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[关键词]道路交通 环境保护
中图分类号:U491.9+1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0324-01
交通领域碳排放虽然占总碳排放量的比例不大,但是对城市空气污染的影响却不容小觑。目前,我国大城市的60%的CO、50%的氮氧化物、30%的碳氢化物污染来源于机动车的尾气排放,城市污染已经从“烟囱型”向“尾气型”转变[1]。本文以道路交通碳排放为例,分析减少道路交通碳排放的政策和措施在环境保护方面的作用。
1.国外减少道路交通碳排放的相关政策和措施
欧盟在2009年,通过了新车的二氧化碳排放量必须低于120CO2/Km的政策[2]。这一政策限制了上路汽车的尾气排放量的最高标准,对于汽车企业来说也是一个挑战。在消费者选购汽车的时候,操控性是选择的一个重要决定性因素,大排量往往意味着更好的操控性,例如提速更快等,但是,大排量同时也意味着更多的尾气排放,为了能够同时保证汽车的操控性和尾气的排放,这就要求汽车企业需要对汽车的技术进行调整,增加燃料的利用率,或者是用其他的能源来代替传统的汽柴油等。据报道,宝马公司正在研发电动汽车,他的工程师称,用可再生能源去填充电动汽车,将不会产生任何的尾气,也就是所谓的零排放。可见,在政策的作用之下,汽车企业也开始提升技术,降低汽车尾气的排放。
在英国,车辆所有者每年需要根据车辆的二氧化碳排放量缴纳税费。表1.1是2011年英国的公路税级。从这个表格可以看出,二氧化碳的排放量越高,每年所需缴纳的税费也就越高,政府希望用这一措施,让消费者在购买汽车时,把二氧化碳的排放量考虑在内。
据报道,欧盟计划在未来40年,减少60%的二氧化碳的排放,在这一严苛的计划下,英国甚至考虑将在伦敦和其他大城市,禁止汽车的使用。虽然这一做法略显苛刻,但是足以看出,英国甚至整个欧盟,对于减少道路交通的碳排放的重视。
除了欧盟以外,美国、日本等国家,也有一系列的减少道路交通碳排放的政策和措施,其中最典型的类型,都是根据“谁污染谁治理”的原则,根据汽车尾气的排放量,每年向汽车的所有者征税。
2.国内减少道路交通碳排放的政策和措施
近年来,我国加强了在节能减排考核、监测和评估方面的管理体系建设,并形成了相对比较完善的指标体系。例如,2007年,由国家发展改革委员会、统计局和环保总局会同有关部门制定了《单位GDP能耗考核体系实施方案》和《单位GDP能耗监测体系实施方案》,以及《主要污染物总量减排考核办法》和《主要污染物总量减排监测办法》等。但是,行业性的相关政策和措施,尤其是道路交通方面,目前还未正式出台[3]。
在道路交通方面,我国正在酝酿汽车尾气排放税。排放税是环境税的一种,它是针对终端消费者征收的,汽车排放的尾气中含有一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等污染物,根据“谁污染谁治理”的原则,车主需要为汽车尾气缴纳税款。它是通过外部激励,带动消费者、生产者的环保热情。这些征税,可以减少能源的使用,提高能源的效率,同时可以促进新能源技术的发展。但是,这一征税方法,还是存在一些争议和不足。
2.1用电动汽车代替传统燃料的汽车
在对于车辆排放尾气的限制之下,很多汽车厂商开始对车辆进行技术方面的改进。目前,作为一种典型的环保汽车的电动汽车,已经被很多汽车厂商研发。许多厂商都采用可充电的电池来作为电动汽车的动力。单纯的从汽车尾气排放的角度考虑,例如宝马公司已经提出,电动汽车可以达到尾气的零排放,这无疑是汽车厂商对于汽车尾气污染方面做出的努力。
但是,通过提升技术来打造电动汽车对于环境来说,似乎不是完全有益的。电池是一类非常难降解的废弃物,大量的使用电池作为电动汽车的动力,也就意味着会产生电池这一类的废弃物,这给环境留下了潜在的风险。有研究表明:一节已好电池腐烂在地下,能使1m2的土壤永久失去利用价值,一粒纽扣电池可使600吨水受污染,相当于一个人一生的饮水量,一节五号含汞电池会导致60m2大气的汞含量超标。可见,废弃电池对于环境的潜在危害是非常大的,很难把电池对环境的污染和碳排放增加造成的环境问题进行比较,去衡量究竟哪一个问题的风险更大,换一句话说,很难在废电池的污染危害和碳排放增加的环境问题之间寻找一个平衡点,来使得这两个问题都可以有比较环保的解决方法。
所以,用电动汽车来代替传统燃料的汽车是不是完全的环保,还有待商榷。
2.2“谁污染谁治理”
根据“谁污染谁治理”的原则,车主在开车的过程中,汽车产生了尾气,所以产生了碳排放,所以向车主征收尾气排放税。可是,换一个角度来看,如果汽车厂商在生产汽车的过程中,能够提高能源的利用率,降低尾气的排放,那么车主在开车的过程中,也就必然可以避免过多的尾气排放。所以,尾气排放是汽车厂商和车主共同产生的,只是向车主收费,显得有点不合理,这样就把汽车厂商对于汽车尾气排放的责任忽略了或者说是降低了。
对于车主而言,如果说车主现在放弃购买大排量汽车的原因仅仅只是因为过高的税费,那么,等到车主可以承担这样高额的税费的时候,车主依然会选择尾气排放量高的汽车。从这一角度来看,征税可能可以在短期之内让车主在选择购买车辆的时候多了一个需要考虑的因素,从而影响车主的选择,但是从长远的角度来看,这一政策似乎在降低汽车尾气排放方面的作用很难保证。
2.3汽车销量
各个国家制定的关于汽车尾气碳排放的税率,都是希望通过这一政策和措施,能够促进汽车行业的发展,使得车辆的尾气排放降低,同时,能够通过征税,降低新车的销售量,在路上的车辆数量降低了,车辆尾气排放也就降低了。但是,根据Rogan,F.(2011)分析了爱尔兰的数据,得到的结论是税费本身,不会对新车的销售量产生影响。如果说税费不会对汽车的销量产生影响,那么道路上的车辆数目依旧在明显增加,汽车的尾气排放也就不会降低,那么税费对于环境保护的意义在哪里?
3.结论
通过分析道路交通碳排放的政策和措施,不难看出,这些政策和措施可以在一定程度上,降低道路交通的碳排放量,从而达到保护环境的作用。但是,这些政策和措施依然存在着不足,例如在征收税费的时候,仅仅只是对车主进行收费,而忽略了厂商的责任;在考虑用电动汽车代替传统燃料的汽车的时候,降低了汽车的尾气排放,但是电池对于环境依然存在着非常大的潜在威胁。
所以,单纯的依靠针对某一方面环境问题的政策和措施,可能可以改善这一方面的环境问题,但是,对于环境保护来说,力度是有限的,应该要结合各个方面的环境问题,建立更加完善的机制。
参考文献
1.周新军,国内外碳排放约束机制及减排政策[J],当代经济管理,2013(5):35-39
[关键词]机动车尾气污染危害控制措施
随着我国社会的快速发展,人们的生活水平不断提高,各类机动车的使用数量在不断增加,这对我国的空气环境质量带来很大的影响,如何让人们即享受到经济发展后的交通便利,又能有效地降低机动车污染物排放对环境的危害,越来越成为摆在各级环境保护工作者面前的严峻问题。
一、机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理
机动车尾气成分非常复杂,有一百种以上,其主要污染物包括:一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、铅(Pb)、苯并芘(B8P)等,这些污染物不仅污染环境,对人体也有巨大危害。
1、一氧化碳(CO)
CO是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体,对空气的相对密度为0.9670,它的溶解度很小。吸入过量的CO会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。长期吸入CO对城市居民身体健康是一个潜在威胁。其生成主要受混合气浓度的影响,在局部缺氧或低温条件下,燃烧中的碳不能完全氧化生成C02,而CO作为中间产物生成。
2、氮氧化物(NOx)
NOx是在内燃机汽缸内大部分气体中生成的,NOx的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。氮氧化合物进人肺泡后,能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生剧烈的刺激作用,增加肺毛细管的通透性,最后造成肺气肿。
3、碳氢化合物
碳氢化合物尽管在汽车尾气中含量不多,但其构成成分中含有一种已被世界公认的强致癌物质。
4、铅
汽车主要靠燃烧汽油(柴油)行驶.而汽油是一种易燃易爆的液体,为了防止爆炸,人们往往在汽油里添加一种抗爆剂——四乙基铅。汽车尾气中的铅很容易通过血液长期蓄积于人的肝、肾、脾、肺和大脑中,进而产生慢性危害,尤其是铅,一旦进入人的大脑组织,便紧紧粘附在脑细胞的关键部位,从而导致人的智能发育障碍和血红素制造障碍等后果。
二、控制机动车尾气污染物排放的措施和方法
1、使用清洁能源型交通工具进行替代
(1)使用电力或太阳能动力来机车代替机动车。近几年来,电动自行车的兴起,部分减少了城市摩托车的使用量,使很多城市的机动车尾气排放量有所降低。但电力机车存在一次充电行驶公里短,载货量小的不便,使电力汽车在使用上并不普及。如果在一定的活动区域内,发展使用电力汽车,或通过增加电动公交车以及电动出租车的使用会对机动车尾气对大气环境的影响具有很大的改善;
(2)开辟地铁,施行电力牵引行驶,尤其在大城市人口稠密的地区,开辟地下通道,同时可解决乘车难问题以及减少大气环境污染;
(3)建立无车区,建立永久性的行人专用区和禁止汽车行驶的住宅区;
(4)使用具有高速、安全、平稳、无震动、不污染环境、节省能源等诸多性能的磁悬浮列车。
2、加强行政管理,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染
(1)不断提高我国的汽车排放标准,强化新车准入制度对不符合排放标准的新车采取“三不’措施:不准出厂、不准销售和不准上牌:促使各汽车企业加紧对节能减排汽车的开发。
(2)完善机动车的尾气检测体系,促进机动车的维护保养
机动车尾气排放检查和机动车的定期维护保养对于减少汽车污染非常重要。通过建立严格合理的机动车的尾气检测管理体系,发挥其应有的功效,监督在用机动车的实际尾气排放情况。如《河北省实行机动车环保检验合格标志分标管理实施方案》规定装用点燃式发动机汽车到达国Ⅰ及以上标准的、装用压燃式发动机汽车达到国Ⅲ及以上标准的,核发绿色环保检验合格标志。摩托车和轻便摩托车达到国Ⅲ及以上标准的,核发绿色环保检验合格标志。未达到上述标准的机动车,核发黄色环保检验合格标志,其中5年以内的营运载客汽车,有效期为1年;超过5年的,有效期为6个月; 10年以内的载货汽车和大型、中型非营运载客汽车,有效期为一年;超过10年的,有效期为6个月; 6年以内的小型、微型非营运载客汽车,有效期为2年;超过6年的,有效期为1年;超过15年的,有效期为6个月;摩托车、轻便摩托车、三轮汽车和低速货车有效期为1年;环保检验合格标志正面年份为下次环保定期检验的年份,被打孔的月份为下次环保定期检验的月份。就是对在用机动车进行定期检测,以保证在用机动车尾气达标排放。
3、提高燃油质量
燃油质量是影响汽车尾气污染的关键因素,应尽快建立清洁油品质量标准和有效监管体系。要鼓励兼并或关闭小的炼油企业,防止不合格的燃油流向市场。因此,应当全面提高燃油质量,研制清洁油品、加强监管体系,有效控制机动车尾气污染。
三、机动车尾气净化措施
发动机尾气净化措施是指将汽车尾气由原有毒气体变成为无毒气体,再排放到大气中,从而减少对大气环境的污染。
机动车车尾气净化措施有很多种,其中汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放,减少污染的有效手段。现如今,三效(元)催化剂已在全球范围内得到了普遍应用。三效(元)催化净化器起着对发动机做功产生的废气进行净化的作用,它是利用其滤芯中的钯、铂、铑3种元素,通过氧化法或氧化还原法过滤废气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等3种污染物,使尾气排放合乎要求。
三元催化净化器安装在汽车发动机的排气装置上,当汽车废气通过净化器的通道时,元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气,使三种有害气体变成无害气体其净化效率很高,可以净化90%以上的有害物质。
一、确保完成总量减排指标。今年市政府下达的8个减排项目进展顺利。其中4个水治理减排项目计划投资1062万元,巨力集团、六合微粉污水处理设施提升改造及中水回用2个工程项目已完成,正在进行设备调试,近期内将发挥减排效益;食品污水处理设施提升改造工程已与施工方签定合同;新上污水处理设施工程已开始进行土木工程建设。4个大气治理减排项目计划投资890万元,六合微粉、大酒店已完成拆除原有燃煤锅炉更换燃气锅炉,集团、开发区人民医院原有燃煤锅炉已拆除,正在更换燃气锅炉。
二、做好国家环保模范城市复核验收工作。国家环保模范城市复核验收工作是今年环保工作的重中之重,环保分局将《复核工作方案》中明确的任务进一步细化为26大项、138小项,并明确到具体科室具体人员头上,重点为垃圾处理场和医疗废物处置中心的现场准备以及辖区内所有企业的“一企一档”,34家固废、危废处置利用的“一厂一档”,15个绿色学校的“一校一档”和9个绿色社区的“一区一档”工作,全力以赴做好创模复核工作。
三、水环境质量持续改善。继续加大了环境现场监督检查的力度,严肃查处环境违法行为,从源头上杜绝了污染源的蔓延,今年以来,累计对90余家企业进行现场监督监察,处理环境36件次,下达限期治理3份,立案处罚1起。采用常规检查与突击检查,白天检查与夜间检查相结合的办法,加强全区29套废水处理设施的运行监管,严厉查处擅自停运治理设施、超标排放、偷排偷放等违法排污行为,排放废水水质达到半岛流域标准,严格规范污水处理设施运行标准,截止到现在,污水处理设施正常运转率100%。市政府考核我区的大圩河丁家屋子、白浪河柳疃桥两个出境断面水质均稳定达到恢复鱼类生长目标。
关键词: 机动车污染; 低碳; 雾霾; 黄标车; 公共交通。
有人对每千辆机动车每天排出的尾气进行了统计, 结果显示一氧化碳、 碳氢化合物和氮氧化合物的排放量分别是3 000 kg, 200~400 kg 和50~150 kg[1,2]。 截至2011年底, 河北省机动车保有量达到1 450万辆 (含摩托车)。 按照上述统计值计算, 河北省机动车每年一氧化碳、 碳氢化合物和氮氧化合物的排放量分别是1 587.8万t,105.9~211.7万t和 26.6~79.6万t, 由此可见, 机动车排放污染物的量非常大, 而且机动车大多行驶在人口密集区域, 尾气排放直接影响群众健康[3-5]。因此, 控制机动车污染排放, 发展低碳交通, 对保持城市大气环境质量, 推动河北省机动车产业的健康发展都将具有十分重要的意义。
1 河北省机动车污染防治现状。
河北省黄标车达130.25万辆, 氮氧化物排放量为37.33万t, 占全省机动车氮氧化物排放量的66%。 按照减排要求, “十二五” 期间, 河北省必须完成机动车氮氧化物减排27.73万t。 河北省把控制黄标车污染作为机动车尾气污染治理的重点。 在2012年河北省先后出台 《河北省机动车氮氧化物总量减排实施方案》 (以下简称 《方案》)、 《机动车排气污染防治办法》, 对机动车污染预防控制、 检测治理、 监督管理以及法律责任等做出了具体规定。 《方案》 明确了2015年全省将完成机动车氮氧化物排放总量削减10%的总体目标; 提出各设区市要制定激励政策和淘汰黄标车时间表, 到“十二五” 末, 淘汰全省所有注册的黄标车; 设区市应当采取高污染机动车限行措施。
目前, 河北省所有地级以上城市已全部展开了机动车环保检验和标志核发工作, 为进一步的机动车监管提供了基础; 建立了环保、 公安、 交通等多部门协作机制; 限制高排放车辆转入, 部分城市出台并实施了“黄标车” 限行或车牌尾号限行政策。
2 河北省机动车污染防治存在的问题。
2.1 黄标车淘汰成难题。
虽然河北省出台了相关政策拟逐步淘汰黄标车, 仍存在很多问题影响到黄标车的报废。
首先, 河北省出台黄标车限行政策后, 大量的黄标车转移至非限行地区 (如城乡结合部、 农村), 而且农村机动车存在监管漏洞, 农村机动车“三无” 问题严重, 所以高污染二手车在农村还存在很大的市场。 由此可见, 限行措施只能将污染转移 (主要是转移到了农村或贫困地区),并不能消除污染, 不能从根本上解决黄标车问题。
其次, 国家出台的报废补贴政策更多地鼓励那些离报废年限远的车辆, 离报废年限较近的则不能享受或补贴较少, 河北省在这方面同样也没有给予相应的补贴, 所以, 按照目前的补贴政策众多车主仍是以选择二手车市场为主。
2.2 环保检验和环保标志核发工作需加快进程。
目前, 各市已经开展环保检验和环保标志的核发工作, 部分城市已经根据环保标志对黄标车限行 (如石家庄中心限行黄标车, 保定部分路实行黄标车限行, 承德主城区禁行黄标车), 但是,唐山等城市办理环保标志还是车主的自愿行为,政府尚未制定强制执行文件, 环保检验和环保标志核发工作延缓, 这会滞后黄标车淘汰的进程。
2.3 机动车数量迅猛增长, 新能源机动车所占比例低。
自2007年以来, 河北省机动车保有量每年新增100万辆以上, 截止到2011年底, 机动车保有量达到1 451万辆。 “十二五” 期间河北省机动车以每年13%~15%的速度递增, 然而, 新能源机动车却发展缓慢。
补贴后新能源机动车在一次性成本价、 后期的运用维护、 电池等方面价格比普通车高出很多, 河北省在新能源车辆补贴方面执行了国家标准, 目前还没有出台相关政策助力新能源机动车的发展, 所以, 在新增机动车中新能源机动车所占比例很低, 这不利于机动车污染的防治。
2.4 机动车环保监管能力面临考验。
根据我国商务部、 发改委、 公安部、 环境保护部联合的 《机动车强制报废标准规定》(2013年5月1日起实施), 小、 微型非营运载客汽车、 大型非营运轿车、 轮式专用机械车无使用年限限制; 国家对达到一定行驶里程的机动车引导报废。
目前, 河北省不仅年检时要进行环保检测,而且根据 《河北省机动车排气污染防治办法》 规定, 环境保护行政主管部门还可以在公共停车场、 专用停车场等机动车停放场所, 对在用机动车排气污染物排放状况进行监督抽测。
但是这些检测都是对机动车某工况进行检测, 加上部分检验机构内部管理松懈, 环保监管能力不足, 缺乏专门的监管机构和管理人员, 没有建立有效的监控系统和管理台账, 仍不能适应机动车污染减排形势需要。
3 河北省机动车污染防治的对策。
3.1 控制机动车污染排放水平。
3.1.1 提高机动车污染排放的成本。
河北省可以征收机动车排污费, 特别是对黄标车征收排污费, 提高机动车的上路成本, 督促车主绿色出行。 如机动车在年检时预付下一年度机动车排污费, 然后根据期限内的行驶里程以及汽车排气量等因素进行排污费的核算。
3.1.2 严把年检关。
随着国家 《机动车强制报废标准规定》 的出台, 机动车环保检测的重要凸显, 河北省需要加强机动车环保检测的监督管理, 打击非法交易,避免走过场; 提高检测人员的综合素质; 采用先进的技术手段进行监督, 如检测过程实施全程监控。
3.1.3 采用先进的实时监测技术。
在河北省各市区采用先进的监测技术例如机动车尾气排放遥测系统[6]
, 对机动车尾气进行监测, 尾气超标车上路时, 随时会被抓拍, 防止“检测过关, 上路超标”, 严格控制机动车尾气排放。
3.1.4 建立机动车管理综合平台。
在河北省内, 建立区域联防、 部门联动、 齐抓共管的机动车管理平台, 建立机动车台账, 防止出现机动车监管漏洞, 加强车辆强制报废的有效管理和监控, 严格执行老旧机动车强制淘汰制度, 预防黄标车向农村转移。
3.2 鼓励发展低碳交通。
3.2.1 淘汰黄标车, 鼓励使用新能源车辆。
黄标车作为机动车污染的主力军, 全国各省市都在采取措施对其进行严格的限制。 对于河北省而言, 应对机动车实施强制环保检测, 加快环保标志的核发工作, 逐步扩大黄标车限行的时间以及限行路线, 达到逐步淘汰黄标车的目的。 限行的同时, 河北省政府可以提高黄标车报废补贴的标准, 将黄标车报废标准与市场接轨, 鼓励黄标车的报废。
清洁环保的新能源机动车, 由于投入过大发展缓慢, 还需要河北省政府对新能源机动车在购买、 运行维护等方面进行补贴, 扩大新能源机动车的市场, 鼓励河北省汽车企业进行新能源机动车的研发, 鼓励高污染机动车的改造。
3.2.2 大力发展公共交通。
目前, 河北省公共交通系统还不够发达, 在一定程度上限制了市民的绿色出行, 政府应加大补贴力度, 大力发展公共交通。 由于城市公交普遍亏损, 公交公司积极性不高, 河北省应加大政府补贴鼓励公共交通的发展, 同时, 由河北省政府推动, 改善公交车候车条件, 明确公交站点的标示, 调整公交车的运行路线, 为市民出行提供方便、 快捷的公交服务。
3.2.3 控制汽车保有量迅猛增长。
2012年上半年河北省机动车增加数目全国第一, 河北省可以根据各地实际情况及早制定机动车保有量规划, 有计划、 有步骤地控制汽车有序增长, 这对于防止拥堵, 防止河北省区域空气污染都是一种明智的决策。
3.2.4 倡导绿色出行。
规划自行车道, 利用报纸、 杂志、 电视网络等媒体, 加大宣传力度, 提高市民环保意识, 鼓励市民主动停用、 少用机动车, 大家更多地乘坐公交, 以及选择各种绿色环保的出行方式, 以减轻大气环境污染。
4 结论。
(1) 河北省政府充分认识到机动车污染防治的重要性, 特别是在淘汰黄标车方面做了大量工作, 但是在政策方面仍存在一些问题需要积极面对和解决问题, 才能达到机动车污染防治,改善河北省区域空气质量的目的。
(2) 河北省应根据省内的实际情况, 借鉴国内外的先进经验, 进一步明确污染防治思路, 制定一套鼓励低碳交通发展, 加强机动车污染排放控制的措施, 建立机动车污染防治长效机制。
参考文献。
[1] 郑英。机动车尾气污染与防治的法律研究[D].太原:山西财经大学,2012:3.
[2] 李沸。机动车污染物排放系数估算探讨[J].环境保护与循环经济,2008(4):44-45.
[3] 党龙,翟银焕,付喜军。机动车尾气污染物对环境影响的探讨[J].科技视界,2012(5):231,236.
[4] 杨新兴,冯丽华,尉鹏。汽车尾气污染及其危害[J].前沿科学,2012,6(3):10-21.
关键词:汽油机,污染物排放,净化措施
进入21世纪以来,中国汽车需求量和保有量呈现加速增长的趋势,而且随着国民经济的快速发展、居民收入的提高、汽车价格的下降和消费环境的改善,中国汽车市场规模将继续扩大。随着汽车数量的持续增长,我国汽车污染物排放总量持续攀升,这对我国的空气环境质量带来很大的影响,如何让人们即享受到经济发展后的交通便利,又能有效地降低汽车污染物排放对环境的危害,越来越成为摆在各级环境保护工作者面前的严峻问题。
一、汽油机排放污染物的来源、危害和生成机理
汽油机尾气成分非常复杂,有一百种以上,其主要污染物包括:一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、铅(Pb)、苯并芘(B8P)等。
1. 汽油机排放污染物的来源
汽油机排放污染物的来源有三个方面。一是排气污染,是由排气管中排出的废气引起的,废气中含有CO、HC、NOx、铅化物、硫化物等污染物;二是窜缸混合气,它是从活塞环与气缸的间隙漏入曲轴箱,再由曲轴箱通风管排出的未燃烧的燃料混合物,主要成分是HC;三是汽油蒸发,从汽油箱、浮子室、油管接头挥发的汽油蒸发后进入大气,主要成分也是HC。
2. 汽油机排放污染物的危害
CO是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体,它与人体血液中的血红素有很强的亲和力,使血液丧失对氧的输送能力而产生缺氧中毒。当环境中CO的浓度超过100 ppm(100×10-6)时,人体就会产生头晕、乏力等不适感;随着CO浓度的增加,会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状;当CO浓度超过600 ppm时,短期内会引起窒息死亡。
汽油机废气中排出多种氮氧化物(NOx),其中一氧化氮(NO)与人体血液中血红素的亲和力比CO还强,两者结合后会产生与CO相似的症状,一般情况下对人体的眼睛、鼻子、咽喉、支气管和肺部等会带来更大的损害,严重时至人于死地。
碳氢化合物(HC)为燃油未经完全燃烧后排出的气体,具有一定的毒性和易燃易爆的特性,其中的苯类物质又具有致癌作用。
铅(Pb)为一种有毒的金属,它由燃油中的铅化物添加剂(如四乙铅)经高温燃烧后还原而成的铅微粒。铅与血液中的血红素结合后,使血红素产生异变。科技论文。科技论文。当血液中的铅含量达到一定的程度时,会积聚于肝、肾、大脑和脊髓中,严重地破坏人体的神经系统和造血功能。
3. 汽油机排放污染物的生成机理
CO是不完全燃烧的产物,它主要取决于混合气浓度和混合的均匀程度。
HC的生成主要是由火焰在壁面淬冷、狭缝效应、油膜的吸附和解吸、燃烧室内沉积物的影响、以及碳氢化合物的后期氧化所致。
NOx是在燃烧过程中高温条件下生成的,主要取决于氧的浓度、温度和反应时间。
二、汽油机排放污染物的净化措施
目前,控制汽油机尾气排放的措施大致有三种:一是前期净化,二是机内净化,三是后处理净化。
1.汽油机排放污染物的前期净化
前期净化就是提高燃油的质量,即实施燃油无铅化和大幅度的降低燃油中硫的含量,改进汽油中苯、芳烃、烯烃等组成性质,提高燃烧效率,使燃油充分燃烧,减少有害物质的排放。
2.汽油机排放污染物的机内净化
机内净化就是指从改善发动机的工作性能的角度来减少汽油机污染物的排放。科技论文。即采用汽油喷射电控系统、低排放燃烧技术、废气再循环技术、涡轮增压中冷技术和多气门技术等来改善发动机的工作性能,从而达到降低有害物质排放的目的。
(1)汽油喷射电控系统
汽油喷射电控系统就是利用各种传感器检测发动机的各种状态,经过微机判断和计算,来控制发动机在不同的工况下的喷油时刻、喷油量、点火提前角等,使发动机在不同工况下都能获得合适空燃比的混合气,提高燃油的燃烧效率,从而达到降低汽油机污染物排放的目的。
(2)低排放燃烧技术
低排放燃烧技术主要是依靠稀薄燃烧技术、分层燃烧技术和汽油直喷技术等来改善可燃混合气形成和燃烧条件,从而大幅度降低CO、HC和NOx的排放。
(3)废气再循环技术
废气再循环技术是在保证发动机动力性不降低的前提下发动机的温度和负荷的大小将发动机排出的一部分废气再送回到进气管,和新鲜的空气或新鲜混合气混合后再次进入气缸参加燃烧,这种方式使得混合气中氧的浓度降低,从而使燃烧反应的速度减慢,有效控制燃烧过程中NOx的生成,降低NOx的排放量。
(4)涡轮增压中冷技术
涡轮增压中冷技术就是利用涡轮增压器增大进入燃烧室的进气量,并在混合气进入燃烧室前进行冷却,使混合气燃烧更彻底,排气更干净,从而降低CO和HC的排放量,提高发动机的动力性和汽油机在高原地区的工作适应性。
(5)多气门技术
多气门发动机是指一个气缸气门数目超过两个发动机,在采用多气门技术后,能保证较大的换气通流面积,减少泵气损失,增大充气量,保证较大的燃烧速率降低汽油机污染物的排放量。
3.汽油机排放污染物的后处理净化
后处理净化就是对已经排出燃烧室而尚未排入大气中的废气,在排气系统中进行净化处理。主要采用三元催化转化器、热反应器和空气喷射系统等来降低汽油机污染物的排放量。
(1)三元催化转化器
三元催化转化器是安装在汽油机排气系统中最重要的净化装置,当高温的汽油机尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体,从而降低汽油机污染物的排放。
(2)热反应器
热反应器通常是一种大型容器,备有绝热良好的隔热套,取代了常规排气歧管,被安装在紧靠发动机排气道出口处。它是通过均质气体的非催化反应来氧化汽油机排气中烃和CO的装置。当排出的废气经过热反应器时,使CO和HC在其中保持高温(800-900℃)并停留一段时间(平均为100ms),使之能得到充分的氧化,从而降低CO和HC的排放量。
(3)空气喷射系统
空气喷射就是将新鲜的空气喷射到排气门后面使尾气中的CO和HC在排气管内与空气混合,继续进行氧化的方法,又称为二次空气喷射。当喷射的新鲜空气与尾气混合时,空气中的氧与CO和HC反应生成蒸汽状的水和二氧化碳,从而降低汽油机污染物的排放量。
三、结束语
为了控制汽油机污染物的排放,治理大气污染,我国已经制定并颁布了多项法律法规和相关治理办法,各大企业也在积极研发新技术,不断为广大消费者提供高效能、低排放的环保车型和高品质的燃油、燃气,同时,消费者应该遵守各项规章制度,节能减排,只有这样才能最大限度地控制汽油机污染物的排放,改善我们的生存环境。
参考文献
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