高原,牟瑞芳,王娟.城市機動車尾氣污染及防治措施[J]中國高新技術企業(yè),2008(13):57
[2]郭興梅,李哲.我國機動車尾氣的污染狀況分析[J].太原理工大學學報,2002(1):76-78
[3]夏海芳.機動車尾氣對環(huán)境的影響及其污染控制[J]化學工程與裝備,2008(11):136-138
[4]呂殿錄,孫英偉.機動車污染防治與安全手冊[M].呼和浩特:遠方出版社,2006
[5]國家環(huán)境保護總局.國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB1825,GB3847標準[S].2005
[6]黃志甲,張旭,余卓平.等.汽車代替燃料發(fā)展戰(zhàn)略的探索[J].中國能源,2001(8):30-33
[7]趙靚.機動車尾氣污染及其減排措施 [J]環(huán)境科學與管理,2008,33(5):87-88