汽车尾气的危害
从世界范围看,空气污染的另一重大因素是汽车尾气。 汽车尾气中含有一氧化碳、氧
化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒,尤其是含铅汽油,对人体的危害更
大。 铅在废气中呈微粒状态,随风扩散。农村居民,一般从空气中吸入体内的铅量每
天约为一微克;城市居民,尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。锡进入人体后,主
要分布于肝、肾、脾、胆、脑中,以肝、肾中的浓度最高。几周后,铅由以上组织转移到骨
骼,以不溶性磷酸铅形式沉积下来。人体内约90%~95%的铅积存于骨骼中,只有少量铅存
在于肝、脾等脏器中。骨中的铅一般较稳定,当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸
碱类药物而破坏了酸碱平衡时,铅便由骨中转移到血液,引起铅中毒的症状。铅中毒的症状
表现很广泛,如头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、乏力、食欲不振、上腹胀满、暖
气、恶心、腹泻、便秘、贫血、周围神经炎等;重症中毒者有明显的肝脏损害,会出现黄
疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。 1943年,在美国加利福尼亚州的洛杉矶市,250万辆汽
车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下发生化学
反应,形成浅蓝色烟雾,使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学
烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件,前者有400多人因五官中毒、呼
吸衰竭而死亡,后者使全市四分之三的人患病。这就是在历史上被称为“世界八大公害”和
“20世纪十大环境公害”之一的洛杉矶光化学烟雾事件。也正是这些事件使人们深刻认识到
了汽车尾气的危害性。
为了提高城市空气质量,美国制订了严格的降低汽车污染的计划。1996年,欧盟又制订了据
说比美国还严格的汽车尾汽排放计划。欧盟的计划中,提出了提高汽油和柴油质量的标准,
要求在2000年前取消含铅汽油,在雅典、伦敦等污染严重的地区,采用特殊燃料。同时,要
求新推出的车型,都必须进行技术改造,以净化汽车尾气。据调查,英国10%的儿童在6岁
前铅中毒。儿童铅中毒,智商将降低,还会出现捣乱和过失行为。
为了改善大气质量,我国许多城市都禁止污染企业进市区;对原有企业进行技术改造,
减少废气、烟尘排放量,集中供热。减少取暖炉灶烟尘排放量,提高柴油、汽油质量,减少
钻含量,积极向无铅汽油过渡,安装汽车净化器,等等。
2004/05/23 12:35
在现代文明的今天,汽车已经成为人类不可缺少的交通运输工具。自从1886年第一辆汽
车诞生以来,它给人们的生活和工作带来了极大的便利,也已经发展成为近现代物质文明的
支柱之一。但是,我们也应该看到,在汽车产业高速发展、汽车产量和保有量不断增加的同
时,汽车也带来了大气污染,即汽车尾气污染。
1943年,在美国加利福尼亚州的洛杉矶市,250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油
燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下发生化学反应,形成浅蓝色烟雾,使该市
大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又
两度发生光化学烟雾事件,前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死亡,后者使全市四分
之三的人患病。这就是在历史上被称为“世界八大公害”和“20世纪十大环境公害”之一的
洛杉矶光化学烟雾事件。也正是这些事件使人们深刻认识到了汽车尾气的危害性。
汽油主要由碳和氢组成,汽油正常燃烧时生成二氧化碳、水蒸气和过量的氧等物质。但
由于燃料中含有其他杂质和添加剂,且燃料常常不能完全燃烧,常排出一些有害物质。研究
表明,汽车尾气成分非常复杂,有100种以上,其主要污染物包括一氧化碳、碳氢化合物和
氮氧化合物。一氧化碳会阻碍人体的血液吸收和氧气输送,影响人体造血机能,随时可能诱
发心绞痛、冠心病等疾病。碳氢化合物会形成毒性很强的光化学烟雾,伤害人体,并会产生
致癌物质。产生的白色烟雾对家畜、水果及橡胶制品和建筑物均有损坏。氮氧化合物使人中
毒比一氧化碳还强,它损坏人的眼镜和肺,并形成光化学烟雾,是产生酸雨的主要物质,可
使植物由绿色变为褐色直至大面积死亡。
治理汽车尾气主要有三条途径。第一,也是最根本和最终的途径,改变汽车的动力。如
开发电动汽车及代用燃料汽车。此途径使汽车根本不产生或只产生很少的污染气体。第二,
改善现有的汽车动力装置和燃油质量。采用设计优良的发动机、改善燃烧室结构、采用新材
料、提高燃油质量等都能使汽车排气污染减少,但是不能达到“零排放”。第三,也是目前
广泛采用的适用于大量在用车和新车的净化技术。是采用一些先进的机外净化技术对汽车产
生的废气进行净化以减少污染,此途径也不能达到“零污染”。机外净化技术就是在汽车的
排气系统中安装各种净化装置,采用物理的、化学的方法减少排气中的污染物。可分为催化
器、热反应器和过滤收集器等两类。前者多用于汽油机汽车,后者多用于柴油机汽车。
汽车尾气
在我国大中型城市,汽车尾气排放已成为主要的大气污染源。有资料表明,上海市的汽车总
量只相当于日本东京的1/12,但空气中主要由汽车排放的CO、HC和NOx的总量却基本相同。
目前我国在用汽车量有1300多万辆,然而随着经济的迅速发展和社会需要的增加,在今后10
~15年内,中国汽车保有量将以年均9%的速度增长。由此可见,减少汽车尾气排放物的紧迫
性。
��汽车尾气净化催化剂是控制汽车排放,减少汽车污染的最有效的手段。主要用贵金属作
催化剂和稀土汽车尾气净化催化剂。贵金属催化剂主要选用铂、钯等作催化剂,具有活性
高、寿命长、净化效果好等优点而很具实用性。可由于这些贵金属价格昂贵,因此很难广泛
推广。
��稀土汽车尾气净化催化剂是采用稀土、碱土金属和一些贱金属制备的催化剂。也有用稀
土加少量贵金属制备的催化剂。其特点是价格低、热稳定性好、活性较高、使用寿命长。因
此在汽车尾气净化领域备受青睐。
��稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主,
其中氧化铈是关键成份。由于氧化铈的氧化还原特性,有效地控制排放尾气的组分,能在还
原气氛中供氧,或在氧化气氛中耗氧。二氧化铈还在贵金属气氛中起稳定作用,以保持催化
剂较高的催化活性。
��由于欧洲、美国和日本等发达国家对汽车尾气排放控制较早也较严格,因此,他们所用
的汽车尾气净化催化剂较广泛。目前主要是三元催化剂。这种催化剂即有使HC和CO氧化成
H2O和CO2的氧化剂,也有使NOx还原成N2的还原剂。这样就能起到很好的净化作用。而这种
三元催化剂又少不了稀土元素。据有资料报道,世界汽车尾气净化催化剂市场的需求量以每
年7%的速度在不断增长。因此可以看出稀土在汽车尾气净化催化剂中用量的可观性。1995年
美国在汽车尾气净化催化剂领域的稀土用量达11000吨(按氧化物计),占美国1995年稀土总
消费量的44%,1996年日本用于催化剂领域的氧化铈也达1500吨,而我国在这一领域的应用
可以说是空白。
��我国虽然在对汽车尾气排放的控制上较发达国家起步晚些,但我国科学工作者利用稀土
资源优势,早在70年代中期就开始对稀土汽车尾气净化催化剂进行了研究。
汽车对环境的污染十分严重,其中大多归咎于汽车所排放的尾气。
科学分析表明,汽车尾气中含有上百种不同的化合物,其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍。英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称,与交通事故遇难者相比,英国每年死于空气污染的人要多出10倍。
有害物质:
固体悬浮颗粒:
固体悬浮颗粒的成分很复杂,并具有较强的吸附能力,可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部,以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位,引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累到临界浓度时,便可能会激发形成恶性肿瘤。此外,悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛,阻塞皮肤的毛囊和汗腺,引起皮肤炎和眼睫膜炎,甚至还可能造成角膜损伤。
一氧化碳:
一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环,与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白,从而削弱血液向各组织输送氧的功能,危害中枢神经系统,造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍,重者危害血液循环系统,导致生命危险。所以,即使是微量吸入一氧化碳,也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。
氮氧化物:
氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮,它们都是对人体有害的气体,特别是对呼吸系统有危害。在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟,即可造成人的呼吸系统功能失调。
碳氢化合物:
目前还不清楚它对人体健康的直接危害。但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下,会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾,其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛红肿和喉炎。1952年12月,伦敦发生光化学烟雾,4天中死亡人数较常年同期多4000人,45岁以上的死亡最多,约为平时的3倍;1岁以下的约为平时的2倍。
铅:
铅是有毒的重金属元素,汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅,燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病,并影响肝、肾等重要器官的功能及神经系统。由于铅尘比重大,通常积聚在1米左右高度的空气中,因此对儿童的威胁最大。
尾气在直接危害人体健康的同时,还会对人类生活的环境产生深远影响。尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味,达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生,造成土壤和水源酸化,影响农作物和森林的生长。近100年来,温室效应已成为人类的一大祸患。冰川融化、海平面上升、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等都对人类的生存带来了极为严峻的挑战。而二氧化碳则是导致温室效应的罪魁祸首。