城市汽車尾氣排放對霧霾天氣的影響及其防治對策

張志偉 吳磊 蔡少卿

摘要：霧霾的持續與泛濫，不但是自然災害，而且是自然界對人類社會文明進程的一次警告。因生態環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城市汽車尾氣排放對霧霾天氣的影響及其防治對策來進行闡述。

關鍵詞：汽車尾氣排放；霧霾；防治

中圖分類號：S471文獻標識碼： A

1 引言

進入2013年以來，全國大部分地區幾乎每天都被一片厚重的陰霾所籠罩，這也使得“空氣質量”、“PM2.5”等詞成為新年的頻用詞匯。霧霾襲城，大霧籠罩下，汽車尾氣排放成為引發霧霾的罪魁禍首之一，一時間成為眾矢之的。因此，提高空氣質量，減少汽車尾氣排放成為當務之急。

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致，化學工廠、汽車尾氣增多、農作物燃燒、工業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的另一重要原因[1,2]。當前，許多城市的污染物排放已經瀕臨界限，對氣象條件要求十分敏感，環境空氣在較好的氣象條件下能達到標準，但是只要出現了不利的氣象因素，空氣質量和能見度會立刻下降，導致霧霾的發生。另外，除了城市自身所產生的廢氣（及顆粒物），還有一些周邊地區的廢氣（及顆粒物）順著大氣環流進入，導致了該城市的環境空氣污染問題更加嚴重。

隨著汽車工業的迅猛發展，以及各國（尤其是中國）汽車保有量的迅速增加，汽車在帶給人們生活快捷和方便的同時，也給人類帶來了許多嚴重的問題：如噪聲污染、有害氣體排放、大量固體廢物產生和交通事故等[3]。其中汽車排放的廢氣是一種流動分散污染源，它常常聚積在繁華地帶和居民集居的地方。現代化城市高層建筑物不斷涌現，使汽車排放的污染物不易稀釋擴散，造成局部地區汽車排放物濃度過高。由于汽車排放物的排放高度在地面附近，處于人們呼吸區域，嚴重污染人類生活空間及呼吸層的同時，還容易形成霧霾層。

2.2氣象原因

氣象環境是進一步促進霧霾天氣出現的另一重要原因，依照國家氣候中心的氣候評定分析指出，秋冬季節是霧霾天氣出現的主要季節，此時的氣象條件是造成最近霧霾天氣頻發的主要原因。九月份開始，出現在我國中東部地區的冷空氣較少，且強度不大，地面風速較小，有助于水汽在大氣地層積累，給霧霾天氣的形成創造了有利環境條件。同時，青藏高原南邊暖濕空氣強度較強，從而導致了來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將豐富的水汽運送到我國中東地區，從而引起了這些地方空氣濕度大，另外也促進了地層逆溫的產生，給霧霾天氣的出現提供了有利條件。

眾多城市的高建筑物不斷涌現，引起了風流在經過市區時被強有力地阻礙下來并出現了摩擦，從而降低了風力，往往產生微風或者靜風，從而不能促進懸浮顆粒的分解和消失，最后只能長期積累在城市中或者郊區附近。

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，對人類和生態系統會造成不同程度的危害，主要表現在以下幾個方面：一是霧霾天氣中的PM2.5比重較大，其顆粒物較小，比表面積相對較大，可吸附大量有毒、有害物質，這些物質隨PM2.5能輕易穿過鼻腔中的鼻纖毛，直接進入肺部，甚至滲進血液，從而引發包括心臟病、動脈硬化、肺部硬化、肺癌、哮喘等各種疾病，影響身體健康；二是霧霾通過對太陽光的吸收與散射，導致太陽輻射強度減弱與日照時數減少，從而影響植物的呼吸和光合作用，會造成農業減產、綠地生態系統生長受阻等；三是霧霾天氣使能見度降低，容易引起交通堵塞，發生交通事故。

3 汽車尾氣凈化處理的技術防治對策

3.1 機內凈化技術

機內凈化技術是通過改善發動機性能來減少有害物質的生成的量。近年來又開發了空氣離子化和燃油磁化改質的研究，促使燃油的充分燃燒。

3.1.1 提高燃料質量，開發清潔燃料

（1）在燃油中加入添加劑

在汽油中加入水，使水所占的比例達到10％，可以減少一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物及鉛塵的污染效果。

（2）使用合適的潤滑添加劑

在機油中添加一定比例的固體添加劑，就可以顯著加強發動機的汽缸密封性能，從而使燃料燃燒充分，有害氣體減少。

（3）采用新型燃料能源

在汽車上可以使用壓縮的天然氣體、新的配方汽油、太陽能、電力、生態燃料的蓄電池等為其提供動力，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，符合我國可再生能源發展和能源替代戰略。

3.1.2 廢氣再循環控制系統(EGR)

廢氣再循環技術是一項廣泛應用的技術。通過使一部分廢氣流回進氣管，降低了最高燃燒溫度，抑制NOx的生成 。但EGR率過大會造成燃燒惡化的現象，使燃油消耗率增大，HC排放量上升。電子控制廢氣再循環系統還可實現非線性控制，控制范圍和自由度大，更符合凈化的實際需要。

3.1.3、汽油機直噴技術(GDI)

汽油機直噴技術是把汽油直接噴到燃燒室內與空氣混合后燃燒，它同時具有汽油機和柴油機的優點。直噴技術達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，達到完全燃燒，有效降低未燃燒碳氫化合物的排放量。汽油機直噴技術還能增加發動機的壓縮比，提高發動機的熱效率，可節能30％以上。

3.2 機外凈化技術

機內凈化不能從根本上消除尾氣中的有害物質，還需要機外凈化共同協同處理。機外凈化是指在汽車尾氣排出氣缸進人大氣之前，通過發動機外凈化反應裝置，把CO，HC和NOx 轉化為無害物質的過程。絕大多數的汽車尾氣污染物是來自排放后的尾氣，因此機外凈化是控制汽車尾氣污染的快捷而有效的技術手段[4,5]。目前對它的研究主要集中在催化凈化轉化器上，而催化劑直接關系到催化凈化效果的好壞。因此，開發高效實用的催化劑在控制汽車尾氣排放中是至關重要的。下面給大家介紹幾種常見的催化劑。

3.2.1 貴金屬催化劑

銠、鈀、鉑是汽車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、熱穩定性好及機械強度大等優點，在催化劑市場上占有較大優勢。但是貴金屬催化劑受空燃比的影響大，且容易發生鉛、硫、磷中毒，高溫性能也不太好，且價格昂貴。因此，尋找新型催化材料又成為了新的任務。

3.2.2 光催化劑

光催化降解技術是通過利用具有光催化功能的光半導體材料（典型的是二氧化鈦）進行催化降解反應的技術。光催化氧化降解技術具有安全、長效、可再生等諸多優點，也漸漸受到人們的重視。不僅如此，它在汽車排放污染物的生態環境降解方面的作用也舉足輕重。對于汽車尾氣污染問題的治理，必須通過對汽車構造進行優化，使尾氣污染控制效率提升。同時設計汽車尾氣凈化處理系統，做好發動機結構的安裝及調試，也會改善尾氣污染控制效果。

4 結束語

隨著霧霾天氣的頻繁出現，汽車排放尾氣凈化技術的發展前景隨著人們環境保護意識的增強，汽車的各種這排放法規也在不斷嚴格化、規范化，對汽車尾氣的排放提出了更高的要求，同時也會使得汽車尾氣凈化處理技術更具有挑戰性和現實意義。

參考文獻：

[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]. 資源節約與環保,2013,10:146.

[3]魯選超.淺議我國城市汽車尾氣污染防治[A]. 中國法學會環境資源法學研究會（China Law S、ciety Ass、ciati、n 、f Envir、nment and Res、urces Law）、桂林電子科技大學.生態安全與環境風險防范法治建設——2011年全國環境資源法學研討會（年會）論文集（第三冊）[C].中國法學會環境資源法學研究會（China Law S、ciety Ass、ciati、n 、f Envir、nment and Res、urces Law）、桂林電子科技大學:,2011:4.

[4]付怡.我國汽車尾氣污染防治對策[J]. 北方經貿,1999,06:92-93.

[5]劉菊榮,宋紹富.汽車尾氣凈化技術及催化劑的發展[J]. 石油化工高等學校學報,2004,01:31-36.