汽车污染途径及控制措施

汽车污染途径及控制措施

目录

摘要

绪论

第1章汽车污染的主要途径

1.1汽车内部的污染

1.2汽车尾气污染的种类

1.3汽车噪声污染

第2章汽车污染的防控措施

2.1汽车内部污染的防治措施

2.2汽车排放污染物的防治措施

2.3汽车噪声的防治措施

第3章未来汽车行业的发展趋势

第4章总结

参考文献

摘要

文主要介绍机动车尾气排放的主要成分，排放污染对人类健康和环境的危害。并详细介绍汽车噪声和尾气中的一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、二氧化硫等有害物对环境及人类的危害。以及检测标准、方法，并简要介绍国内外降低气车排放污染的措施。

关键词：汽车尾气污染途径防治措施

绪论

随着社会的发展，人民生活水平的提高，汽车已成为人类必不可少的就交通工具，在人类社会中占据重要的作用。在20世纪对人类生活影响最大的莫过于汽车，发动机的轰鸣声伴随着人类征服了陆地上的每一个角落。在这一历史进程中，人们已经越来越离不开它，夸张点说，人类已经像需要水一样需要汽车。然而汽车的急剧增加，汽车尾气和噪音产生的危害也越来越严重，对生态环境平衡及人类身体健康都造成了一定的损害，主要表现在人体患病率增加以及光化学烟雾的产生。

第1章汽车污染的主要途径

汽车污染主要包括汽车尾气和汽车噪声的污染，汽车尾气是空气污染

的主要因素。我国城市大气污染中汽车尾气排放所占比例已超过百分

之七十，同时汽车噪声污染也影响到人类的日常生活，因此加强汽车

汽车排放和噪声的治理刻不容缓。

1.1汽车内部的污染

“私家车”作为突显个人生活品味，身份地位的象征品，车内的豪华装潢更满足了客户的虚荣，但其殊不知这里还有个严重性的问题存在——装潢过程中使用的化学制品，其中含有甲醛、苯、TVOC、氨等有害化学物质，以及汽车空调产生的霉菌都在危害着人类的身体健康。

相对而言发达国家对这个问题的研究较多。美国人把室内污染作为人类健康的五大危害之一。澳大利亚国家健康和医药委员会在考虑室内环境对健康的影响时，把“室内环境”定义为“一天内度过一小时以上的非工业的室内空间”，除了办公室、教室、购物中心、医院、家庭以外，其中也包括汽车。美国的国际技术评估中心的一篇文章，称车内污染可能是现代社会人体健康的最主要的威胁之一。

1.11汽车室内装饰潜藏的污染

汽车空气污染主要可分为以下三种污染源：

污染源一：车辆在生产时，内饰件要使用大量的塑料制品和黏合剂，这些都是产生车内环境污染的罪魁祸首。例如可以引起白血病的“苯”，就

来自于黏合用胶、人造革、漆面和皮革等，甲醛主要来源于坐椅套、车门衬板等针织品。

污染源二：发动机长时间用转之后，不但其产生的热量会增加车内污染物的挥发，而且它本身产生的胺、烟碱等物质也会对乘员的身体造成伤害。污染源三：很多消费者买车之后喜欢在车内摆放一些毛绒玩具、靠垫等装饰物，但如果这些饰物是劣质商品就会增加车内“甲醛”的释放源。一般来讲，车内装饰越多，产生车内空气污染的可能越大。另外，一些人喜欢在车内喷洒香水，很多香水是化学合成物，其本身就含有害物质，这样只会加重污染。车主在购买爱车后，不要随意对车内进行装饰，不要为了得到经销商提出的送装饰的优惠，就把劣质内饰等污染源引进车内，如果非要在车内摆放一些东西，要注意选择使用无污染或有害物质含量低的装饰品，以有效避免污染发生。

1.12汽车室内霉菌造成的污染

霉菌属于室内空气中的生疾病，如哮喘、痢疾等。夏季桑拿天天气闷热，潮湿，气压变低，霉菌孽生，成为夏季哮喘常见的原因。物性污染，是一种能够在温暖和潮湿环境中迅速繁殖的微生物，其中一些能够引起恶心、呕吐、腹痛等症状，严重的会导致呼吸道及肠道疾病，如哮喘、痢疾等。

1.2汽车尾气污染物的种类

近年来，机动车废弃排放已成为城市大气污染的重要来源之一。机动车废弃排放主要有油箱泄漏、燃料蒸发、和排气管排放三种方式，它们所放出的成分比较复杂，含有上千种化学物质，下面介绍几种主要污染物对

人体的影响以危害。

1.21汽车排放污染物的种类

汽车排放物中的化学超过200种，但主要污染物有：一氧化碳（CO）、氮氧化物、碳氢化合物（HC）、硫化物、微粒等。它们对环境的污染主要表现为产生温室效应，破坏臭氧层，产生酸雨、黑雨等现象。对人体的危害主要表现为造成各种疾病，严重损害呼吸系统，并且具有很强的致癌性：一氧化碳（CO）

一氧化碳（CO）是汽油、柴油等HC燃料跟空气燃烧的中间产物，主要是在发动机中局部缺氧或低温条件下，由于汽车燃料不完全燃烧而产生，混在内燃机废气中排出。当汽车负重过大、慢速行驶时或空挡运转时，燃料不能充分燃烧，废气中一氧化碳（CO）是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体，对空气的相对密度为0.9670，它的溶解度很小。一氧化碳（CO）在水中溶解度很低，但易溶于氨水。空气混合报账极限为12.5%—74%。一氧化碳（CO）是含碳物质不完全燃烧的产物，也可以作为燃料。

氮氧化物

氮氧化物是在高温下空气中的氮气与氧气反应形成的。在氧气充足的情况下，空中的氮将完全氧化，形成NO2:如果氧化不完全，将形成NO。柴油机的气缸内主要形成的是NO，生成量决定于3个可逆反应；N2和O在高温作用下产生N和NO；N和OH在高温作用下产生NO和H。

氮氧化物生产的3个条件是：燃烧室内有过剩的氧气、燃烧过程的高温和高温持续时间。

燃烧室内有过剩的氧气：由于柴油机混合气形成的特点，在燃烧室内局部总会存在有过量的氧气，这就给氮氧化物生成提供了一个条件。过剩的氧气量越多，形成氮氧化物数量增加的可能性越大。

燃烧过程的高温；由于柴油机压缩比较高，膨胀过程进行得很充分、使柴油机燃烧室内最高温度与最低温度差异很大。燃烧最高温度越高，生成的氮氧化物量也就越多。

高温持续时间：从化学的动力学来看，氮氧化物的生成速度和分解速度相对于内燃机燃烧过程持续时间来说是比较缓慢的，最高温度持续时间越长，生成氮氧化物数量越多。柴油机通常转速较低，最高温度持续时间较长，氮氧化物生成量较多。

氮氧化物

不论是汽油机在任何工况下运转，排气中总会含有一定数量的未燃氢化合物HC。主要成因是：（1）气缸激冷面。混合气燃烧是靠火焰传播进行的，当传到缸壁0.05~0.5mm那层气体不能燃烧，在1.0mm缝中也不能燃烧。（2）燃料不完全燃烧，混合气过浓过稀，残余气体稀释，使火焰传播不完全，甚至断火。例如在怠速、小负荷、过度工况的时候，此外点火系不好，充气温度低和充气量均匀性差，残余气体多。（3）气缸打扫过程。由于扫气作用，一部分可燃混合气不经汽缸就排到排气管。HC是既有未燃的燃料，也有燃料不完全燃烧的产物和部分被分解的产物，所以一切妨碍燃料燃烧的条件都是HC形成的原因。根据废气分析表明，排气中的HC成分十分复杂，除了饱和烃、不饱和烃和芳香烃外，还包括有部分中间氧化物如醛、酮、酸等。这是因为燃料的氧化过程是复杂的，不是直接

生成CO2和H2O，而是经过一连串的化学反应才生成的。从化学反应方面分析，在反映过程的不同阶段存在着不同的的中间产物，若这些中间产物进一步氧化的条件不适应，就可能出现部分氧化而使HC的排放量增加。由于它的生成原因较复杂，目前还很难通过燃烧反应试进行计算分析。汽油机的HC排放量远大于柴油机。汽油机向大气排放的HC主要是燃料不完全燃烧的产物由排气管排出55%—65%.

1.22汽车尾气对人体和环境的危害

一氧化碳（CO）对人体的危害：

一氧化碳中毒，即指人体在短时间内吸入过量一氧化碳所引起的中毒。一氧化碳，化学式CO，无色无味气体，为有机物氧化或燃烧的中间产物。CO极易与血液中的血红蛋白结合（结合能力为氧气的500倍），从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时候会危及性命。按中毒程度可分为三级：

（一）轻度中毒患者有剧烈的头痛、头晕、四肢无力、恶心、呕吐、嗜睡、意识模糊。原有冠心病的患者可出现心绞痛。血液浓度可高于10%。

（二）中度中毒患者昏迷，对疼痛刺激可有反应，瞳孔对光反射和角膜反射可迟钝，腱反射减弱，呼吸、血压和脉搏可有改变。经治疗可恢复且无明显并发症。血液浓度可高于30%。

（三）重度中毒深昏迷，各种反射消失。患者可呈去大脑皮质状态：患者可以睁眼，但无意识，不语，不动。不主动进食或大小便，呼之不应，推之不动，并有肌张力增强。常有脑水肿而伴有惊烦、呼

吸抑制。可有休克和严重的心肌损害，出现心律失常，偶可发生心肌梗塞。有时并发肺水肿，出现锥体系或锥体外系损害体征。皮肤可出现大水疱和红肿，多见于昏迷时肢体受压迫的部位。该部肌肉血液供给受压可导致压迫性肌肉坏死。坏死肌肉释放的肌球蛋白可引起肾功能衰竭。血液浓度可高于50%。

1.3汽车噪声污染

汽车噪声包括——发动机噪声、传动系统噪声、轮胎噪声和车身噪声。汽车噪声问题包括两个方面：车内噪声和车外噪声。前者影响车内乘客，后者影响车外环境。汽车噪声是城市交通噪声的根源，各国环境保护部门都很重视，制定了汽车噪声的容许标准，而且标准随时间逐渐修改提高，我国汽车噪声标准的代号为GB1496-79。汽车的噪声源有多种。这些噪声有些是被动产生的，有些是主动发生的（如人为按动喇叭）。但是主要来源只有两个方面，一个是发动机，另一个是轮胎，它们都是被动发生的，只要车子行驶就会产生噪声。发动机表面辐射噪声是主要的。发动机表面辐射噪声由燃烧噪声和机械噪声两大类构成，是发动机内部的燃烧及机械振动所产生的噪声。燃烧噪声是指气缸燃烧压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体等途径向外辐射产生的噪声，机械噪声是指活塞、齿轮、配气机构等运动件之间机械撞击产生的振动噪声。一般情况下，低转速时燃烧噪声占主导地位，高转速时机械噪声占主导地位。两者是密切相关，相互影响的。实践表明，减少振动是降低噪声的根本措施。增加发动机结构的刚度和阻尼，是减少表面振动的方法，从而达到降低噪声的目的。轮胎在路面滚动产生的噪声也是很大的。有关研究表明，在干燥路面上，当

汽车时速达到100公里时，轮胎噪声成为整车噪声的重要噪声源。而在湿路面上，即使车速低，轮胎噪声也会盖过其它噪声成为最主要的噪声源。轮胎噪声来自泵气效应和轮胎振动。所谓泵气效应是指，轮胎高速滚动时引起轮胎变形，使得轻胎花纹与路面之间的空气受压挤，随着轮胎滚动，空气又在轮胎离开接触面时被释放，这样连续的“压挤释放”，空气就迸发出噪声，而且车速越快噪声越大，车辆越重噪声越大。轮胎振动与轮胎的刚度和阻尼有关，刚度增大（例如轮胎帘布层数目增加），阻尼减少，轮胎的振动就会增大，噪声也就大了。要降低轮胎的噪声，胎面可采用多种花纹节距，采用高阻尼橡胶材料，调整好轮胎的负载平衡以减少自激振动等。

1.31噪声对人体的危害

噪声给人体带来的危害主要有以下几个方面：损坏听力、影响睡眠。在城市中，交通噪声约占各种声源的70%左右。长期生活在这样的噪音环境中，就会得“噪音病”。专家指出：“汽车对环保造成的最大危害之一是噪音污染，这一问题必须引起特殊关注。” 科学家认为，40分贝是正常的环境声音，在此以上就是有害的噪声。噪声长期干扰睡眠会造成失眠、疲劳无力、记忆力衰退，汽车噪声甚至导致产生神经衰弱症等。在高噪声环境里，这种病的发病率可达60%以上。噪声会损伤听力。人短期处于噪声环境时，即使离开噪声环境，耳朵也会发生短期的听力下降，但当回到安静环境时，经过较短的时间即可以恢复。一般情况下，85分贝以下的噪声不至于危害听觉，而85分贝以上则可能发生危险。

长期在噪声环境下工作，对神经功能也会造成障碍。实验证明，在噪声影响下，人脑电波可发生变化。噪声可引起大脑皮层兴奋和抑制的平衡，从而导致条件下反射的异常。有的患者会引起顽固性头痛、神经衰弱和脑神经机能不全等。症状表现与接触的噪声强度有很大关系。

第2章汽车污染的防控措施

随着我国社会的快速发展，人们的生活水平不断提高，各类机动车辆的使用数量在不断增加，这对我国的空气环境质量带来很大的影响，如何让人们即享受到经济发展后的交通便利，又能有效的降低汽车污染对环境的危害，越来越成为摆在我们面前的严峻问题，汽车污染的防治已经成为刻不容缓的全球性问题。

2.1汽车内部污染的防治措施

在驾驶新车的半年内，行驶时少用空调，经常开窗通风换气，以加强车内有害物质的释放；如果车主有自家车库，车停在车库时将车门打开通风；体弱者、儿童和有过敏性体质的人尽量避免在密封的条件下长时间驾驶和乘坐新车。妇女对苯、甲醛的吸入反映格外敏感，特别是妇女长期吸入苯会导致胎儿发育畸形和流产；如果车主自己驾驶新车一段时间以后发现有体症反应，比如发现熏眼睛、呼吸刺激甚至头晕的感觉，就应该进行一下车内空气质量检测，以尽快发现和清除车内污染源；如果经检测汽车室内污染物超标，应在专业人员的指导下使用汽车专用的消毒剂进行消毒。

2.2汽车排放污染物的防治措施

1.尾气催化净化

随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增加。在一些大城市汽车尾气对大气的污染已超过工业废气排污，汽车尾气也是造成光化学烟雾的最重要

污染源。60年代中至70年代初，美国、日本及欧洲一些国家先后对汽车排放标准做出规定，并先后开始安装尾气净化处理装置。我国的有关研究工作，始于70年代。为降低成本，我国对稀土、碱土及过渡族元素作了大量工作，并取得了一定成绩。国内外三十多年的发展实践证明，以改进发动机、改善汽油燃烧为主的机内净化，必须与机外的催化净化相结合，才是彻底治理汽车尾气污染的有效途径。而且后者更加重要。汽车尾气催化净化器，由催化组分、扩表涂层和载体三部分构成。其中催化组分又包括主催化剂、助催化剂和稳定剂。催化组分催化剂是对汽车尾气净化起关键作用的部分。可分为资金属催化剂、稀土复合氧化物催化剂、普通金属氧化物催化剂、助催化剂和稳定剂。

汽车尾气净化器采用薄壁堇青石质蜂窝陶瓷载体，表面涂覆贵金属和稀土元素，过度金属等覆合制成的催化剂，将汽车尾气中的CO，HC，NOX等有害成份，通过催化燃烧分解原理达到国家规定的排放标准。当汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的催化剂将增强CO、HC和NOX 三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下分解成水(H20)和二氧化碳；NOX还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。研制开发的三元催化净化器经国家权威机构检测性能及各项技术指标达到欧Ⅲ、欧Ⅳ排放标准。我国汽车数量越来越多，汽车尾气污染问题日益严重。

我国是稀土资源大国，一旦采用稀土的催化净化器投入生产，就会使催化器的价格大幅下降同时也为我国汽车工业迎接国际竞争提供了有利的条件。

2.废气再循环

废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2，而CO2不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了NOX 的生成量。

废气再循环(EGR)控制方式, 发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开，进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜室，膜片拉杆将EGR 阀门打开，排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，因NOX是在高温富氧的条件下生成的，故抑制了NOX的生成，从而降低了废气中的NOX的含量。但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的着火、性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。所以，当发动机在怠速、低速、小负荷及冷机时，ECU 控制废气不参与再循环，避免发动机性能受到影响；当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时，ECU控制少部分废气参与再循环，而且，参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同，以达到废气中的NOX最低。

在暖车过程中，发动机的进气温度和冷却水温度较低，相应氮氧化合物排量也较小，就不进行废气再循环；在低转速、低负荷时，为使发动机保持足够的动力性能，必须停止废气再循环；加速过程也是氮化合物排放最多的区域，必须是用废气再循环进行压制，但一旦加速过程结束，应立即停止废气再循环，以免影响发动机的动力性。

3.排放控制技术

汽车行驶过程中有很多因素会影响汽车的油耗，同样会对二氧化碳等温室气体的排放有影响。

汽车排放是指从废气中排出的CO（一氧化碳）、HC＋NOX（碳氢化合物和氮氧化物）、PM（微粒，碳烟）等有害气体。它们都是发动机在燃烧作功过程中产生的有害气体。这些有害气体产生的原因各异，CO是燃油氧化不完全的中间产物，当氧气不充足时会产生CO，混合气浓度大及混合气不均匀都会使排气中的CO增加。HC是燃料中未燃烧的物质，由于混合气不均匀、燃烧室壁冷等原因造成部分燃油未来得及燃烧就被排放出去。NOX是燃料（汽油）在燃烧过程中产生的一种物质。PM也是燃油燃烧时缺氧产生的一种物质，其中以柴油机最明显。因为柴油机采用压燃方式，柴油在高温高压下裂解更容易产生大量肉眼看得见的碳烟。

2.3汽车噪声的防治措施

1.发动机本体噪声的控制

直接从发动机机体及其主要附件向空间传出的声音，都属于发动机噪声。发动机噪声随机型、转速、负荷及运行情况等的不同而有差异，