中國小汽車與其他交通方式的環(huán)境影響比較

景國勝， 王 碩

(1.廣州市交通規(guī)劃研究所， 廣東 廣州 510030； 2.株洲市規(guī)劃設(shè)計院， 湖南 株洲 412007)

隨著小汽車的增加，其帶來的環(huán)境問題也越來越受到重視。使用不同燃料的小汽車在制造、使用、回收3個階段產(chǎn)生的排放物都會對環(huán)境造成一定程度的影響，不同燃料所產(chǎn)生的排放污染物的排放率也有所不同[2]。2006年，Wang等人運用國際車輛排放模型(IVE)對上海的機動車污染物排放進行了評估[3]。2007年，Cai和Xie等人使用COPERT III (Computer Program to Calculate Emissions from Road Transport)模型評估了上海市1980年至2005年的摩托車排放[4]。王領(lǐng)輝,徐達,李孟良等人則采取試驗的方法對使用不同動力公交車的污染物排放進行了比較分析[5]。

以上研究中缺乏從全局角度出發(fā)對小汽車與其他交通方式的排放污染及其排放率進行綜合比較。而這種比較能更加深入了解不同交通方式之間污染程度的差異，有利于小汽車環(huán)境保護政策和措施的制定。

1 數(shù)據(jù)與分析

1.1 小汽車

1.1.1小汽車污染

小汽車使用過程中對環(huán)境的污染主要分為三種。第一種是尾氣污染，指汽車排氣管排出的廢氣，廢氣中含有150～200種不同的化合物，最具代表性的有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、微粒及鉛化合物等[6]。第二種是燃油的蒸發(fā)污染，主要指小汽車的汽油蒸發(fā)，汽油是一種揮發(fā)性極強的物質(zhì)，揮發(fā)物中含有對人體有害物質(zhì)。第三種是曲軸箱污染，指發(fā)動機曲軸箱內(nèi)，從發(fā)動機活動塞環(huán)切口泄露出來的未完全燃燒的可燃性氣體，含有CO等對人體有害的成分。這幾種污染物都來自汽車初始排放，被稱為汽車一次污染物。汽車尾氣的二次污染物是光化學(xué)煙霧，光化學(xué)煙霧是汽車尾氣排放污染最嚴重的二次污染物。

研究表明，汽車排放已成為空氣中一氧化碳等污染物的主要來源。在北京、上海等特大型城市，汽車排放所占比例已超過50%，汽車已成為城市空氣污染第一大污染源[7]。2005年歐洲航天局公布的衛(wèi)星圖像顯示，北京及與之毗鄰的東北地區(qū)二氧化氮污染較嚴重，這些二氧化氮主要來自幾乎未經(jīng)過濾的汽車尾氣。雖然北京市自1998年開始分階段治理大氣污染，并取得一些成效。但是，北京市近幾年NOx濃度穩(wěn)步上升的趨勢非常明顯。據(jù)統(tǒng)計，中國的NOx水平最近10年上升了50%[7]。

1.1.2小汽車排放物對人體健康的影響

大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項目失敗率高很大程度上與未能較好落地發(fā)展有關(guān)，甚至不少參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲獎的項目也未能真正走向創(chuàng)業(yè)發(fā)展的道路。通過調(diào)研分析，導(dǎo)致原因主要有資金問題、團隊問題、創(chuàng)業(yè)者心理問題、項目本身問題、缺乏創(chuàng)業(yè)過程指導(dǎo)、市場原因等。因此，為更好地促進大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項目落地發(fā)展，需要為大學(xué)生創(chuàng)客提供優(yōu)秀的創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師團隊；在資金扶持方面，充分做好政府政策宣傳、利用好地方政府關(guān)于大學(xué)生創(chuàng)業(yè)資金扶持政策，通過創(chuàng)業(yè)大賽、路演、網(wǎng)絡(luò)宣傳等手段，展示創(chuàng)新產(chǎn)品，吸引企業(yè)、行業(yè)協(xié)會參；通過優(yōu)秀的創(chuàng)業(yè)團隊指導(dǎo)，為大學(xué)生創(chuàng)業(yè)提供創(chuàng)業(yè)項目指導(dǎo)、跟蹤服務(wù)等，為大學(xué)生創(chuàng)業(yè)既要“送上馬”，更要“扶一程”。

新的研究發(fā)現(xiàn)，汽車尾氣可能損害人體DNA。臺灣科學(xué)家對當?shù)剀嚵髁孔畲蟮母咚俟肥召M站的部分女性工作人員進行了調(diào)查，結(jié)果顯示與辦公室的女性工作人員相比，她們的DNA破損程度相對較高。共有47名收費站女性工作人員和27名女性辦公室工作人員接受了調(diào)查。收費站女性工作人員每天三班制工作，每班8個小時。研究人員測量了這些志愿者體內(nèi)的某種化學(xué)物質(zhì)含量水平和體內(nèi)NO的含量。這種化學(xué)物質(zhì)是DNA破損的指示器，NO是與汽車尾氣相關(guān)的有害氧化物。調(diào)查結(jié)果顯示，收費站的工作人員的化學(xué)物質(zhì)比辦公室人員高出90%，NO含量也平均高了30%[8]。

汽車尾氣還可能導(dǎo)致鉛中毒。陜西省婦幼保健院曾對前往就診的1000余名0～6歲兒童進行鉛中毒免費篩查，結(jié)果顯示西安市城區(qū)23.57%兒童血鉛水平超標，而在這1000名兒童中，家在城區(qū)的鉛中毒情況最為嚴重。通過綜合分析，導(dǎo)致鉛中毒最重要的因素之一為汽車尾氣污染[6]。

1.1.3小汽車每公里排放率

中國的小汽車通常使用的是石油基燃料，比較常見的有90號無鉛汽油、93號無鉛汽油以及97號無鉛汽油。隨著新能源的開發(fā)利用，液化石油氣(LPG)、液化天然氣(LNG)也逐漸成為小汽車的燃料，部分城市開始試用車用乙醇汽油。表1中給出的數(shù)據(jù)來自于中國國內(nèi)有關(guān)桑塔納2000的研究分析[2]，給出了相同條件下90號無鉛汽油、液化石油氣(LPG)、液化天然氣(LNG)、車用乙醇汽油四種燃料的排放率。本文在對各種交通方式排放率進行比較時，采用的是使用90號無鉛汽油的小汽車的每公里排放率數(shù)據(jù)。

表1 小汽車每公里排放率 g/km

1.2 摩托車

1.2.1摩托車污染

中國目前摩托車年生產(chǎn)量占世界摩托車總產(chǎn)量的一半以上，對環(huán)境造成的污染也比較嚴重。自2005年開始，中國開始實施歐洲Ⅱ排放標準，對于改善環(huán)境質(zhì)量有良好的推動作用。中國目前使用的摩托車有兩種類型：二沖程發(fā)動機摩托車和四沖程發(fā)動機摩托車。大部分使用的是單缸發(fā)動機,超過85%的摩托車為四沖程發(fā)動機，其余少部分為二沖程發(fā)動機。

二沖程發(fā)動機摩托車的主要污染物是HC、CO和呈白煙狀的顆粒物。由于發(fā)動機工作原理不同，二沖程發(fā)動機污染物排放比四沖程發(fā)動機嚴重。

四沖程發(fā)動機摩托車的主要污染物是HC、CO和NOx。其中HC和CO是由于空氣和燃油混合不完全燃燒所引起的。

1.2.2摩托車每公里排放率

二沖程發(fā)動機與四沖程發(fā)動機各有優(yōu)缺點，由于發(fā)動機工作原理不同，相同排量情況下，前者功率要比后者大，但是污染相對后者嚴重。表2顯示的是四沖程發(fā)動機摩托車和二沖程發(fā)動機摩托車的排放率[9]，從中可以看出兩者的差別。中國二沖程發(fā)動機摩托車擁有量近年來呈下降趨勢，四沖程發(fā)動機摩托車占據(jù)絕大部分市場，因此，本文在對各種交通方式進行比較時采用的是四沖程發(fā)動機摩托車的每公里排放率數(shù)據(jù)。

表2 摩托車每公里排放率 g/km

1.3 公交車

1.3.1公交車污染

公交車日行駛里程較多，排放污染總量較大，其最為嚴重的排放污染物主要有CO、NOx和HC。中國大部分地區(qū)的公交車發(fā)動機動力為傳統(tǒng)動力，即柴油機動力，部分地區(qū)(如北京)開始試用混合動力(即燃油電力混合)公交車。廢氣的排放與燃料效率、汽車動力、運行模式以及燃料品質(zhì)有很大關(guān)系，正因為如此，大部分公交車的排放率有所不同。

1.3.2公交車每公里排放率

混合動力公交車污染物的每公里排放率比柴油動力公交車要小，這是因為前者的發(fā)動機采用的是電力與燃油共同驅(qū)動，不會出現(xiàn)發(fā)動機超負荷運轉(zhuǎn)的情況，性能比后者優(yōu)越，工作效率也比較高。表3中比較了中國柴油動力公交車和混合動力公交車的每公里排放率[5]。由于目前中國國內(nèi)公交車大多采用柴油動力，因此本文在對各種交通方式進行比較時采用的是柴油動力公交車的每公里排放率數(shù)據(jù)。

表3 公交車每公里排放率 g/km

2 比較分析

2.1 使用壽命期內(nèi)總排放量的比較

由于使用的燃料以及使用壽命不同，小汽車、摩托車、公交車的總排放量也各不相同。公交車使用的燃料較多，空氣污染也比較嚴重，要比小汽車、摩托車等交通工具大很多，但是公交車能承載更多的乘客且出行里程較長。

不同交通方式在使用壽命期內(nèi)的總排放量可按式(1)計算：

Wi,j=(ER)i,j×(UL)i·αi

(1)

式中，Wi,j為第i種交通方式第j類排放物的總排放量(g)；(ER)i,j為第i種交通方式第j類排放物的每公里排放率(g/km)；(UL)i為第i種交通方式的使用壽命(km)；αi為第i種交通方式使用壽命期內(nèi)總排放量的修正系數(shù)。

根據(jù)表1～3，由式(1)可得不同交通方式使用壽命期內(nèi)總的排放量，如表4所示。

表4 使用壽命期總排放量 kg

由表4可知，小汽車在使用壽命期內(nèi)總的排放量比公交車要小很多，相差幾倍甚至幾十倍，這是因為小汽車的使用壽命(km)以及實際平均載客數(shù)比公交車小很多，從而導(dǎo)致公交車總的排放物多于小汽車總的排放物；與此同時，小汽車CO2、NOx總排放量比摩托車大，這是因為摩托車的使用壽命在三者中最小，只有60000 km，從而導(dǎo)致摩托車總的排放量比小汽車小。

2.2 每乘客公里排放率的比較

由于實際平均載客人數(shù)和使用壽命不同，小汽車、摩托車和公交車的每乘客公里排放率也有所不同。小汽車和摩托車污染物總的排放量比公交車小，但是公交車實際平均載客人數(shù)和使用壽命均比小汽車和摩托車要大。

不同交通方式的每乘客公里排放率可按式(2)計算:

(2)

式中，Ui,j為第i種交通方式第j類排放物的每乘客公里排放率(g/pax-km)；(ER)i,j為第i種交通方式第j類排放物的每公里排放率(g/km)；(NP)i為第i種交通方式的實際平均載客人數(shù)(pax)；βi為第i種交通方式每乘客公里排放率的修正系數(shù)。

小汽車的額定載客人數(shù)為4人(桑塔納2000)，實際平均載客人數(shù)為1.73人[10]；公交車額定載客人數(shù)為95人(金龍XMQ6123G)，滿載率為66.7%[11]，實際平均載客人數(shù)為63.3人；摩托車額定載客人數(shù)為2人，實際平均載客人數(shù)為1.1人[10]；小汽車的使用壽命為300000 km[12]，公交車的使用壽命為1000000 km[12]，摩托車的使用壽命為60000 km[12]。根據(jù)表1～3，由式(2)可得不同交通方式每乘客公里排放率，如表5所示。

表5不同交通方式每乘客公里排放率g/pax-km

由表5可知，小汽車CO2、CO、HC和NOx的每乘客公里排放率要高于公交車，分別是公交車的5倍、6.8倍、32.2倍和1.7倍，這是因為公交車的實際平均載客人數(shù)和使用壽命(km)高于小汽車，分別是小汽車的57.5倍和3.3倍；在四種排放物中，HC數(shù)值相差較大，這是因為公交車本身HC排放量較少，占污染物總排放量的比例很小，幾乎可以忽略；另外，小汽車CO2和NOx的每乘客公里排放率與摩托車基本相當，而CO和HC的每乘客公里排放率比摩托車小很多。

3 結(jié) 語

小汽車對環(huán)境的污染主要是從排氣管排出的廢氣污染，其中污染最嚴重的是光化學(xué)煙霧。根據(jù)不同交通方式的比較可知，小汽車每公里排放率介于公交車和摩托車之間；每乘客公里排放率比公交車要高，CO2和NOx的每乘客公里排放率比摩托車高；而在使用壽命期內(nèi)的總排放量比公交車要低得多，CO2、NOx總的排放量遠高于摩托車，CO、HC則與摩托車相當。

事實上，運用一些技術(shù)手段對小汽車的燃油和發(fā)動機進行改善，可以一定程度上減少小汽車的尾氣排放污染，比如，摻入添加劑，改變?nèi)剂铣煞帧Ｆ椭袚饺?5%以下的甲醛燃料，或者采用含10%水分的水-汽油燃料，都能在一定程度上減少或者消除CO、NOx、HC和PM的污染效果[6]。對于發(fā)動機而言，改善噴油器的質(zhì)量，控制燃燒條件。調(diào)整噴油泵的噴油量，可以降低發(fā)動機功率，使霧化的燃料能與氧氣充分混合完全燃燒。或者，采用催化劑，使CO氧化成CO2，HC氧化成CO2和H2O，NOx還原成N2。

自1998年以來，中國開始對部分大中城市進行尾氣治理，經(jīng)過十幾年的不斷努力，目前小汽車廢氣排放已經(jīng)有了很大改善，但是與發(fā)達國家相比，還有較大的差距，要走的路還很長。如果中國堅持實施小汽車環(huán)境保護的政策和措施，相信在不久的將來，中國交通環(huán)境將會煥然一新。

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