中国小汽车与其他交通方式的环境影响比较

景国胜， 王 硕

(1.广州市交通规划研究所， 广东 广州 510030； 2.株洲市规划设计院， 湖南 株洲 412007)

随着小汽车的增加，其带来的环境问题也越来越受到重视。使用不同燃料的小汽车在制造、使用、回收3个阶段产生的排放物都会对环境造成一定程度的影响，不同燃料所产生的排放污染物的排放率也有所不同[2]。2006年，Wang等人运用国际车辆排放模型(IVE)对上海的机动车污染物排放进行了评估[3]。2007年，Cai和Xie等人使用COPERT III (Computer Program to Calculate Emissions from Road Transport)模型评估了上海市1980年至2005年的摩托车排放[4]。王领辉,徐达,李孟良等人则采取试验的方法对使用不同动力公交车的污染物排放进行了比较分析[5]。

以上研究中缺乏从全局角度出发对小汽车与其他交通方式的排放污染及其排放率进行综合比较。而这种比较能更加深入了解不同交通方式之间污染程度的差异，有利于小汽车环境保护政策和措施的制定。

1 数据与分析

1.1 小汽车

1.1.1小汽车污染

小汽车使用过程中对环境的污染主要分为三种。第一种是尾气污染，指汽车排气管排出的废气，废气中含有150～200种不同的化合物，最具代表性的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、微粒及铅化合物等[6]。第二种是燃油的蒸发污染，主要指小汽车的汽油蒸发，汽油是一种挥发性极强的物质，挥发物中含有对人体有害物质。第三种是曲轴箱污染，指发动机曲轴箱内，从发动机活动塞环切口泄露出来的未完全燃烧的可燃性气体，含有CO等对人体有害的成分。这几种污染物都来自汽车初始排放，被称为汽车一次污染物。汽车尾气的二次污染物是光化学烟雾，光化学烟雾是汽车尾气排放污染最严重的二次污染物。

研究表明，汽车排放已成为空气中一氧化碳等污染物的主要来源。在北京、上海等特大型城市，汽车排放所占比例已超过50%，汽车已成为城市空气污染第一大污染源[7]。2005年欧洲航天局公布的卫星图像显示，北京及与之毗邻的东北地区二氧化氮污染较严重，这些二氧化氮主要来自几乎未经过滤的汽车尾气。虽然北京市自1998年开始分阶段治理大气污染，并取得一些成效。但是，北京市近几年NOx浓度稳步上升的趋势非常明显。据统计，中国的NOx水平最近10年上升了50%[7]。

1.1.2小汽车排放物对人体健康的影响

大学生创业项目失败率高很大程度上与未能较好落地发展有关，甚至不少参加大学生创新创业大赛获奖的项目也未能真正走向创业发展的道路。通过调研分析，导致原因主要有资金问题、团队问题、创业者心理问题、项目本身问题、缺乏创业过程指导、市场原因等。因此，为更好地促进大学生创业项目落地发展，需要为大学生创客提供优秀的创业导师团队；在资金扶持方面，充分做好政府政策宣传、利用好地方政府关于大学生创业资金扶持政策，通过创业大赛、路演、网络宣传等手段，展示创新产品，吸引企业、行业协会参；通过优秀的创业团队指导，为大学生创业提供创业项目指导、跟踪服务等，为大学生创业既要“送上马”，更要“扶一程”。

新的研究发现，汽车尾气可能损害人体DNA。台湾科学家对当地车流量最大的高速公路收费站的部分女性工作人员进行了调查，结果显示与办公室的女性工作人员相比，她们的DNA破损程度相对较高。共有47名收费站女性工作人员和27名女性办公室工作人员接受了调查。收费站女性工作人员每天三班制工作，每班8个小时。研究人员测量了这些志愿者体内的某种化学物质含量水平和体内NO的含量。这种化学物质是DNA破损的指示器，NO是与汽车尾气相关的有害氧化物。调查结果显示，收费站的工作人员的化学物质比办公室人员高出90%，NO含量也平均高了30%[8]。

汽车尾气还可能导致铅中毒。陕西省妇幼保健院曾对前往就诊的1000余名0～6岁儿童进行铅中毒免费筛查，结果显示西安市城区23.57%儿童血铅水平超标，而在这1000名儿童中，家在城区的铅中毒情况最为严重。通过综合分析，导致铅中毒最重要的因素之一为汽车尾气污染[6]。

1.1.3小汽车每公里排放率

中国的小汽车通常使用的是石油基燃料，比较常见的有90号无铅汽油、93号无铅汽油以及97号无铅汽油。随着新能源的开发利用，液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)也逐渐成为小汽车的燃料，部分城市开始试用车用乙醇汽油。表1中给出的数据来自于中国国内有关桑塔纳2000的研究分析[2]，给出了相同条件下90号无铅汽油、液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)、车用乙醇汽油四种燃料的排放率。本文在对各种交通方式排放率进行比较时，采用的是使用90号无铅汽油的小汽车的每公里排放率数据。

表1 小汽车每公里排放率 g/km

1.2 摩托车

1.2.1摩托车污染

中国目前摩托车年生产量占世界摩托车总产量的一半以上，对环境造成的污染也比较严重。自2005年开始，中国开始实施欧洲Ⅱ排放标准，对于改善环境质量有良好的推动作用。中国目前使用的摩托车有两种类型：二冲程发动机摩托车和四冲程发动机摩托车。大部分使用的是单缸发动机,超过85%的摩托车为四冲程发动机，其余少部分为二冲程发动机。

二冲程发动机摩托车的主要污染物是HC、CO和呈白烟状的颗粒物。由于发动机工作原理不同，二冲程发动机污染物排放比四冲程发动机严重。

四冲程发动机摩托车的主要污染物是HC、CO和NOx。其中HC和CO是由于空气和燃油混合不完全燃烧所引起的。

1.2.2摩托车每公里排放率

二冲程发动机与四冲程发动机各有优缺点，由于发动机工作原理不同，相同排量情况下，前者功率要比后者大，但是污染相对后者严重。表2显示的是四冲程发动机摩托车和二冲程发动机摩托车的排放率[9]，从中可以看出两者的差别。中国二冲程发动机摩托车拥有量近年来呈下降趋势，四冲程发动机摩托车占据绝大部分市场，因此，本文在对各种交通方式进行比较时采用的是四冲程发动机摩托车的每公里排放率数据。

表2 摩托车每公里排放率 g/km

1.3 公交车

1.3.1公交车污染

公交车日行驶里程较多，排放污染总量较大，其最为严重的排放污染物主要有CO、NOx和HC。中国大部分地区的公交车发动机动力为传统动力，即柴油机动力，部分地区(如北京)开始试用混合动力(即燃油电力混合)公交车。废气的排放与燃料效率、汽车动力、运行模式以及燃料品质有很大关系，正因为如此，大部分公交车的排放率有所不同。

1.3.2公交车每公里排放率

混合动力公交车污染物的每公里排放率比柴油动力公交车要小，这是因为前者的发动机采用的是电力与燃油共同驱动，不会出现发动机超负荷运转的情况，性能比后者优越，工作效率也比较高。表3中比较了中国柴油动力公交车和混合动力公交车的每公里排放率[5]。由于目前中国国内公交车大多采用柴油动力，因此本文在对各种交通方式进行比较时采用的是柴油动力公交车的每公里排放率数据。

表3 公交车每公里排放率 g/km

2 比较分析

2.1 使用寿命期内总排放量的比较

由于使用的燃料以及使用寿命不同，小汽车、摩托车、公交车的总排放量也各不相同。公交车使用的燃料较多，空气污染也比较严重，要比小汽车、摩托车等交通工具大很多，但是公交车能承载更多的乘客且出行里程较长。

不同交通方式在使用寿命期内的总排放量可按式(1)计算：

Wi,j=(ER)i,j×(UL)i·αi

(1)

式中，Wi,j为第i种交通方式第j类排放物的总排放量(g)；(ER)i,j为第i种交通方式第j类排放物的每公里排放率(g/km)；(UL)i为第i种交通方式的使用寿命(km)；αi为第i种交通方式使用寿命期内总排放量的修正系数。

根据表1～3，由式(1)可得不同交通方式使用寿命期内总的排放量，如表4所示。

表4 使用寿命期总排放量 kg

由表4可知，小汽车在使用寿命期内总的排放量比公交车要小很多，相差几倍甚至几十倍，这是因为小汽车的使用寿命(km)以及实际平均载客数比公交车小很多，从而导致公交车总的排放物多于小汽车总的排放物；与此同时，小汽车CO2、NOx总排放量比摩托车大，这是因为摩托车的使用寿命在三者中最小，只有60000 km，从而导致摩托车总的排放量比小汽车小。

2.2 每乘客公里排放率的比较

由于实际平均载客人数和使用寿命不同，小汽车、摩托车和公交车的每乘客公里排放率也有所不同。小汽车和摩托车污染物总的排放量比公交车小，但是公交车实际平均载客人数和使用寿命均比小汽车和摩托车要大。

不同交通方式的每乘客公里排放率可按式(2)计算:

(2)

式中，Ui,j为第i种交通方式第j类排放物的每乘客公里排放率(g/pax-km)；(ER)i,j为第i种交通方式第j类排放物的每公里排放率(g/km)；(NP)i为第i种交通方式的实际平均载客人数(pax)；βi为第i种交通方式每乘客公里排放率的修正系数。

小汽车的额定载客人数为4人(桑塔纳2000)，实际平均载客人数为1.73人[10]；公交车额定载客人数为95人(金龙XMQ6123G)，满载率为66.7%[11]，实际平均载客人数为63.3人；摩托车额定载客人数为2人，实际平均载客人数为1.1人[10]；小汽车的使用寿命为300000 km[12]，公交车的使用寿命为1000000 km[12]，摩托车的使用寿命为60000 km[12]。根据表1～3，由式(2)可得不同交通方式每乘客公里排放率，如表5所示。

表5不同交通方式每乘客公里排放率g/pax-km

由表5可知，小汽车CO2、CO、HC和NOx的每乘客公里排放率要高于公交车，分别是公交车的5倍、6.8倍、32.2倍和1.7倍，这是因为公交车的实际平均载客人数和使用寿命(km)高于小汽车，分别是小汽车的57.5倍和3.3倍；在四种排放物中，HC数值相差较大，这是因为公交车本身HC排放量较少，占污染物总排放量的比例很小，几乎可以忽略；另外，小汽车CO2和NOx的每乘客公里排放率与摩托车基本相当，而CO和HC的每乘客公里排放率比摩托车小很多。

3 结 语

小汽车对环境的污染主要是从排气管排出的废气污染，其中污染最严重的是光化学烟雾。根据不同交通方式的比较可知，小汽车每公里排放率介于公交车和摩托车之间；每乘客公里排放率比公交车要高，CO2和NOx的每乘客公里排放率比摩托车高；而在使用寿命期内的总排放量比公交车要低得多，CO2、NOx总的排放量远高于摩托车，CO、HC则与摩托车相当。

事实上，运用一些技术手段对小汽车的燃油和发动机进行改善，可以一定程度上减少小汽车的尾气排放污染，比如，掺入添加剂，改变燃料成分。汽油中掺入15%以下的甲醛燃料，或者采用含10%水分的水-汽油燃料，都能在一定程度上减少或者消除CO、NOx、HC和PM的污染效果[6]。对于发动机而言，改善喷油器的质量，控制燃烧条件。调整喷油泵的喷油量，可以降低发动机功率，使雾化的燃料能与氧气充分混合完全燃烧。或者，采用催化剂，使CO氧化成CO2，HC氧化成CO2和H2O，NOx还原成N2。

自1998年以来，中国开始对部分大中城市进行尾气治理，经过十几年的不断努力，目前小汽车废气排放已经有了很大改善，但是与发达国家相比，还有较大的差距，要走的路还很长。如果中国坚持实施小汽车环境保护的政策和措施，相信在不久的将来，中国交通环境将会焕然一新。

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