汽油发动机尾气排放的影响因素及其控制

汽油发动机尾气排放的影响因素及其控制内容摘要：

度，妨碍交通。 汽车尾气中一氧化碳的含量最高，它可经呼吸道进入肺泡，被血液吸收，与血红蛋白相结合，形成碳氧血红蛋白，降低血液的载氧能力，削弱血液对人体组织的供氧量，导致组织缺氧，从而引起头痛等症状，重者窒息死亡。 汽车尾气中的氮氧化合物含量较少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的 3 倍。 氮氧化合物进入肺泡后，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。 亚硝酸盐则与血红蛋白结合，形成高铁血红蛋白， 引起组织缺氧。 汽车尾气中的碳氢化合物有 200多种，其中 C2H4 在大气中的浓度达 ` 3 （十万分之一）时，能使一些植物发育异常。 汽车尾气中还发现有 32 种多环芳烃，包括 3,4苯并芘等致癌物质。 当苯并芘在空气中的浓度达到 ，居民中得肺癌的人数会明显增加。 离公路越近，公路上汽车流量越大，肺癌死亡率越高 [4]。 汽车尾气中的二氧化硫和悬浮颗粒物，会增加慢性呼吸道疾病的发病率，损害肺功能。 二氧化硫在大气中含量过高时，会随降水形成“酸雨”。 汽车尾气中的铅化合物可随呼吸进入血液，并迅速地蓄积到人 体的骨骼和牙齿中，它们干扰血红素的合成、侵袭红细胞，引起贫血；损害神经系统，严重时损害脑细胞，引起脑损伤。 当儿童血中铅浓度达 ~，会影响儿童的生长和智力发育，甚至出现痴呆症状。 铅还能透过母体进入胎盘，危及胎儿 [5]。 我国汽车尾气污染控制排放标准 根据中国的实际情况 ,从上世纪八十年代初期中国汽车尾气排放法规开始采取了先易后难分阶段实施的具体方案。 1983年中国颁布了第一批机动车尾气污染控制排放标准 ,这一批标准的制定和实施 ,标志着中国汽车尾气法规从无到有 ,并逐步走向法制治理汽车尾气污 染的道路。 中国在 1989 年至 1993 年又相继颁布了《轻型汽车排气污染物排放标准》、《车用汽油机排气污染物排放标准》二个限值标准和《轻型汽车排气污染物测量方法》、《车用汽油机排气污染物测量方法》二个工况法测量方法标准 ,至此 ,中国已形成了一套较为完态的汽车尾气排放标准体系。 北京市《轻型汽车排气污染物排放标准》的出台和实施 ,拉开了中国新一轮尾气排放法规制订和实施的序曲。 2020 年国家环保总局公布了五项机动车污染物排放新标准 ,新标准包括 :轻型汽车污染物排放 Ⅲ 和 IV 号排放标准、两项重型汽车污染物排放限值、摩托车和轻 便摩托车加速行驶噪声限值及测量方法。 其中 ,轻型汽车 Ⅲ 排放标准自 2020 年 7 月 1 日起在全国实施 , IV 号标准于 2020年 7 月 1 日起实施。 为了改善大气质量 ,中国许多城市都禁止污染企业进市区。 对原有企业进行技术改造 , 减少废气、烟尘排放量 ,集中供热。 减少取暖炉灶烟尘排放量 ,提高柴油、汽油质量 ,减少钻含量 ,积极向无铅汽油过渡 ,安装汽车净化器 ,等等。 今年 4 月 27 日，国家环保总局公布了相当于欧 Ⅲ 和欧 Ⅳ 标准的汽车尾气排放中国标准。 中国 Ⅲ 号标准的尾气污染物排放限值比我国目前执行的第 Ⅱ 阶段标准尾气污染物排放限值降低了 30％，并将于 2020 年 7 月 1 日起在全国开始实施，北京将在今年 ` 4 提前实行。 据国家环保总局科技司副司长罗毅介绍，环保总局早在 2020 年就启动了相当于欧 Ⅲ 标准的中国标准的制定。 据参与该标准制定的清华大学污染控制研究所所长傅立新教授透露，北京地方性标准草案绝大部分内容参照了欧洲的欧 Ⅲ 标准， OBD 和冷启动等要求都被保留。 目前，世界汽车排放标准并立，分为欧洲、美国、日本标准体系。 欧洲标准测试要求相对而言比较宽泛，是发展中国家大都沿用的汽车尾气排放体系。 并且，由于我国的轿车车型大多从欧洲引进生产技术，中国大体上采用 欧洲标准体系。 油品对汽车尾气的影响 业内人士指出，油品质量对于汽车尾气排放效果的影响相当明显。 车辆在使用过程中，如果车油不相配，会造成因油损车的情况。 如果使用相应的低品质燃油，排放同样达不到新标准要求。 要使汽车达到更严格的尾气排放标准，不仅要求汽车生产厂家提高整车生产技术，还需油品供应商提高相应的燃油质量。 根据去年颁布的《车用汽油北京市地方标准》，从今年 7 月 1 日起，符合欧Ⅲ标准的汽油将在北京全面上市，而低于该标准的汽油将不准加用。 国家环保总局机动车排污监控中心汤大钢主任表示，在全国市场提供质量稳 定的燃油产品是实施更高排放标准的先决条件。 如果汽油中的硫、锰、铁等杂质含量过高，可能损害三元催化器和氧传感器，降低对污染物的催化效果；若汽油饱和蒸气压较高，也会带来挥发性污染。 新油品标准的制定体现了车厂和油厂的利益之争。 从技术层面讲石油企业完全具备生产欧Ⅲ标准燃油的能力，但标准迟迟不出使得石油企业有了坐观其变的最好借口；对汽车生产厂家而言，“喝不到好油”也成为汽车排放降不下来的很好托辞，一位合资汽车生产厂家负责人告诉记者，他们的产品在国外能够达到严格的欧Ⅲ排放标准，为 适应国内油品质量不稳定的状况，只好自降标 准，局部采用以往的技术通过目前的欧Ⅱ排放标准就行了。 对此，汤大钢主任解释说：同样是欧Ⅲ标准，油品质量高，对于汽车自身控污能力的要求就低；油品质量差，对于汽车自身控污能力的要求就高。 在企业最看重的效益面前，提高油品质量和提高汽车的控污能力都需要投入研发资金和增加生产成本，汽车厂家和石油企业在此问题上的博弈其实早在我国执行欧 I 标准时就已开始了。 实际上，令众多汽车及石油企业心存疑虑的还有一个原因，即由于北京的第三阶段用油品质标准是一个完全的地方标准，他们担心的是这一标准能否得到有关部门的 ` 5 有力 支持并在全国范围内 实施。 某汽车公司老总指出，我国油品质量地域差异性较大，北京等大城市的燃油质量肯定优于中小城市及乡村，油品质量对于欧Ⅲ标准的影响不能忽略。 北京市环保局机动车尾气排放管理中心总工程师李昆生介绍说，“要达到新的排放标准，仅中石化北京燕山分公司就已经投入 亿元进行改造。 而目前来看，增加的成本要由企业内部消化。 因此在每一个指标的确定上，都历经了艰难的协调与论证过程。 ”在选用油品方面，符合欧Ⅲ排放需要使用清洁汽油，而标号高的汽油并非就是清洁汽油，这需要依靠炼厂技术的提高和调配方法，使用不清洁汽油会造成三元催化器 过早失效，汽车排放超标。 截至目前，北京油品市场上只有 98 号汽油的排放水平达到了欧Ⅲ标准，这种油不仅价高，而且只在少数加油站供应。 汽车尾气无时无刻不在直接或间接地危害着人类的正常生活及健康，必须予以高度重视。 目前，汽车尾气控制和治理已成为世界重要课题，发达国家由于汽车总体技术较为先进，汽车尾气控制技术也较为先进，已经取得了重要进展，现在正向超低污染排放和零排放迈进，而我国在这方面起步较晚，许多控制技术处于探索和试用阶段，但我们正努力与国际接轨。 3 汽车尾气的主要污染物 主要污染物 据有关专家研究的资 料表明，汽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（ BaP）等。 一氧化碳 (CO) 一氧化碳 (CO)主要是燃料燃烧不完全的产物。 一氧化碳 (CO)是一种无色、无味但有剧烈毒性的气体。 它不易与其他物质发生反应而成为大气中比较稳定的组成部分 ,能停留 2～ 3 年。 当人们吸入过多的 CO 后 ,CO 可与血液中的血红蛋白有较强的亲和力，会妨碍血红蛋白的输送氧气的能力。 当空气中的一氧化碳浓度超过一定时量，人就会出现头痛、呕吐等中毒症状， 浓度再大时，甚至可致人死亡。 一氧化碳 (CO)是汽车发动机排出有害成分中浓度最大的气体；它引起的公害称为汽车尾气排放的第一大公害 [6]。 ` 6 碳氢化合物 (HC) HC 的产生仍是燃烧过程不完全造成的。 HC 是一种混合物，成分非常复杂。 当 HC 浓度较高时，会使人出现头晕、恶心等中毒症状。 特别是 HC 化合物中的烯在大气上空 ,和二氧化氮 (NO2)混合在一起，经强烈的日光照射后，起光化学反应产生高浓度臭氧、醛等烟雾状物质 ,对眼睛、呼吸器官 (喉、眼、鼻等黏膜 )及皮肤有强烈的刺激性，可能致癌。 而且，它还使生态环境遭到破坏 ,严 重影响农作物的生长 ,使农业减产 ,因此碳氢化合物 (HC)它成为汽车尾气排放的第二公害。 氮氧化合物 (NOx) NOx是 NO 和 NO2 的总称 ,它是发动机在大负荷工作时，高温高压燃气中少量氮被氧化成 NO、 NO2 等氮氧化物。 其中 NO 与血液中的血红蛋白的结合能力比 CO 还强 ,容易使人们中毒而死亡。 NO2 是一种褐色有强烈毒性的的气体，刺激人的眼睛和呼吸道引起喘息、支气管炎及肺气肿等，同时 NOx也是光化学烟雾的组成成分 ,成为汽车尾气排放的第三公害。 除上述三种主要污染物外，汽车尾气污染还有 SO游离碳 (黑烟 )、四 乙铅、臭味等物质，它们对人体呼吸系统、循环系统、神经系统都非常有害。 4 我国汽车。