城市汽車(chē)尾氣排放對(duì)霧霾天氣的影響及其防治對(duì)策

張志偉 吳磊 蔡少卿

摘要：霧霾的持續(xù)與泛濫，不但是自然災(zāi)害，而且是自然界對(duì)人類(lèi)社會(huì)文明進(jìn)程的一次警告。因生態(tài)環(huán)境惡化造成文明衰亡的例子有不少。然而本文主要就是針對(duì)城市汽車(chē)尾氣排放對(duì)霧霾天氣的影響及其防治對(duì)策來(lái)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)尾氣排放；霧霾；防治

中圖分類(lèi)號(hào)：S471文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1 引言

進(jìn)入2013年以來(lái)，全國(guó)大部分地區(qū)幾乎每天都被一片厚重的陰霾所籠罩，這也使得“空氣質(zhì)量”、“PM2.5”等詞成為新年的頻用詞匯。霧霾襲城，大霧籠罩下，汽車(chē)尾氣排放成為引發(fā)霧霾的罪魁禍?zhǔn)字?，一時(shí)間成為眾矢之的。因此，提高空氣質(zhì)量，減少汽車(chē)尾氣排放成為當(dāng)務(wù)之急。

2 霧霾天氣的成因

2.1人為原因

霧霾天氣除了由氣象因素導(dǎo)致，化學(xué)工廠、汽車(chē)尾氣增多、農(nóng)作物燃燒、工業(yè)燃煤及氣溶膠二次污染等人為因素引起大氣中顆粒物含量加大是霧霾天氣出現(xiàn)的另一重要原因[1,2]。當(dāng)前，許多城市的污染物排放已經(jīng)瀕臨界限，對(duì)氣象條件要求十分敏感，環(huán)境空氣在較好的氣象條件下能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但是只要出現(xiàn)了不利的氣象因素，空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度會(huì)立刻下降，導(dǎo)致霧霾的發(fā)生。另外，除了城市自身所產(chǎn)生的廢氣（及顆粒物），還有一些周邊地區(qū)的廢氣（及顆粒物）順著大氣環(huán)流進(jìn)入，導(dǎo)致了該城市的環(huán)境空氣污染問(wèn)題更加嚴(yán)重。

隨著汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，以及各國(guó)（尤其是中國(guó)）汽車(chē)保有量的迅速增加，汽車(chē)在帶給人們生活快捷和方便的同時(shí)，也給人類(lèi)帶來(lái)了許多嚴(yán)重的問(wèn)題：如噪聲污染、有害氣體排放、大量固體廢物產(chǎn)生和交通事故等[3]。其中汽車(chē)排放的廢氣是一種流動(dòng)分散污染源，它常常聚積在繁華地帶和居民集居的地方?，F(xiàn)代化城市高層建筑物不斷涌現(xiàn)，使汽車(chē)排放的污染物不易稀釋擴(kuò)散，造成局部地區(qū)汽車(chē)排放物濃度過(guò)高。由于汽車(chē)排放物的排放高度在地面附近，處于人們呼吸區(qū)域，嚴(yán)重污染人類(lèi)生活空間及呼吸層的同時(shí)，還容易形成霧霾層。

2.2氣象原因

氣象環(huán)境是進(jìn)一步促進(jìn)霧霾天氣出現(xiàn)的另一重要原因，依照國(guó)家氣候中心的氣候評(píng)定分析指出，秋冬季節(jié)是霧霾天氣出現(xiàn)的主要季節(jié)，此時(shí)的氣象條件是造成最近霧霾天氣頻發(fā)的主要原因。九月份開(kāi)始，出現(xiàn)在我國(guó)中東部地區(qū)的冷空氣較少，且強(qiáng)度不大，地面風(fēng)速較小，有助于水汽在大氣地層積累，給霧霾天氣的形成創(chuàng)造了有利環(huán)境條件。同時(shí)，青藏高原南邊暖濕空氣強(qiáng)度較強(qiáng)，從而導(dǎo)致了來(lái)自印度洋的西南暖濕氣流異常活躍，這股暖濕氣流順著西南方向?qū)⒇S富的水汽運(yùn)送到我國(guó)中東地區(qū)，從而引起了這些地方空氣濕度大，另外也促進(jìn)了地層逆溫的產(chǎn)生，給霧霾天氣的出現(xiàn)提供了有利條件。

眾多城市的高建筑物不斷涌現(xiàn)，引起了風(fēng)流在經(jīng)過(guò)市區(qū)時(shí)被強(qiáng)有力地阻礙下來(lái)并出現(xiàn)了摩擦，從而降低了風(fēng)力，往往產(chǎn)生微風(fēng)或者靜風(fēng)，從而不能促進(jìn)懸浮顆粒的分解和消失，最后只能長(zhǎng)期積累在城市中或者郊區(qū)附近。

2.3霧霾的危害

形成霧霾天氣的有毒、有害顆粒物散播在空氣中，對(duì)人類(lèi)和生態(tài)系統(tǒng)會(huì)造成不同程度的危害，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是霧霾天氣中的PM2.5比重較大，其顆粒物較小，比表面積相對(duì)較大，可吸附大量有毒、有害物質(zhì)，這些物質(zhì)隨PM2.5能輕易穿過(guò)鼻腔中的鼻纖毛，直接進(jìn)入肺部，甚至滲進(jìn)血液，從而引發(fā)包括心臟病、動(dòng)脈硬化、肺部硬化、肺癌、哮喘等各種疾病，影響身體健康；二是霧霾通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光的吸收與散射，導(dǎo)致太陽(yáng)輻射強(qiáng)度減弱與日照時(shí)數(shù)減少，從而影響植物的呼吸和光合作用，會(huì)造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、綠地生態(tài)系統(tǒng)生長(zhǎng)受阻等；三是霧霾天氣使能見(jiàn)度降低，容易引起交通堵塞，發(fā)生交通事故。

3 汽車(chē)尾氣凈化處理的技術(shù)防治對(duì)策

3.1 機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)

機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)是通過(guò)改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能來(lái)減少有害物質(zhì)的生成的量。近年來(lái)又開(kāi)發(fā)了空氣離子化和燃油磁化改質(zhì)的研究，促使燃油的充分燃燒。

3.1.1 提高燃料質(zhì)量，開(kāi)發(fā)清潔燃料

（1）在燃油中加入添加劑

在汽油中加入水，使水所占的比例達(dá)到10％，可以減少一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物及鉛塵的污染效果。

（2）使用合適的潤(rùn)滑添加劑

在機(jī)油中添加一定比例的固體添加劑，就可以顯著加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸密封性能，從而使燃料燃燒充分，有害氣體減少。

（3）采用新型燃料能源

在汽車(chē)上可以使用壓縮的天然氣體、新的配方汽油、太陽(yáng)能、電力、生態(tài)燃料的蓄電池等為其提供動(dòng)力，減少污染氣體往大氣中的排放。

（4）推廣乙醇汽油

醇汽油作為一種新型替代能源，是用普通汽油和各種植物纖維以及糧食加工成的乙醇按一定比例混合形成的。而且它作為一種新型的清潔燃料，符合我國(guó)可再生能源發(fā)展和能源替代戰(zhàn)略。

3.1.2 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)(EGR)

廢氣再循環(huán)技術(shù)是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的技術(shù)。通過(guò)使一部分廢氣流回進(jìn)氣管，降低了最高燃燒溫度，抑制NOx的生成 。但EGR率過(guò)大會(huì)造成燃燒惡化的現(xiàn)象，使燃油消耗率增大，HC排放量上升。電子控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)非線性控制，控制范圍和自由度大，更符合凈化的實(shí)際需要。

3.1.3、汽油機(jī)直噴技術(shù)(GDI)

汽油機(jī)直噴技術(shù)是把汽油直接噴到燃燒室內(nèi)與空氣混合后燃燒，它同時(shí)具有汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。直噴技術(shù)達(dá)到了均勻燃燒和分層燃燒的目的，極大提高了混合氣體的混合程度，達(dá)到完全燃燒，有效降低未燃燒碳?xì)浠衔锏呐欧帕?。汽油機(jī)直噴技術(shù)還能增加發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，可節(jié)能30％以上。

3.2 機(jī)外凈化技術(shù)

機(jī)內(nèi)凈化不能從根本上消除尾氣中的有害物質(zhì)，還需要機(jī)外凈化共同協(xié)同處理。機(jī)外凈化是指在汽車(chē)尾氣排出氣缸進(jìn)人大氣之前，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)外凈化反應(yīng)裝置，把CO，HC和NOx 轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程。絕大多數(shù)的汽車(chē)尾氣污染物是來(lái)自排放后的尾氣，因此機(jī)外凈化是控制汽車(chē)尾氣污染的快捷而有效的技術(shù)手段[4,5]。目前對(duì)它的研究主要集中在催化凈化轉(zhuǎn)化器上，而催化劑直接關(guān)系到催化凈化效果的好壞。因此，開(kāi)發(fā)高效實(shí)用的催化劑在控制汽車(chē)尾氣排放中是至關(guān)重要的。下面給大家介紹幾種常見(jiàn)的催化劑。

3.2.1 貴金屬催化劑

銠、鈀、鉑是汽車(chē)尾氣治理催化劑中最常用的催化劑。貴金屬催化劑具有活性高、選擇性好、熱穩(wěn)定性好及機(jī)械強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，在催化劑市場(chǎng)上占有較大優(yōu)勢(shì)。但是貴金屬催化劑受空燃比的影響大，且容易發(fā)生鉛、硫、磷中毒，高溫性能也不太好，且價(jià)格昂貴。因此，尋找新型催化材料又成為了新的任務(wù)。

3.2.2 光催化劑

光催化降解技術(shù)是通過(guò)利用具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料（典型的是二氧化鈦）進(jìn)行催化降解反應(yīng)的技術(shù)。光催化氧化降解技術(shù)具有安全、長(zhǎng)效、可再生等諸多優(yōu)點(diǎn)，也漸漸受到人們的重視。不僅如此，它在汽車(chē)排放污染物的生態(tài)環(huán)境降解方面的作用也舉足輕重。對(duì)于汽車(chē)尾氣污染問(wèn)題的治理，必須通過(guò)對(duì)汽車(chē)構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化，使尾氣污染控制效率提升。同時(shí)設(shè)計(jì)汽車(chē)尾氣凈化處理系統(tǒng)，做好發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的安裝及調(diào)試，也會(huì)改善尾氣污染控制效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著霧霾天氣的頻繁出現(xiàn)，汽車(chē)排放尾氣凈化技術(shù)的發(fā)展前景隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，汽車(chē)的各種這排放法規(guī)也在不斷嚴(yán)格化、規(guī)范化，對(duì)汽車(chē)尾氣的排放提出了更高的要求，同時(shí)也會(huì)使得汽車(chē)尾氣凈化處理技術(shù)更具有挑戰(zhàn)性和現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]渠雪.淺談霧霾天氣成因及治理措施[J]. 科技資訊,2013,11:144.

[2]李金嵐.論霧霾天氣的成因危害及防治措施[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保,2013,10:146.

[3]魯選超.淺議我國(guó)城市汽車(chē)尾氣污染防治[A]. 中國(guó)法學(xué)會(huì)環(huán)境資源法學(xué)研究會(huì)（China Law S、ciety Ass、ciati、n 、f Envir、nment and Res、urces Law）、桂林電子科技大學(xué).生態(tài)安全與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范法治建設(shè)——2011年全國(guó)環(huán)境資源法學(xué)研討會(huì)（年會(huì)）論文集（第三冊(cè)）[C].中國(guó)法學(xué)會(huì)環(huán)境資源法學(xué)研究會(huì)（China Law S、ciety Ass、ciati、n 、f Envir、nment and Res、urces Law）、桂林電子科技大學(xué):,2011:4.

[4]付怡.我國(guó)汽車(chē)尾氣污染防治對(duì)策[J]. 北方經(jīng)貿(mào),1999,06:92-93.

[5]劉菊榮,宋紹富.汽車(chē)尾氣凈化技術(shù)及催化劑的發(fā)展[J]. 石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào),2004,01:31-36.