汽车尾气污染的危害及治理技术介绍

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汽车排放源主要来自三个方面:尾气排放,燃油蒸发排放和油箱通风,下面我们一起来看看汽车尾气污染的危害和处理技术介绍。

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尾气成分

一氧化碳

一氧化碳是碳氢燃料燃烧的中间产物,主要由碳氢化合物在局部缺氧或低温条件下不完全燃烧产生,混入内燃机废气中排放。车辆在重载、低速行驶或空档行驶时,燃油不能充分燃烧,废气中的一氧化碳含量会明显增加。一氧化碳是一种无色、无味、令人窒息的有毒气体,化学反应能力低。它对空气的相对密度为0.9670,溶解度很小。一氧化碳通过呼吸道进入人体血液后,会与血液中的血红蛋白Hb结合形成羧基血红蛋白,导致携氧能力下降,使人体产生反应。例如,由于耳朵中耳蜗神经细胞缺氧,听力会受到损害。吸入过量的一氧化碳会导致呼吸急促、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。研究表明,人对一氧化碳的承受能力很高,一个健康的人可以短时间承受血液中含量为20%~40%的一氧化碳的入侵。虽然没有副作用的一氧化碳阈值还没有确定,但是长期吸收一氧化碳对城市居民的健康是一个潜在的威胁。

氮和氧的化合物

内燃机气缸中的大多数气体都会产生氮氧化物,氮氧化物的排放取决于燃烧温度、时间和空燃比。从燃烧过程来看,排放的氮氧化物95%以上可能是一氧化氮,其余是二氧化氮。目前还没有发现人体被一氧化氮中毒的病例,但二氧化氮是一种红棕色的呼吸刺激性气体,其气味阈值约为空气质量的1.5倍,对人体影响较大。由于在水中溶解度低,不易被上呼吸道吸收,深入下呼吸道和肺部,引起支气管炎、肺水肿等疾病。暴露在浓度为9.4毫克/平方米的空气中10分钟会导致呼吸系统疾病。对于氮氧化物,世界卫生组织环境健康评估小组的结论是,二氧化氮的浓度为0.94mg/m-3,是短期接触造成的最低水平的有害影响,0.19-0.32 mg/m-3可持续1小时,一个月不能出现两次以上,以保证公众健康。

碳氢化合物

汽车尾气中的碳氢化合物来自三个排放源。对于一般的汽油机,约60%的碳氢化合物来自内燃机的废气排放,20% ~ 25%来自曲轴箱的泄漏,其余15% ~ 20%来自燃油系统的蒸发。甲烷是一种令人窒息的气体,其嗅觉阈值为142.8mg,仅在高浓度时对人体健康有害。乙烯、丙烯、乙炔主要对植物有害,使路边树木无法正常生长。苯是一种类似汽油的无色气体,可引起食欲不振、体重减轻、疲劳、头晕、头痛、呕吐、失眠、粘膜出血等症状。它还会导致血液变化、红细胞减少、贫血和白血病。其嗅觉阈值为16.29mg,影响人体健康的阈值为34.8mg,汽车尾气中还含有多环芳烃(PAHs)。虽然含量很低,但多环芳烃因含有多种致癌物质(如苯并芘)而引起了人们的关注。

HC和NOX在大气环境中受到强烈的阳光和紫外线照射后产生复杂的光化学反应,形成新的污染物,形成光化学烟雾。1952年12月,伦敦4天光化学烟雾死亡人数比正常年份多4000人左右,45岁以上死亡人数最多,约为平时的3倍,1岁以下死亡人数约为平时的2倍。事件发生的那一周,支气管炎、冠心病、肺结核、心力衰竭死亡人数分别是事件发生前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍、2.8倍。

醛是碳氢化合物燃烧不完全产生的,主要从内燃机废气中排出。

甲醛是汽车尾气中的主要醛类,占60%~70%。甲醛是一种刺激性气体,会刺激眼睛和呼吸道。其嗅觉阈值为0.06~1.2mg,高浓度可引起咳嗽、胸痛、恶心、呕吐。乙醛是低毒物质,高浓度时有麻醉作用。丙烯醛是一种刺激性和刺激性气体,对眼睛和呼吸道有很强的刺激性,可对支气管细胞造成损伤。嗅觉阈值为0.48~4.1mg。

铅化合物

汽车尾气排放的含铅颗粒大部分来自内燃机的尾气。四乙基铅被添加到汽油中作为抗爆剂。一般汽油铅含量在0.08%-0.13%之间,四乙基铅燃烧排放后产生氧化铅。铅主要作用于神经系统、造血系统、消化系统、肝脏、肾脏等器官。铅能抑制血红蛋白的合成代谢过程,直接作用于成熟红细胞。铅颗粒通过呼吸系统进入人体,较大的颗粒可以吸附在呼吸道的粘液上,混入痰液中吐出;较小的颗粒沉积在肺的深层组织中,几乎被完全吸收。铅在人体各种器官中积累到一定程度,会损害人的心肺,使人贫血,行为愚蠢,智力下降,注意力不集中,甚至导致不孕和高血压。根据进入体内的方式,高达60%的总铅摄入量可以永久保留在人体内。成人血液中混入0.8mg以上称为铅中毒。

含铅汽油燃烧后,约85%的铅排放到大气中,造成铅污染。氧化铅不仅对人体有害,而且吸附在汽车尾气催化净化器的催化剂表面,对催化剂造成“毒害”,明显缩短尾气催化净化器的使用寿命,是汽车尾气催化净化器亟待解决的难题之一。自20世纪40年代以来,数百万吨铅通过汽车燃烧排放到大气中,这已成为公认的全球污染。

由于汽车尾气的排放主要在0.3米至2米之间,刚好在人体的呼吸范围内,对人体健康非常有害——刺激呼吸道,降低呼吸系统的免疫力,导致慢性气管炎、支气管炎和呼吸困难的发病率增加,暴露人群肺功能下降等一系列症状。苯是尾气中的强致癌物,可导致肺癌和甲状腺癌。

汽车尾气不仅对人有害,对植物也有害。尾气中的二次污染物臭氧和过氧乙基硝酸盐会造成植物叶片坏死斑和枯斑,乙烯会影响植物开花结果。研究证明,公路两侧农作物减产明显与汽车尾气污染有关。

更重要的是,在一定条件下,这些污染物会产生二次污染——光化学烟雾,对人体造成更大的危害。光化学烟雾是在特定温度条件下,即风平浪静、湿度低、温度高的条件下,以及长时间暴露在阳光下,机动车尾气中的碳氢化合物和氮氧化物产生的一种复杂烟雾。这种烟雾被称为“光化学烟雾”。