西安市機動車尾氣污染現狀及防治對策*

鄭治中 狄育慧

(西安工程大學， 西安 710048)

西安市機動車尾氣污染現狀及防治對策*

鄭治中 狄育慧

(西安工程大學， 西安 710048)

文章介紹了機動車主要污染物及其危害，根據近年來西安市機動車的保有量變化情況，對現有數據線性回歸可以預測到2015年機動車保有量約為222萬輛，運用數學統計的方法計算出2008-2015年機動車尾氣中CO、HC、NOx的排放量，據此提出今后西安市防治尾氣污染的對策和建議。

機動車保有量；尾氣危害；防治對策

近年來，隨著西安市經濟建設和城鎮化進程的迅速發展，機動車保有量也快速增加，機動車尾氣排放污染物已成為大氣環境污染的主要來源之一。根據環保部門的監測統計結果，西安市中心區域道路的HC、CO和NOx濃度呈逐年上升趨勢，并且有研究表明交通區內污染物的濃度明顯高于工業區、居住區、商業區、風景區等[1]。西安市的環境污染類型已經由傳統的煤煙型污染轉變為煤煙與機動車尾氣混合型污染，為改善城市環境空氣質量和居民生活環境，需盡快采取有效措施控制和降低機動車尾氣污染物的排放量。

1 機動車主要污染物及其危害

機動車排放的污染物種類很多，據統計大約100多種，其中除空氣中的氮和氧以及燃燒產物二氧化碳、水蒸氣為無害成分外，其余均為有害成分，主要有：一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、二氧化硫、顆粒物和鉛等。

1.1 機動車尾氣對人體的危害

汽車尾氣中的有害氣體和顆粒物不僅對人體呼吸系統有傷害，導致呼吸系統免疫力下降，慢性氣管炎、哮喘等發病率升高，肺功能下降，而且對免疫系統和生殖系統產生一定的危害，使機體對其他疾病的抵抗力降低[2]。其中，一氧化碳是尾氣中有害物質濃度最高的成分，發達城市大氣中一氧化碳大部分來自機動車尾氣，它進入人體后極易與血紅蛋白結合生成碳氧血紅蛋白，造成心臟、頭腦缺氧，嚴重者會造成人體死亡。機動車直接排放的碳氫化合物中大多數對人體毒性并不明顯，只有少數對人的呼吸道有刺激性。氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮，當氮氧化合物被吸入肺部后能形成亞硝酸和硝酸,對肺組織產生強烈的刺激和傷害,以致引起肺部病變。二氧化硫雖然對人體傷害明顯，但是機動車的排放量比較小，對人體危害不大。顆粒物吸入人體后，不但易引發呼吸道、肺部疾病， 顆粒物所攜帶的多種致癌物還可引發癌癥，鉛被人體逐漸吸收、蓄積，將引發血壓的增高及心血管系統疾病，影響腎、肝及神經系統[3]。研究表明，出租車司機、交通警察與普通人相比，在考慮一些其他對身體狀況影響因素外，他們患呼吸疾病的幾率高出正常人,而且肺功能偏低[4]。

1.2 機動車尾氣對環境的危害

氮氧化物與空氣中的水分和其他物質反應形成酸雨、酸霧等，腐蝕建筑物、金屬物品和名勝古跡等。酸雨匯入到河流、湖泊中，對海洋生物的生存產生威脅。機動車尾氣排放的氮氧化物與碳氫化合物經過太陽光強烈紫外線照射后，產生一系列化學反應，形成光化學煙霧，導致空氣質量降低，能見度下降。楊新興等[5]計算大氣能見度與顆粒物物理性質的關系，得出污染空氣中的能見度通常只有10 km，甚至更低。

葉中進[6]通過對住宅、山林和公路周圍土壤中鉛含量的監測分析，得知汽車尾氣中的鉛確實對土壤環境，特別是公路周圍的土壤有著明顯的影響，在距離車流量較大的公路100 m以內的土壤中的鉛含量已達中污染程度，不適宜居住和耕作。

當大氣中二氧化硫、氮氧化物含量到一定濃度時，植物的光合作用會受到抑制，進而葉片退綠、枯萎、脫落[7]。光化學煙霧成分會破壞植物細胞膜，影響植物細胞內正常的氧化還原反應，改變植物細胞內呼吸作用的途徑，嚴重時植物葉片會出現壞死的斑點。

2 西安市機動車保有量及尾氣排放預測

2.1 西安市機動車保有量預測

根據有關部門統計，西安市2012年機動車保有量達到1 633 257輛，其中汽車1 380 125輛[8]。2008—2012年載客汽車和載貨汽車分別以年均增長率21.27%和16.66%的速度增長，而摩托車保有量則趨于穩定，變化幅度不大。

對西安市2008—2012年機動車保有量(Y1)、汽車保有量(Y2)和年份(X)進行線性回歸，得到如下方程式：

Y1=194 938X-390 580 884

(1)

Y2=1988 85X-398 785 687

(2)

式(1)和(2)中的線性相關系數分別是R2=0.995 1和R2=0.997 4，呈明顯的線性增長趨勢，通過線性回歸方程可以預測2013年和2014年西安市機動車保有量為183萬輛和202萬輛，汽車保有量分別為157萬輛和177萬輛，而2014年7月份新聞報道：“西安市公安局交通警察支隊在車管所為西安市第200萬輛機動車舉行掛牌儀式，并為車主頒發了紀念證書，這標志著西安市機動車保有量突破200萬”，可以看出根據式(1)預測的機動車保有量基本與實際機動車保有量相同，所以可以用式(1)和(2)預測到2015年西安市機動車保有量約為222萬輛，汽車保有量為197萬輛。

截止2012年底西安市人口有795.98萬，年內平均每天創造的汽車有1484輛，而2008年只有734輛，年均增長率為25.54%，與人口年均增長率0.77%相比，是人口增長率的幾十倍。西安市2012年城鎮居民家庭人均可支配收入為29 982元，其中用于交通支出為2 185元，占總收入的7.29%，城鎮居民家庭每百戶年末汽車擁有量為24.3輛，是2008年4輛的6倍多，可見人們生活水平的提高、收入的增加，為居民買車提供了經濟基礎，另外，隨著汽車行業的飛速發展，汽車價格普遍較低，通過私家車數量的增長速度可以發現汽車逐漸成為家庭消費的主流產品。根據調查“西安市民出行方式的選擇”，結果表明市民選擇私家車的比例最高，為30.1%,其次是公交車和出租車，只有15.1%的人愿意選擇綠色環保的自行車出行，這表明人們對以汽車作為出行工具存在偏好，在同樣交通擁堵的情況下，人們更樂意選擇小汽車出行，只是由于經濟原因而選擇公交[9]?？傊?，各種社會經濟因素、有利條件及人們對生活追求享受等使得西安市對機動車的需求加大。

2.2 西安市機動車尾氣排放量計算及預測

影響機動車污染物排放量的因素包括排放因子、車流量、道路長度、行駛速度、行駛里程等，有多種計算方法，本文按照HJ/T 180—2005《城市機動車排放空氣污染測算方法》提供的公式(3)和(4)計算得到西安市機動車污染物排放清單和排放總量。

EQjw=Pj×Mj×Efjw×10-6

(3)

(4)

式中：n—車輛類型總數；

J—車輛類型；

w—污染物類型；

EQw—所有類型車輛，第w種污染物的年排放量，t/a；

EQjw—第j類車型，第w種污染物的年排放量，t/a；

Pj—第j類型車輛的保有量，輛；

Mj—第j類型車輛的年均行駛里程，km/a；

Efjw—第j類型車輛，第w種污染物的排放因子，g/km。

根據公式(3)和(4)可計算出西安市2008—2012年西安市各種尾氣污染物排放量和總量及預測2013—2015年尾氣污染物排放量如表1～4所示，其中各車型的年均行駛里程及各種污染物的排放因子見參考文獻[10]、[11]、[12]。

表1 西安市各年度機動車污染物HC排放量清單 104t

表2 西安市各年度機動車污染物CO排放量清單 104t

表2(續)

表3 西安市各年度機動車污染物NOx排放量清單 104t

表4 西安市各年度機動車污染物排放總量

根據上表中數據可得到機動車各種污染物排放量增長趨勢及排放總量增長趨勢如圖1所示。由表4數據和圖1可以看出西安市機動車排放的3種污染物及排放總量都是呈線性增長趨勢，其中每年CO的排放量占污染物排放總量的80%以上。分析表1、2和3中數據，發現各年度西安市機動車3種污染物排放量來源中，載客汽車排放的污染物數量最大，其次是摩托車，這與他們保有量基本成正比，可見控制載客汽車和摩托車保有量對于減少機動車污染物排放具有重要意義。

圖1 2008—2015年西安市機動車污染物排放量變化趨勢

3 西安市機動車排放防治對策及建議

針對西安市大氣環境污染嚴重、機動車保有量日趨上升的現狀，有關部門已經作出了相應的對策，制定并頒布《西安市機動車排氣污染防治條例》，主要內容包括：執行新車污染物排放標準和環保達標車型目錄；推廣使用優質車用燃料和其它清潔能源；加強城市公共交通運輸及道路客運車輛的管理；嚴格黑煙車輛禁行和老舊車輛淘汰報廢；實行在用車環保分類合格標志管理和機動車排氣污染綜合信息管理；實施機動車排氣污染社會監督和超標車輛強制維護；強化機動車排氣污染定期檢測和路(抽)檢執法檢查等內容。同時，對機動車排氣污染防治的主管部門、相關管理部門的職能和責任進行了規定[13]。另外，還啟動了機動車排氣污染遙感檢測；加大對無標車和黃標車違反限行規定的查處力度；執行國家第四階段機動車污染物排放的標準；氮氧化物也被列入尾氣檢測；實施機動車環保分類合格標志管理等；地鐵1號、2號線的建成和正在建設的3號、4號線為西安市緩解了巨大的交通壓力。

大部分學者認為防治尾氣污染應該加大發展清潔新能源汽車，改用汽車燃油并從技術、工藝、結構、原理和設計方面改進汽車發動機的運行狀況，使出廠的汽車尾氣排放達標，還應該大力研制汽車尾氣凈化處理裝置，通過實施檢測維修制度和舊車淘汰制度加大對在用車的管理制度，如果達不到標準，實施處罰，強制尾氣達標。城市環保部門、交通管理部門應該加強合作，對進入城市機動車輛進行監測，控制外來車輛的尾氣排放，加強城市規劃和道路建設與管理。大力發展公共交通，減少私人車輛的使用和城市交通擁堵現象，進而減少污染物排放。大力宣傳環保知識，增強公眾環保意識，使人們認識到環保的重要性，從而選擇綠色環保的出行方式[14]。曲凌夫[15]還提出：應該開征汽車污染稅來限制大排量的汽車的數量，使消費者在購車時，注重環保因素，也可使汽車制造企業更重視環保技術；加強城市生態園林建設，加快種植能高效吸附、吸收粉塵和有害氣體的樹種，增強對空氣的凈化功能。

雖然西安市一直努力控制機動車尾氣排放，并取得了一定效果，但污染問題還是比較嚴重，為了更好的改善生活環境，減少汽車尾氣的危害，建議采取以下措施：

(1) 積極推動收費自動化。收費自動化系統就是通過一些先進的技術完成汽車與收費站的無線通信，進行車輛識別和收費數據交換，實現不停車自動收費，這樣不僅可以降低因收費而造成的交通擁堵和環境污染，而且還可以提高燃料的利用率。

(2) 提高城市綠化覆蓋率。汽車排放尾氣中鉛污染范圍主要在道路兩側100 m以內， 在100 m以外幾乎無明顯影響。當綠化覆蓋率達到10%和40%時，空氣中SO2、TSP和苯并芘3種污染物的凈化率分別是20%、15.7%、23.6%和80%、62.8%、94.5%[16]。有些植物可以吸收、吸附有害氣體和粉塵，起到凈化空氣的作用。綠化覆蓋率達到40%以上的城市，空氣質量明顯優于綠化率為10%的城市。鑒于西安市道路兩旁大部分已進行綠化，可以對道路兩旁的建筑物應用垂直綠化、屋頂綠化等技術，盡可能提高綠化率。此外，馬樹華等[17]通過研究汽車尾氣對五角槭、山荊子、山梨和茶條槭4樹種葉綠素熒光參數的影響，表明茶條槭更適合于尾氣污染嚴重區(如交通干線等)栽培，而五角槭、山梨和山荊子則適合于輕污染區(如小區、公園等)栽培。

(3) 增強環保意識、遵守交通規則。有時候交通擁堵并不是因為車流量大，而是行人不遵守交通規則，造成汽車為避讓行人減速或停車等待，還有些司機搶道、強行超車，最終不成功，卡在中間造成混亂。所以，遵守交通規則既可確保安全又為減少污染物排放做貢獻。通過電視、廣播等媒體宣傳教育，加強全民環保意識，盡量選擇乘坐公交車或者騎自行車，低碳環保出行，不僅可以減少污染，還可以避免擁堵節省時間。

(4) 適當控制城市內機動車數量。減少機動車數量是最直接的控制污染物排放的手段，加大對黃標車和無標車違反限行規定的懲罰力度，建立黃標車淘汰的經濟激勵機制。西安市是文化古都、旅游勝地，節假日會有外地游客乘車來游玩，可以通過限號來限制外來車輛進入市內，平時出行高峰期也通過限號來控制城市內行駛車輛，進而降低污染物排放。

4 結語

機動車一方面改變著交通和運輸的方式，使人們的生活更加便捷和舒適，而另一方面機動車尾氣的排放嚴重污染城市空氣環境，帶來城市熱島、產生光化學煙霧等一系列環境問題，并且有害氣體損害呼吸系統，威脅人們的身體健康。通過對西安市機動車保有量現狀的調查和預測，到2015年，西安市機動車保有量約為222萬輛，尾氣排放量約為104萬t，機動車尾氣將成為西安市目前和未來大氣污染物的重要來源之一，所以防制機動車尾氣污染對保護我們的生活環境、營造良好的生存空間，提高城市空氣質量具有深遠的意義。然而，防治和減少汽車尾氣污染物的排放是一個復雜的技術問題和廣泛的社會問題，需要從技術改革、行政管理、法律法規、城市建設、道德教育等諸多方面綜合考慮,選擇合適的防制對策,走綜合、全面的治理道路。

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The present Situation and control measures of motor vehicles exhaust pollution in Xi'an

Zheng Zhizhong, Di Yuhui

(Xi'an Polytechnic University, Xi'an 710048, China)

this paper attempts to introduce the number of motor vehicles in recent years in Xi'an, through the linear analysis of existing data, we can predict that the number of motor vehicles is about 2.22 million in 2015 and calculate the CO, HC, NOx of the exhaust emission by the mathematical statistic methods. Taking Xi'an as an example, the present status of air quality and contamination of vehicle exhaust gas caused great harm to human being and environment, so we should realize the necessity of preventing the exhaust pollution. According to the existing prevention and control regulations of motor vehicle exhaust pollution and countermeasures proposed by some scholars, the paper conclude the countermeasures and suggestions of prevention and control regulations of motor vehicle exhaust pollution in the future of Xi'an.

possession of motor vehicles; exhaust pollution; prevention and control measures

* 陜西省科技攻關項目(項目編號：2013K11-31)；西安市城鄉建設資助項目(項目編號：SJW2014002)

2014-10-10；2014-10-30修回

鄭治中，男，1991年生，碩士研究生，研究方向：景觀格局與熱環境效應。E-mail：1078243326@qq.com

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