我国汽车尾气排放控制现状与对策
法与控制NOx排放量相矛盾;其二就是控制火焰领域内的混合气浓度,避免过浓状态。为此,对预混合火焰需要供给充分的氧气;而对扩散火焰,需要促进混合气的形成。因此,控制碳烟最基本的原理就是如何控制火焰领域内的混合气浓度。为此,需要组织燃烧室内的气流运动,促进紊流混合,同时促进喷雾的微粒化。具体措施有:提高喷射速率,或进行高压喷射,由此促进喷雾的微粒化,这有利于控制燃烧初期的局部混合气浓度和燃烧中后期的紊流扩散火焰,是改善混合气的有效方法;此外,改进燃烧室结构,有效组织燃烧室内的气流运动,特别是保证燃烧室内一定的涡流强度,是一种促进扩散燃烧和碳烟氧化的很有效的措施。
除了上述主要有害污染物之外,汽车尾气污染物还要SO2、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。
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第2章 我国汽车尾气的排放要求
2.1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整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。2005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2007年7月1日起在全国实施, IV号标准于2010年7月1日起实施。
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。
2.2我国尾气排放状况
从1994年到2003年的十年间,我国私人汽车总量增长了近6倍。1994年汽车保有量940万辆,私人汽车保有量205万辆;2003年民用汽车保有量约2400万辆,其中私人汽车保有量1200万辆。而今已达5000万辆,而北京私家车数量截止到2006年11月7日,北京市机动车辆已达282万辆,其中197万辆为小轿车,私家车数量为156万辆。汽车作为现代化交通工具,给予了人们的生产与生活带来十分方便的同时,可是它的尾气排放物,给大气环境造成严重污染。
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我国某城市对该市的机动车辆尾气污染程度作了如下初步调查:该市目前拥有机动车辆13万辆,并以年增率15%的速度增加。机动车年排放一氧化碳4.4万吨,相当于该市工业企业一氧化碳排放量的46倍。市区主要交通道路中心点一氧化碳超标2倍以上的达65%,在车流量高峰之际,有的监测点一氧化碳浓度高达每立方米70mg,超标6倍。在车流量比较集中的火车站,氮氧化合物测点平均值为每立方米0.059mg,超标准0.18倍。因此,汽车尾气污染日趋严重,现代城市大气污染主要来源于汽车尾气。有资料表明,我国各大中型城市汽车尾气排放物造成空气污染占到50%左右,且对在用车检测结果来看,尾气排放不合格的车辆占被检测车的50—60%。那么汽车尾气排放物中这些有害物质是如何形成,又有何危害呢?
2.3我国汽车污染现状
汽车已成为城市大气污染中最重要的污染源,而且其贡献率远远超过其他污染源。与工业污染排放相比较,汽车尾气污染排放的人体吸入比例更高。 随着我国汽车保有量的迅速增长,汽车污染也日趋严重。早在“九五”期间,对几个重点城市汽车污染的调查就显示,汽车已成为城市大气中最重要的污染源,而且其贡献率远远超过其他污染源(如表2.3)。
表2.3 我国重要城市的污染调查表
CO 城市 名称 排放量分担率(万吨(%) /年) 天津 长春 哈尔滨 西安 乌鲁木齐 成都 67.74 8.3 5.26 29.23 10.05 8.58 83 72 86.1 98.6 88.73 97.96 NOx 排放量分担率(万吨(%) /年) 20.31 1.31 1.22 9.41 2.07 0.70 55 25.4 24.1 69.7 48.5 57.02 (万吨排放量HC 分担率保有量 汽车 (%) /年) 12.58 1.27 1.4 - - - 81 75.5 82.8 - - - 43.4083 16.0231 19.8 15 11.8 -
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研究结果还表明,汽车的浓度分担率高于排放分担率。由于汽车是近地面排放,在街道环境中不易扩散,易造成道路沿线的污染,直接形成较高污染物浓度的大气污染。而工业污染源排放一般为高空排放,在高空中易于扩散稀释。与工业污染排放相比较,汽车尾气污染排放的人体吸入比例更高。
根据北京2003年的相关数据,计算得到汽车排放中一氧化碳、氮氧化物、一次可吸入颗粒物的人体吸入比例。一氧化碳的人体吸入比例(10-6)为106,氮氧化物的人体吸入比例(10-6)为35.5,一次可吸入颗粒物的人体吸入比例(10-6)为81.5。进一步的研究表明,汽车尾气排放污染物的人体吸入比例大约是相应电厂污染物人体吸入比例的10倍。 有关近几年汽车污染现状的研究结果尚未公布,但从飞速增长的汽车保有量即可断定:情况要比前些年更加严重。
2.4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,如果车与油不相配,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。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
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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。截止目前,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,但是这种油价格不仅高,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。
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