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摘要:
随着我国经济突飞猛进的快速发展,生产水平的不断跨越式提高,国民的生活水平大踏步提升,人们从古代的骑马代步,到现在汽车、飞机等的广泛大面积应用。汽车的历史已有一百多年,汽车不但在数量上成倍的增长,还给我们生活以及生存环境带来了不可忽略的大气污染,也给人的身体健康造成极大的潜在危害。在今年的联合国环境规划署及其合作伙伴,在3月4日于79届日内瓦汽车展上推出一个在2050年将世界机动车排放的温室气体减少一半全球方案。此外,我国作为发展中国家的代表,也积极做出正面回应,如:北京在奥运期间汽车上路实行单双号上路的法规并且一直持续到现在。这些措施一方面满足了我们现代人当下的需要,同时又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展,在一定程度上做到了保护现代环境,维护后代安全。但是,众所周知,汽车在造福人类的同时,也带来了极其强烈的尾气污染。由于人们对汽车尾气引起的危害认识还不足,以至于使我们缺乏处理尾气的措施,从而使它对大气造成了严重的危害,进而波及人类生存的共同环境,为了更好的保护环境,和众人之力构建一个“我为人人,人人为我”的人与环境的和谐健康社会,政府及公众共同努力,共同打造。
关键词:汽车尾气成分构成 大气污染预防 改善
一、汽车尾气的组成成分及对大气污染的分析探究:
汽车尾气排放的主要污染物为一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NO X)、铅(Pb)等。一氧化碳:一氧化碳和人体红血球中的血红蛋白有很强的亲合力,它的亲合力比氧强几十 倍,亲合后生成碳氧血红蛋白(COHb%),从而消弱血液向各组织输送氧的功能,造成感觉、反 应、理解、记忆力等机能障碍,重者危害血液循环系统,导致生命危险。氮氧化物:主要是指NO、NO2,都是对人体有害的气体,特别是对呼吸系统有危害。在NO2浓度为9.4mg/m2 (5PPm)的空气中暴露10分钟,即可造成呼吸系统失调。碳氢化合物:目前还不清楚它对人体健康的直接危害。但是HC和NOX在大气环境中受强烈太 阳光紫外线照射后,产生一种复杂的光化学反应,生成一种新的污染物------光化学烟雾。1952年 12月伦敦发生的光化学烟雾,4天中死亡人数较常年同期约多4000,45岁以上的死亡最多,约为平时的3倍;1岁以下的约为平时的2倍。事件发生的一周中,因支气管炎、冠心病、肺结核和心 脏衰弱者死亡分别为事件前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。
汽车尾气的危害程度主要取决于汽油的成分。过去,车用汽油通常都用四乙基铅作为防爆剂,这样的汽油一1做含铅汽油。含铅汽油使汽车排放的尾气中含有较高浓度的铅,对人体健康危害严重。鉴于此,我国已于2000年开始使用无铅汽油,相应的四乙基铅被一系列新型汽油防爆剂所取代。在我国,无铅汽油是指含铅量在O.013g/L以下的汽油。所以说无铅汽油并非铅含量为零的汽油,因此,汽车尾气中仍然含有少量的铅。农村居民,一般从空气中吸入体内的铅量每天约为1微克;城市居民,尤其是街道两旁的居民每天吸入的铅量会大大超过这个数值。
目前,无铅汽油中取代四乙基铅的新型防爆剂主要有:芳香烃类、甲基叔丁基醚(MTBE)、三乙基丁醚、三戊基甲醚、羰基锰(MMT)、醇类等,其中以MTBE用量最大。
废气中含有 150~200种不同的化合物,其主要有害成分为:未燃烧或燃烧不完全的CH、NOx、CO、CO2、SO2、H2S以及微量的醛、酚、过氧化物、有机酸和含铅、磷汽油所形成的铅、磷污染等。其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅的化合物及颗粒物。有害气体扩散到空气中造成空气污染。
汽车尾气的颗粒物中含有强致癌物苯并(a)芘,在一般情况下,1克颗粒物含有约70微克苯并(a)芘,每燃烧1千克汽油可产生30毫克苯并(a)芘。当空气中的苯并(a)芘浓度达到0.012微克/立方米时,居民中得肺癌的人数就会明显增加。汽车尾气不仅对人产生危害,对植物也有毒害作用,尾气中的二次污染物臭氧、过氧乙酯基硝酸脂,可使植物叶片出现坏死病斑和枯斑。乙烯可影响植物的开花结果。汽车尾气对甜菜、菠菜、西红柿、烟草的毒害更为严重。公路两侧的农作物减产与汽车尾气的污染明显相关。
国家环保总局的一项报告说,在中国的大雾天气中,汽油造成的污染占79%。全世界空气污染最严重的20个城市中,就有16个在中国。近几年来,我国汽车工业实现了突飞猛进的发展,据中国汽车工业协会的最新统计,2004年中国汽车产销首次双双突破500万辆,产销分别为507.05万辆和507.11万辆,比上年分别增长14.11%和15.50%。其中,轿车产量为231.63万辆,增长11.99%。目前,我国汽车保有量已达2400万辆,年消耗油品7000多万吨。汽车在促进经济繁荣、给人民生活带来方便的同时,也带来了能源和环保问题。其中对环境影响最大的,莫过于随着机动车总量的飞速增长而日益严重的汽车尾气污染。
二、汽车尾气对环境及人体的不良影响和危害:
科学分析表明,汽车尾气中含有上百种不同的化合物,其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等,一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍。英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称,与交通事故遇难者相比,英国每年死于空气污染的人要多出10倍。
⑴、固体悬浮颗粒:固体悬浮颗粒的成分很复杂,并具有较强的吸附能力,可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部,以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位,引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累到临界浓度时,便会激发形成恶性肿瘤。此外,悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛,阻塞皮肤的毛囊和汗腺,引起皮肤炎和眼结膜炎,甚至造成角膜损伤。Vellosi等研究发现汽车柴油车尾气中的颗粒物有机提取物具有致突变性,是诱变和致癌的主要原因之一。宋健等研究发现柴油机排除的颗粒物可抑制细胞间隙通讯功能,而在细胞的恶变过程中,随着细胞恶化程度的增加,细胞间的通讯功能下降的程度也增加;
⑵、一氧化碳:一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环,与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白,从而削弱血液向各组织输送氧的功能,危害中枢神经系统,造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍,重者危害血液循环系统,导致生命危险。所以,即使是微量吸入一氧化碳,也可能给人造成可怕的缺氧性伤害;
⑶、氮氧化物:汽油和柴油等燃料燃烧过程中形成了多种氮氧化合物,如NO及NO2等。氮氧化物危害人体呼吸系统和免疫系统;其中NO是无色无味气体,具有轻度刺激性。高浓度时会造成人体中枢神经系统障碍。NO2是一种强烈刺激性的有毒气体,人体吸入后,与血液中的血红素蛋白结合,使血液的携氧能力下降,对心、肝、肾都会产生严重危害;
⑷、碳氢化合物:虽然还不清楚它对人体健康的直接危害。但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下,会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾,其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛红肿和喉炎。1952年12月,伦敦发生光化学烟雾,4天中死亡人数较常年同期多4000人,45岁以上的死亡最多,约为平时的3倍;1岁以下的约为平时的2倍;
⑸、铅:铅是有毒的重金属元素,汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅,燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病,并影响肝、肾等重要器官的功能及神经系统。由于铅尘比重大,通常积聚在1米左右高度的空气中,因此对儿童的威胁最大。1.2间接危害 汽车尾气不但危害人的健康,而且还会对环境产生影响。汽车尾气中的二氧化硫为无色气体,但具有刺激气味,在二氧化氮及催化剂的作用下会是形成“酸雨”,而“酸雨”会导致水源和土壤酸化,影响森林植被及农作物的生长。二氧化氮会导致地表水的酸化,大气能见度的降低,对陆生和湿地植物物种之间组成与竞争变化产生影响,同时由于水中富含氮,导致藻类大量繁殖而缺氧。同时汽车尾气中的二氧化碳导致全球气候变暖,极端灾害性气候出现。
四、汽车尾气防止污染的方法:
汽车尾气排出的污染物,给予人类赖以生存的大气环境带来了严重的污染。给人体健康造成了严重的危害。因此,我们呼吁:必须采取有效措施,减少或者消除汽车尾气的排污量,还我们一个美好的生存环境。
汽车尾气污染防治的科学方法主要涉及以下几个方面:
⑴、汽车排气净化的方法:汽车排气净化是减少内燃机排放废气的有害成份,它可分为燃料的处理计数、机内净化和机外净化计数三大类,减少汽车尾气中有害气体,首先从燃料着手,来改善排气成份,比如在汽油中加入一定比例有害成份的汽油清净剂可以有效清除燃料系统的沉淀物和积炭,提高燃料效率,降低排污和油耗这是目前降低车辆尾气排放的最经济有效的方法。其次可以采用代用燃料。在液体代用燃料中如甲醇、乙醇最有希望,他们具有较高的辛烷值和实现高产可能性;气体代用燃料中具有应用价值的是氢气、液化石油气和压缩天然气等,辛烷值较高,抗暴性好,co和No排放量低于内燃机车进百分之五十,基本无烟,噪声也小;
⑵、机内进化技术:对内燃机的燃烧方式本身进行改造。比如对内燃机供油、点火及排气系统进行改进和最优化匹配等,控制有害气体的排放物的产生,使排出的废气尽可能的无害。采用的方法有①分层燃烧系统与电喷技术,②发动机增压和增压中冷却技术相结合的燃油系统;
⑶、机外净化技术:机外进化是通过附设在内燃机外部的装置对内燃机排出气体在进入大气层之前进行处理,使废气中有害成份的含量进一步降低。目前主要技术有排气系统中安装三元催化净化器,微粒过滤器等。我国主要应用的方法为一段净化法,又称“氧气-催化法”原理是在汽车排气管尾部的氧化催化燃料装置,将汽车发动机排出的CO和碳氢化合物在反应装置中和排气中残留的氧或另外供给的空气中的氧气结合,生成无害的二氧化碳,这种只对CO碳化氢化合物,对NO没有取出作用。在国际上是、三元催化器装置就能够同时去除CO、碳氢化合物和NO氧化还原,将三种有害气体一起净化。减少有害气体的排放可以提倡在机动车尾气管安装三元催化器。三元催化器的原理是在使用催化剂的情况,除了利用排气中的CO、谈化合物和H2作为还原剂。使NOx还原成N2外还包括还原分解反应;
⑷、加强宣传,提高人民环保意识:汽车尾气只能减少尾气的排放出的有害物体,但实际中在转换出来的CO2也是有害气体之,CO2是地球产生温室效应的元凶。导致全球气候变暖。北极的冰雪融化,海平面上升。使一些海拔较低的城市面临变海水淹没的危险,比如威尼斯、纽约和上海等。所以减少汽车尾气的排放要靠大家。提倡大家在外出、上班等外出搭乘公共汽车。这样可以减少城市的车辆数量,也使的城市道理交通通畅,使车的速度保持在一定时速。这样可以提高内燃机的的效率,减少汽车尾气排放有害气体的途径之一;
⑸、研发无污染新新型能源-----燃料电池:汽车燃料电池的基本原理是一个电化学过程即是氢和氧反应产生电,同时带来副产品------水。与现代内燃式发动机相比,燃料电池具有高能力转换效率,可显著提高效率,而SO2、NOx的排放基本为零,CO2排放可减少一半;
⑹、交通公共设施的改善:比如政府大力发展地铁、轻轨交通和电车,加强城市道路建设及交通管理。减少路况的拥堵。制定一系列法规限制私家车的行驶时间等,例如北京在奥运会期间实施私家单双号行驶。还有增加城市绿化覆盖率。应采取防治结合的手段治理汽车尾气由于汽车运行的分散性和流动性,对于汽车尾气的治理就带来了一定的局限性,根据汽车的特性我们可以从三方面着手:一是对其污染源头的治理(提高汽油的品质,使用清洁燃油等);二是对汽车排放出来的尾气进行处理(开发机内净化技术和机外净化处理技术);三是以行政管理的手段(严格排放标准,并集中大家的力量对尾气污染进行控制)等。
⑺、全民环保意识的培养及加强:专家认为,实际上年检制度对于尾气控制并不适应,有的车即使治理过后很短时间内又恢复原状,再次成为尾气不达标车。只有经常性的检测和检查,对于减少汽车尾气污染才能有效。
试想,如开展“无车日”活动一天,仅民用汽车即可节省燃油3300万升,减少有害气体排放约3000吨,数百人的生命和身体会幸免于交通事故伤害。
研究表明,骑自行车可以预防大脑老化,提高心肺功能和神经系统敏捷性,锻炼下肢肌力和增强全身耐力,益寿延年。由于周期性的有氧运动使锻炼者消耗较多的热量,可收到显著的减肥效果。
适当的步行,可以增强心肺功能,改善血液循环,预防动脉硬化等心血管疾病以及感冒等呼吸道疾病。世界卫生组织建议,每天步行30分钟或步行上下班,是最安全、最佳的运动和减肥方式。
[关键词] 私家车 尾气 健康 环保新技术
青少年儿童是祖国的未来,关心他们的身心健康,是我们的责任和义务,保护我们城市的环境不受污染,保护校园环境不受污染,让大气污染远离青少年和未成年儿童,是我们每个公民都要参与和关心的大事。
1 私家车数量日益增加,汽车污染问题日趋严重
福州每天有200辆左右的小车上牌照,其中私家车占较大比例。据省交警总队车管部门统计,截至目前,福州市区汽车有10余万辆,其中小车有5.8万辆。仅今年上半年,福州新购车辆接近3万辆,仅市区(不含八县)新购车辆就达28229辆,比去年同期增长16.9%。
就在我们享受汽车带来的舒适方便的时候,汽车尾气造成的大气污染、汽车鸣笛造成的噪声污染等也影响了人们的生活。
2 汽车尾气排放对人体的伤害
汽车尾气主要是指从排气管排出的废气。废气中含有150~200种不同的化合物,其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅的化合物及颗粒物。有害气体扩散到空气中会造成空气污染。汽车尾气的颗粒物中含有强致癌物苯并(a)芘,在一般情况下,1克颗粒物含有约70微克苯并(a)芘,每燃烧1千克汽油可产生30毫克苯并(a)芘。当空气中的苯并(a)芘浓度达到0.012微克/立方米时,居民中得肺癌的人数就会明显增加。
由于汽车废气的排放主要在0.3米至2米之间,正好是人体的呼吸范围,对人体的健康损害非常严重――一氧化碳与人体血液中的血红蛋白结合速度比氧气块250倍。即使仅吸入微量一氧化碳,也可能给人造成缺氧性伤害。轻者眩晕头疼,重者脑细胞受到永久性损伤。汽车尾气中细小的颗粒物可进入我们的呼吸道,附着在肺壁上能引起呼吸系统疾病,损坏肺部;刺激呼吸道,使呼吸系统的免疫力下降,导致暴露人群慢性气管炎、支气管炎及呼吸困难的发病率升高、肺功能下降等一系列症状,使已有的呼吸及心血管问题恶化;当颗粒有毒时,可能导致癌症;还可刺激皮肤和眼睛,造成皮炎和眼结膜炎;另外,尾气中所含的强致癌物质――苯类物质,甚至会引发肺癌、甲状腺癌等。
汽车尾气不仅对人产生危害,对植物也有毒害作用,尾气中的二次污染物臭氧、过氧乙酯基硝酸脂,可使植物叶片出现坏死病斑和枯斑,乙烯可影响植物的开花结果。研究证明公路两侧的农作物减产与汽车尾气的污染明显相关。
3 汽车尾气排放对青少年健康的伤害
由于汽车尾气多排放在1.5米以下,儿童吸入量一般是成人的2倍左右,对儿童健康损伤尤为严重,直接或间接地形成影响青少年儿童健康的三大疾病:
3.1铅中毒
据有关调查报告实例显示:西安市4岁儿童的铅中毒情况最为严重,而导致西安儿童铅中毒的诱因里,“汽车尾气污染”是头号“杀手”。这是陕西省妇幼保健院对前来就诊的西安市1000余名0-6岁儿童铅中毒免费筛查后得出的结果。调查结果显示,西安市城区23.57%的儿童血铅水平超标。铅超标儿童中,男女童无明显差异。3-6岁儿童超标率较高,其中4岁组超标率最高。儿保专家建议,陕西省应普及铅防治工作,将铅检测列入孕妇与儿童健康检查常规。
在这1000余名儿童家长填写的铅中毒情况调查表中显示,家庭住址在城区内的儿童铅中毒情况最为严重。通过筛查和综合分析,造成儿童铅中毒的因素之一就是:汽车尾气污染,由于汽车尾气铅尘多积聚在地面以上1米的范围,这正好是儿童的活动与呼吸带,它所引起的污染已成为儿童铅中毒的主要原因之一。
据专家分析,儿童之所以容易引起铅中毒,是因为铅及其化合物可通过呼吸道与胃肠道被吸收,尤其是处于生长发育期的儿童,对铅的吸收率远远高于成人。而其排泄铅的能力较成人低,仅有66.7%的铅可被排出体外,仍有1/3滞留体内。因此儿童更容易受到伤害。
3.2哮喘病
全国儿童哮喘调查科研项目日前通过专家鉴定。该研究结果表明,我国城市儿童哮喘发病率正逐年上升。
以河南省为例,此次调查儿童哮喘发病率为1.16%,与1991年的0.35%相比,是10年前的3倍以上。有关专家提出,城市儿童哮喘病发病率的升高与城市内的环境污染日益加重因素密切相关。
许多实验和流行病学研究都确认了空气污染与哮喘症状的恶化有关。美国的一项研究发现,可吸入颗粒物的浓度升高,会加重儿童哮喘的症状;二氧化氮的浓度也与儿童哮喘的发作显著相关。西班牙和美国 的研究都发现,大气中的可吸入颗粒物浓度上升,医院里的儿童哮喘就诊率也随之升高。荷兰的一项研究还发现,汽车尾气的黑烟甚至对哮喘儿童的用药次数,也有一定的影响。
3.3 癌症
英国科学家最近的一项研究表明,儿童患癌症与汽车尾气造成的空气污染有密切关系,即使是怀孕妇女吸入这些废气,其胎儿出世后也更容易患上癌症。
据法国《科学与未来》杂志近日报道,英国伯明翰大学克诺克斯教授等人日前发表报告指出,对于儿童来说,汽车尾气中的一氧化碳和1,3-丁二烯是致癌的元凶。他们发现,在公共汽车站周围300米的区域,这些致癌物质特别集中。儿童长期吸入这些废气,他们因癌症死亡的危险比其他儿童高。
另据报道,去年法国专家对法国南锡、里尔、里昂和巴黎4大城市280例儿童急性白血病病例进行的一项调查也表明,生活在汽车修理行或者加油站附近的儿童,患上白血病的危险比其他儿童大4倍。发病的危险程度还与受污染的时间长短有关系。
4 倡导使用汽车环保新技术
由于汽车运行严重的分散性和流动性,给净化处理技术带来一定的限制。除了开发在机内净化技术外,还要大力开发机外净化处理技术。这应从两个方面入手:一是控制技术,主要是提高燃油的燃烧率,安装防污染处理设备和采取开发新型发动机;二是行政管理手段,采取报废更新,淘汰旧车,开发新型的汽车(即无污染物排放的机动车),从控制燃料使用标准入手。
4.1汽车燃油的改用
4.1.1采用无铅汽油,以代替有铅汽油,可减少汽油尾气毒性物质的排放量。首先应抓汽车油的改用。禁止使用有铅汽油。因有铅汽油中,它加入了一种抗爆剂四乙基铅,它具有很高的挥发性,甚至在0℃时就开始挥发,而挥发出的铅粉末,以蒸气及烟的动工存在空气中。以无铅汽油代替四乙基铅汽油。这种汽油是用甲荃树丁醚作渗合剂,它不仅无铅,而且汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物均会减少。国家规定从1999年7月1日起在全国范围内使用含铅汽油。2000年7月1日起,市场上不再出售有铅汽油。
4.1.2掺入添加剂,改变燃料成分。汽油中掺入15%以下的甲醇燃料,或者采用含10%水份的水-汽油燃料,都能在一定程度上减少或者消除CO、NOx、HC和铅尘的污染效果。若采用“甲醇燃料”,即采用甲醇和其它醇类同汽油混合所制成的燃料。当甲醇占比例30%~40%,汽车尾气排出的污染物可基本上消除。
4.1.3选用恰当的添加剂-机械摩擦改进剂。在机油中添加一定量(比例为3%-5%)石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂,加入到引擎的机油箱中,可节约发动机燃油5%左右。此外,采用上述固体剂可使汽车发动机汽缸密封性能大大改善,汽缸压力增加,燃烧完全。尾气排放中,CO和碳氢含量随之下降,可减轻对大气环境的污染。
4.1.4采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量。据美国的俄亥俄州某研究所用豆油与甲醇、烧碱混合,然后去除其中的甘油,从而可获得“大豆柴油”。用“大豆柴油”,以3∶7的比例掺入到普通柴油中,可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。故誉作绿色燃料。
4.1.5采用多种燃料作为汽车燃料来源。随着科学技术的发展和计算机的广泛应用,确保环境保护法规的实施和节能措施:汽车中可广泛使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。然而在这种汽车上装上电脑,不断在行驶中早先调拨组合,以使汽车发挥最佳性能。采用计算机控制点火系统,以便对发动机的不同工况作出快速反应,可减少尾气对大气的污染。
4.1.6节约能源,有利环境,大力推广车用乙醇汽油。根据有关专家指出,开发乙醇代替汽油,既节约能源,又使汽车排出的有害汽体减少,是一项有利于保护环境和资源的新课题。
4.2 汽车发动机内部的调试,可减少尾气污染物的排放量
4.2.1减少喷油提前角。减少喷油提前角,可降低发动机工作的最高温度(1500℃),使NOx的生成量减少。
4.2.2改善喷油器的质量,控制燃烧条件(燃比、燃烧温度、燃烧时间),可使燃料燃烧完全,从而可减少CO、HC和煤烟。
4.2.3调整喷油泵的供油量,可降低发动机的功率,使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧,从而也可以减少CO、CH和煤烟的生成。
4.3发动机外部尾气净化措施
即汽车尾气由原有毒气体,变成为无毒气体,再排放到大气中。从而可减少对大气环境的污染。
4.3.1采用催化剂:将CO氧化成CO2,HC氧化成CO2和H2O,NOx被还原成为N2等。采用的催化剂有氧化锰-氧化铜;氧化铬-氧化镍-氧化铜等金属氧化物和白金属(铂)等贵金属。它们都可以净化CO、HC。催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之间。
4.3.2水洗:通过水箱,使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴,可吸附粘在碳粒上的有毒物质,使碳粒子胀大而给予去除。
5 加强行政管理,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染
5.1淘汰旧车,采取报废迎新。开发并采用多种燃料的新型汽车,这是今后汽车的发展方向。以氢为燃料的电池电动车、太阳能汽车、电动汽车、复式汽车、液化气汽车、甲醇汽车等。它们是低公害、前途最佳的新型汽车。同时,目前也还可改装汽车发动机的汽车为柴油发动机汽车。虽然柴油发动机燃料费用高,但CO生成量少。如果对NOx、粉尘排放量作相对的限制的话,那么柴油发动机汽车也是未来最佳汽车。
5.2严格执行国家质量技术标准,控制燃油标准。
按国家规定,不合质量的燃油不能使用,市场上不准出售低劣的燃油。然而汽车不准作用含铅汽油这一禁令已下,但难以奏效。其主要原因是广大市民对这一政策了解不足,含铅的70号和不含铅的90号及90号以上汽油,每吨差价比较大,加之无有效措施和得力宣传。另外,个别城市周边的地区又没有实行含铅汽油的禁令。市场调查结果显示含铅汽油库存数量还比较大,加之,车辆运输的流动性,故使得禁令难以实施。因此,对“禁令”的宣传力度和推行力度应大大加强,才能保证大气环境的洁净。
6 结语
为了保护自然环境和国家资源,防止汽车尾气对大气环境的污染而引起公害,保障人民生命安全与健康。国家特制定了环境质量标准,污染物排放标准、污染物控制标准等等。为了保证上述法规的实施,还可以从下面几个方面入手。
6.1实行车辆分流行驶:城市人口稠密区域,交通密度高,汽车尾气的排放在某一时间又比较集中,故会引起该地区域在某一时间内,大气污染的程度会急剧增加,造成危害人类的健康。这时可采取汽车分流行驶。一方面可解决交通堵塞、乘车难;另外还可使该局部区域大气环境污染程度有所减少。
6.2使用燃气公交车。在我国清洁汽车行动示范城市中,不少地区城市都制定了燃气汽车计划。与柴、汽油相比,天然气的燃烧比较完全,故排放物CO降低90%,HG降低50%,微粒物降低40%,NOx排放减少30%,又天然气含硫量极少,故SO2降低70%。特别是GNG/柴油发动机,CNG代替约80%的柴油,因此排气中的颗粒物和碳烟量大大减少。而且汽油、柴油价格随车际油价上升一直在上升,而天然气的价格比汽、柴油低近38%,因此用气肯定比用油省,所以经济效益是很可观的。
6.3在市区内开辟地铁,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。
关键词:广佛肇经济(卷);API;SO2;NO2;PM10
1引言
近些年城市空气污染已经成为社会公众的热点话题,尤其是区域性的灰霾天气已经引起了政府部门的高度重视,能否对空气质量作出准确全面的分析评价关系到城市环境治理方案的制定及实施。国内外学者提出了多种评价环境空气质量的方法,例如多指标可拓综合评价[1]、权重综合污染指数法[2]、模糊马尔可夫预测法[3]、分形模型[4]、橡树岭大气环境质量指数[5]。相对来说,空气污染指数(Air Pollution Index,API)是目前普遍采用的评价城市环境空气质量的重要指标[6],将自动化监测的几种常规大气污染物简化为单一概念指数值[7],同时划分环境污染及健康危害程度指数区间,以此表示空气质量等级。
在过去的文献中已有较多关于空气污染指数的研究,陈雷华对兰州市2001~2007年逐日API进行统计分析,发现该地区的首要污染物是PM10,冬季和春季污染最严重,采暖期污染日更集中[8]。段玉森应用经验正交函数和小波分析方法揭示全国47个环保重点城市API的时空模态区域分异规律,表明不同地区有不同的污染特征[6]。李小飞也指出我国由南到北、从沿海到内陆不同城市环境空气质量存在明显的区域性差异[7]。关于这方面的研究基本上是围绕着空气污染的时间分布特征和空间分布规律来探讨的,对于单一城市[8-11]或者大区域城市群[6,7,12]的讨论较多,而对于小型经济圈的分析较少。本研究也是从这一角度出发,探讨广佛肇经济圈的空气污染问题,为市民生活出行提供参考指南,也为区域大气污染联防联治提供科学依据与数据支持。
2材料与方法
2.1研究区域及数据来源
广州是我国南方地区的经济文化中心,佛山是广东省的工商业重镇,随着这几年肇庆不断接收广佛地区的产业转移,广佛肇成为珠江三角洲最大的经济圈。本研究收集了从2003年3月1日到2012年2月29日广州、佛山、肇庆3个城市的空气污染指数,形成三大时间序列,每个列向量含有3288个样本数据。所有数据来源于广东省环境信息GIS综合平台的城市空气质量日报(http:///EQPublish/CityAirQuality.aspx)。
2.2研究方法
我国的空气污染指数分为5个等级(0~50、51~100、101~200、201~300、301~500)7个档次(优、良、轻微污染、轻度污染、中度污染、中度重污染、重污染)[11](表1),API越大,污染级别越高,对人体健康的危害也越大。
本研究使用Excel 2003分别绘制3个城市API的季节和年际变化曲线,分析SO2、NO2、PM10的季节变化及其影响因素,比较广州、佛山、肇庆不同污染物的污染比重,对近十年的空气污染级别进行总体评价。
3结果分析与讨论
3.1API的季节变化和年际变化
广州、佛山、肇庆位于南亚热带,通常按照气候划分季节,即3、4、5月为春季,6、7、8月为夏季,9、10、11月为秋季,12、1、2月为冬季。从2003年3月1日到2012年2月29日广佛肇经济圈的API季节、年际平均值变化情况分别见图1和图2。
图1API季节变化
图2API年际变化
从总体上来看,3个城市近10年API的季节变化趋势大致相近,冬季污染指数较大,夏季污染指数较小,表明冬季空气质量较差,夏季空气质量较好。这与其他学者的研究结论是一致的,李小飞计算中国46个城市的API季节变化[7],显示空气污染指数为冬季(88)>春季(79)>秋季(73)>夏季(63)。因为空气污染与气象条件关系密切,夏季大气边界层对流活动较强,空气扩散条件好,并且雨量充沛,对污染物有较好的清除作用,所以夏季空气质量较好。由于冬季供暖导致能源消耗量较大,污染物排放量大,同时冬季大气边界层逆温现象出现的几率较高,容易造成污染物在大气中累积,故冬季空气质量较差。
近10年广佛肇经济圈API总体降低,表明环境空气质量有变好的趋势,与孙丹研究北京、天津、石家庄的结果一致[12]。2004年广州空气污染天数较多,2005年后由于亚运会而加强了节能减排和污染治理工作,空气质量持续好转,到2010年污染指数达到最低。佛山2003年API较高,从2006年开始不断得到改善,也是到2010年亚运会期间空气质量最好,这与近几年燃煤脱硫除尘是分不开的。肇庆从2003年到2007年环境空气质量有变差趋势,这段时期主要引进了广佛地区的产业转移,污染物排放量增大。随后环境保护部门加大了污染防治力度,空气质量改善效果显著,到2009年平均API只有44,近两年又有小幅回升。
3.2SO2、NO2、PM10的季节变化
对于主要污染物SO2、NO2、PM10的季节变化,图3、图4、图5分别列出了3个城市主要污染物在不同季节的污染天数分布情况。近10年广州和佛山的大气SO2污染主要集中在夏季,分别约占全年SO2污染天数的54%和58%,冬季和春季则较少见SO2污染。肇庆的SO2污染季节波动较小,在春季和秋季的SO2污染天数相对较多,分别占全年的37%和30%。
统计近10年大气NO2污染天数,广州有132d,其中58%出现在冬季,春季和秋季分别占20%和23%,夏季未见NO2污染。佛山只出现19d的NO2污染,其中有13d分布在冬季,夏季同样未见NO2污染。肇庆在近10年只出现2d的NO2污染,冬季和春季各占1d。以上表明NO2污染最容易出现在大气扩散条件较差的冬季,广州NO2污染天数分布较多,已出现汽车尾气污染型的特征。
广佛肇经济圈属于颗粒物污染主导型,表现出常年污染性特征。3个城市的PM10季节分布较均匀,基本位于20%~30%上下浮动,夏季相对低一些,秋季的PM10污染天数相对多一些,总体上季节性变化不大。
图3SO2季节变化
图4NO2季节变化
图5PM10季节变化
3.3广佛肇空气污染总体评价
图6显示近10年广佛肇经济圈大部分天数的API处于优良级别,广州无污染天数占267%,轻微污染天数只占70%,只出现1d重污染(2003年11月2日)、11d轻度污染天气,全年API大多位于51~100。佛山API良好级别占699%,轻微污染天数偏少,近十年只出现一天轻度污染(2005年3月17日),未见重污染天气。肇庆的环境空气质量较好,API优良级别占了979%,轻微污染只有21%,未发生重污染现象。
从图7可以看出,3个城市都以颗粒物污染为主,广州PM10占了有污染天数的833%,SO2占112%,NO2占55%,呈现出煤烟污染主导型同时伴随汽车尾气影响的特征。佛山PM10占了有污染天数的927%,SO2占65%,NO2占08%,由于佛山陶瓷工业发达,工业染料中的煤和重油比例较大,燃烧排放大量烟尘,导致空气中PM10浓度较高。肇庆PM10占了有污染天数的983%,SO2占16%,NO2只有01%,在珠江三角洲地区,处于工业化前期的肇庆并非排污大户,其空气质量总体上较好,颗粒物污染比例较大是受到了广佛地区污染物输送的影响。因此,建议佛山重点加强燃煤的脱硫除尘,广州还应控制汽车尾气排放,广佛肇经济圈应形成区域性大气污染联防联治机制。
图6空气污染级别分布
图7主要污染物比例
4结语
(1)广佛肇经济圈冬季污染指数较大,夏季污染指数较小,表明冬季空气质量较差,夏季空气质量较好,空气污染与气象条件关系密切。近10年API总体降低,表明环境空气质量有变好的趋势。
(2)近10年广州和佛山的大气SO2污染主要集中在夏季,冬季和春季则较少见SO2污染。肇庆的SO2污染季节波动较小,在春季和秋季的SO2污染天数相对较多。NO2污染最容易出现在大气扩散条件较差的冬季,广州NO2污染天数分布较多,已出现汽车尾气污染型的特征。广佛肇属于颗粒物污染主导型,表现出常年污染性特征。3个城市的PM10季节分布较均匀,夏季相对低一些,秋季的PM10污染天数相对多一些,总体上季节性变化不大。
(3)近10年广佛肇大部分天数的API处于优良级别,广州全年API大多位于51~100。佛山API良好级别占69.9%,轻微污染天数偏少。肇庆的环境空气质量较好,未发生重污染现象。广州呈现出煤烟污染主导型同时伴随汽车尾气影响的特征,佛山陶瓷工业是空气中PM10浓度较高的主要影响因素,肇庆空气质量总体上较好,颗粒物污染比例较大是受到了广佛地区污染物输送的影响。
(4)建议佛山重点加强燃煤的脱硫除尘,广州还应控制汽车尾气排放,广佛肇经济圈应形成区域性大气污染联防联治机制。
2013年5月绿色科技第5期参考文献:
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尾气排放让呼吸不顺畅
“早上起床晨练,当你呼吸室外清新的空气时,道路上突如其来的‘大黄蜂’吐着长长黑烟,让人透不过气。”居住在阳光花园76岁的李时明老大爷希望相关部门多点关注,整治汽车尾气。
家住昆明北市区的刘莹女士,每天骑电动车上下班。上下班途中的灰尘、尾气味道,让她“鼻子难受,喉咙不舒服”,导致她上下班途中的心情很糟糕。无奈之下,刘女士买了个口罩,虽然没那么难受了,但呼吸却有种被堵住的感觉。就这样两年过去了,她已经习惯于戴口罩上下班了。她说,什么时候要是没有汽车尾气就好了。
今年以来,在昆明市区常常看到这样的景象――行走在路上、坐在公交车上或是骑电动车的市民,为了防备途中的灰尘、汽车尾气都戴上了口罩。市民采用这种办法来“过滤”空气。
在昆明市西福路一公交车站台上,183路公交车一起步,车尾就不停地排放出浓浓的黑烟,驱车一路跟随这辆公交车到东陆桥,在每一个停靠站点起步或上坡时,公交车尾都是浓烟滚滚,跟得太近,甚至有种呼吸困难的感觉。
在广福路、西华路、滇池路、环城南路,一些看上去破旧的小型面包车、私家车、大货车也有类似尾气排放造成污染的现象。在市区中心,东风西路、金碧路、西昌路等道路,部分公交车一路上不停地排放出浓浓的黑烟,过往市民都捂鼻躲避。
进入雨季,昆明的空气质量渐渐好了起来。近期,国家环保部公布了2014年5月份74个城市的空气质量报告,报告显示,5月份昆明空气质量从4月份的第38名,上升到了第11名,和今年的2月份相同。
昆明市环保局相关人员说,昆明空气质量优级天数今年集中在一二月份;进入到三四月份后,因受逆温气候影响,污染物不易扩散,加之气候干燥、施工等影响,昆明空气稍差;到了5月份,随着雨季的来临,昆明的空气质量将会越来越好;6月份的空气优级天数明显增多,等进入到秋冬季节,又会降低。
机动车增加影响空气质量
昆明市环境保护局机动车污染监督管理中心主任刘云浩说,昆明空气质量污染物来源,PM2.5的组成中有20%来自于汽车尾气。
刘云浩说,2008年,昆明市机动车保有量为85万辆,它们向空气中排放了28万吨一氧化碳、36000吨碳氢化合物、28000吨氮氧化物,颗粒物2000吨。按这个数据来看,昆明机动车尾气排放的污染物总量比较大;2013年底,昆明市机动车保有量又增加到185万辆,比2008年翻了一番,今年有可能突破至190万辆(其中有黄标车10万辆);在主要城区或人口密集区域运行的车辆较多,这在一定程度上会影响昆明市区的整体空气质量。
相关专家称,尾气中含有150―200种不同的化合物,其中对人危害最大的有一氧化碳、氮氧化合物、铅的化合物及颗粒物等。
由于汽车尾气的排放主要在0.3米至2米之间,正好是人体的呼吸范围,对人体的健康损害非常严重刺激呼吸道,使呼吸系统的免疫力下降,呼吸困难的发病率升高、肺功能下降等。尾气中所含的强致癌物质苯类物质,会引发肺癌、甲状腺癌等。
黄标车限行范围逐渐扩大
今年以来,为改善环境空气质量,市机动车污染监督管理中心通过法律、管理、技术等综合手段,全面推进机动车尾气污染防治工作。
据了解,昆明限行黄标车从两年前就已开始。从今年7月1日起,昆明主城一环内限制黄标车进入,限行时间为每天7点到21点。按照限行计划,明年7月1日,二环以内区域禁止黄标车进入。
为加大对污染大的机动车进行限制与管控,昆明5月1日实施了《昆明机动车排气污染防治条例》,条例明确规定,黄标车驶入限行区域,违规闯行者将会被交管部门处以200元罚款,不涉及扣分。从7月1日开始,黄标车行驶到一环,若被交管部门堵下,将被罚款200元。按照规定,使用伪造、变造的机动车环保标志或者冒用其他车辆的环保标志,处以200元以上500元以下罚款。而擅自拆除、更改机动车排气污染控制装置,不但要限期改正,还将处以500元以上2000元以下罚款。
据介绍,《昆明机动车排气污染防治条例》处罚力度明显加大。从事机动车环保检验的机构应当按照有关法律、法规和技术规范的要求,对机动车进行排气污染检测。若机动车环保检验机构未按照有关要求进行检测或者弄虚作假,由环境保护行政主管部门责令停止违法行为,限期改正,处以1万元以上5万元以下罚款。与此同时,环保部门将在主要道路设置提醒标志,对黄标车限行起到提醒作用。环保部门将按照《昆明市机动车排气污染防治条例》实施方案,建立机动车排气污染信息传输及数据管理系统。市环保局、市公安交管部门将根据情况,在主要交通干道设置路检点,不定期对机动车进行排气污染抽检。
强化车辆环保定期检测
“通过近4年的努力,目前,昆明市21家机动车安检站(汽车)全部建设了简易工况法环保检测线,实现昆明市机动车安检和环检的全覆盖。据统计,截至今年6月10日,检测机动车342565辆,初检合格率72%,维修治理复检合格率78.6%,发放标志390056个(含新车,黄标27869个,绿标362187个),各场站运行稳定、检测质量较高、检测率稳步上升。”昆明市环境保护局机动车污染监督管理中心主任刘云浩如是说。
刘云浩介绍,今年上半年对21家环检机构采取定期、不定期现场监督检查,共进行42次现场监督检查。利用昆明市机动车排放污染防治信息监管平台,对全市按国家标准建设检测场站的检测过程进行全过程自动实时监控,包括检测数据、检测人员、检测规范、检测设备的情况等。防止检测过程中出现作弊行为,保证机动车排放检测的真实性、公正性和准确性。
针对公交车及大型营运车辆冒黑烟等严重排气污染问题,组织执法人员采取拍照、摄像的方式,下发了78辆限期治理通知书;根据《昆明市高污染机动车限行管理办法》,在东风东路、东风西路、金碧路(一环路段内)限行道路,组织执法人员定期上路抽查机动车环保标志,对违规进入限行区域范围的高污染机动车采取劝返、严重警告等行政处罚措施,促使超标车辆维修治理达标及老旧黄标车淘汰更新。
定期保养可降低排放
据昆明机动车检测站的环保检测车间人员介绍,对于只有1―2个指标没达标的车辆,到4S店保养后,其再次通过率大约有80%;对于车况非常差的黄标车,最好直接淘汰,否则花再多的钱安装设备或者修发动机,其性能也不稳定,通过率也不高。
在少用塑袋的调查中,64%的人认识到这一点,53%的人没注意到,说明人们的头脑中环保概念不足,我建议政府何环保组织应该加强倡导的力度,并且政府应该加大经费投入。
在家庭生活中,废袋妥善处理的占到43%,随意的占到57%,问题很严重,我建议大家一定要吧废袋处理好。
对满地废袋的感受习惯的占6%,说明很多人好没有意识到废袋的危害性。讨厌的占22%,说明大家对环境的审美意识还是有的。无奈的占到50%,说明多数人对废袋很讨厌,但囿于人们的自私和丑陋的习惯,无法纠正这一恶习,或者说这是一个严重的社会问题,人们单靠一两个人无力解决。担忧的人占到22%,说明很多人担心环境的污染。我们一定要想办法主力号废袋。
支持控制汽车尾气排放的人占到93%,说明大家认识到尾气排放的危害性。不了解的人6%,说明这些人还缺乏认识。我建议大家一定要控制尾气排放,大家一起来努力,环境一定会好转的。