汽车尾气对健康的影响及控制措施
2017-03-15季炜然张蕾
季炜然+张蕾
摘要:指出了近年来,随着经济水平的不断提高,汽车工业长足发展,汽车数量急剧增多,汽车尾气污染日益严重,危害人体健康。对汽车尾气污染危害人体的健康进行了详细分析,从技术层面和制度层面提出了相应的控制措施,以期为汽车尾气的治理提供参考。
关键词:汽车尾气;污染;健康;控制
中图分类号:U473.9
文献标识码:A文章编号:1674-9944(2016)22-0063-02
1引言
随着汽车工业的不断发展,汽车数量急剧增多,汽车尾气排放量显著增大,汽车尾气中污染物如CO、HC和NOx等,在对环境产生污染同时,也对人类健康构成了巨大威胁,导致人体各种疾病发病率(癌症,呼吸道疾病,心脏病等)升高[1],降低了人们的生活质量,因此研发汽车尾气净化技术,控制汽车尾气污染已成为当务之急。
2汽车尾气污染物对人体健康影响
汽车尾气中所含污染物主要来自发动机汽缸的废气排放,约占汽车尾气的65%左右,其成分非常复杂,含上千种化学物质,大约有100多种化合物。含量比较大的主要有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化物(HC)、二氧化碳(CO2)、碳黑、焦油、油雾、黑烟、甲醛(HCHO)、丙烯醛(CH2CHCHO)、和重金属铅等[2]。对人体呼吸系统、泌尿生殖功能、神经系统、循环系统、消化系统等都会产生不良的影响[1]。
2.1一氧化碳的危害
在低温或局部缺氧条件下,烃类不完全燃烧产生的CO是汽车尾气的主要成分。当负重过大时,汽车往往会空档运转或者是慢速行驶,这时烃燃料不能充分燃烧,其燃烧的中间产物CO的含量会明显增加,CO与混在内燃机中的其它废气一同排出。当过量的CO与人体血液中的血红蛋白结合形成碳氧血紅蛋白时,人体因缺氧会出现一些不适症状,如头晕眼花、恶心、呼吸困难,若不及时救治,则会出现更加严重的后果,如昏迷不醒、大脑中枢神经坏死、听力下降,甚至是死亡等。
2.2氮氧化合物的危害
在高温富氧环境下,汽车内燃机气缸中生成的NOx是多种气体混合作用的结果,它是汽车尾气重要污染物之一。空燃比、燃烧温度和时间等是决定其排放量多少的重要因素。氮氧化合物中NO占95%以上,其余的主要为NO2,但NO2对人体的下呼吸道和肺的影响非常大,可引发支气管炎,肺炎等疾病,更严重的可导致人的肺衰竭。研究表明,在NO2浓度9.4mg/m3的空气中暴露10min,即可造成呼吸系统失调。对一些本身就有呼吸系统疾病的人来讲变得更加危险。哮喘病人对于这些有刺激性的气体会变得更加的不舒服,严重的导致呼吸困难。
2.3烃类物质的危害
对一般汽油发动机来说,汽车尾气的碳氢化合物有三种排放源:内燃机废气的排放、曲轴箱的泄漏和燃料系统的蒸发,分别占60%、20%~25%和15%~20%。苯可引起食欲不振、头晕眼花、呕吐、失眠、头疼、粘膜出血等症状;还会使红血球减少,造成人体血液缺少血红蛋白,进而产生贫血等,它破坏血液中的红细胞,对白细胞也有威胁,影响人体血液中的造血干细胞,进而可能使人患上白血病,威胁性高。汽车尾气中还有许多种含量很低的环芳烃,其中含有许多的致癌物质,对人体是极大的威胁。HC和NOx在大气中经过光的照射会产生一种化学效应,被称为光化学烟雾。1952年12月伦敦光化学烟雾事件使支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡率显著增加[3]。
2.4醛类的危害
烃类不完全燃烧产生的醛,是汽车尾气废弃排放的一部分,其中甲醛占醛类的60%~70%。甲醛是一种刺激性的气体,对眼睛和呼吸道均有刺激作用,高浓度时会引起咳嗽、恶心和呕吐、胸痛,刺激性强,长时间吸入可能会致癌。丙烯醛是另一种醛类,气味辛辣刺激,不但能强烈刺激眼睛和呼吸道,而且还会损害支气管细胞,破坏性强、危害性较大,无论是对于呼吸系统还是循环系统,或者是诱发癌变,都强于前几种气体,对城市居民的身体健康构成极大威胁[3]。
2.5含铅物质的危害
汽车尾气中的含铅颗粒物主要来自内燃机的废气排放,一般汽油的含铅量为0.08%~0.13%,通常以四乙铅形式作为抗爆剂加进汽油中,燃烧后生成氧化铅排出。据统计,每辆汽车每年平均排放2.5kg的铅[4]。铅是一种重金属,在人体累积到一定程度会发生中毒现象,可破坏人体的细胞。主要作用于消化系统、造血系统、神经系统、呼吸系统,以及肝、肾等器官,可对人体的心脏、肺等器官造成一定的损害。如吸入过多汽车尾气,会使人贫血、智力下降、注意力不集中、行为痴傻、狂躁、意识障碍等,更有甚者还可能导致高血压和不孕不育。
3应对措施
3.1技术措施
3.1.1改进汽车发动机系统
通过优化发动机内部系统设置,降低尾气污染物的含量;也可以通过设计循环系统,进行尾气再利用。
3.2.2改善燃油质量
由于含铅汽油中有四乙基铅,它可以提高车用汽油的辛烷值,改善车用汽油的抗爆性能。于20世纪20年代被发现后,在美国得到广泛使用,很快就在全世界推广,至20世纪70年代末,世界上加入汽油中的铅每年多达35万t,大气中铅总含量的97%是汽车排放的。由于含铅汽油对人类健康及环境的危害极大,人们认识到含铅汽油的危害后,多个国家开始限制含铅汽油的使用。日本、加拿大、美国分别在1983、1990、1993年禁止销售含铅汽油。2000年1月1日,我国停止生产含铅汽油,并于2000年7月1日停止销售和使用含铅汽油。目前,世界上90%以上的国家都在使用无铅化汽油。
3.1.3使用尾气净化催化剂
控制汽车尾气排放的最有效方法便是从源头解决,在汽车上安装汽车尾气催化净化器,采用催化净化法降低尾气排放。汽车尾气净化催化剂目前主要有贵金属型、稀土金属型和其他过渡金属型,这些净化催化剂在净化尾气方面起了重要的作用。
3.1.4开发新燃料
控制汽车尾气排放的绿色途径是开发新燃料,开发太阳能、氢气内燃机、天然气内燃机、电动车辆等逐步代替燃油车辆。天然气车辆污染少,其CO、HC、SO2和NOx排放量远低于汽油车的,而且不含苯和芳香烃,减少了致癌物质排放量。日本、俄罗斯、新西兰、阿根廷等国家均拥有一定数量的天然气汽车。为适应不同的道路和环保要求,灵活地改变燃料方式,近些年来,我国也逐步推出了各种新材料车如天然气或液化气汽车。我国在普及与推广电动车辆,加速太阳能车辆应用方面的研究已取得了可喜的成绩,目前已推出多种车型的电动车辆。我国现已有生产采用甲醇作燃料的、污染物比汽油机和柴油机排放的都少的机动动车,这不仅带来商机,更有意义的是可以减轻对环境的污染。氢气由于具有干净卫生、燃烧后的产物是水不污染环境和发热量高等优点,近年来,以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术备受推崇,目前科学家们已设计出能在马路上行驶的氢能汽车,但氢燃料汽车由于能耗较高和氢气的制备和储存技术有待提高,尚未能大量生产并投入使用[5]。
3.2制度措施
(1)各地方应根据各地的实际情况,制定切实可行的管理法规,有效落实汽车排污管理工作。使汽车排污管理能够统一、有效地进行,各项治理措施稳步实行,治理目标切实落实。
(2)加强在用车的检查和维护。建立一套实用性强、操作性强、有环保效力的在用车维护与检查体系,一方面能够迅速有效地显著减轻汽车污染,另一方面带动了相关技术及经济的发展。
(3)本着“谁污染谁治理”的原则,建立车辆排污收费/税制度。机动车作为一个流动污染源,更是难逃其咎,车主应对被汽车尾气污染了的环境负责。限时维修/升级净化装置,对车主征收污染税。建立车辆排污收费/税制度,让高污染车辆付出代价,定会使我国的汽车尾气控制在短时间内取得明显成效。
(4)提高汽车尾气排放检测标准。车主应按时做好车辆动力系统和排气系统维护保养工作。使用符合国五标准的燃油,选择品质可靠的燃油清净剂。尽快淘汰车龄较大、净化装置排气不达标、多次维修即将报废的车辆。用户买车时应注意选择符合国五排放标准的新车。
参考文献:
[1]程义斌,金银龙,刘迎春.汽车尾气对人体健康的危害[J].卫生研究,2003,32(5):504~507.
[2]时双喜,杨义飞,李萌.汽车尾气污染的危害及控制[J].哈尔滨建筑大学学报,1999,32(2):35~39.
[3]向华.提高我国汽车尾气排放标准的途径及意义[J].科学咨询,2014,32(40):28~30.
[4]王仪山,杨贻清.浅谈汽车尾气与人体健康[J].环境科学与管理,2006,31(3):64~66.
[5]賈雅琼.基于MPC555的开放式汽车电子控制平台[J].今日电子,2008(4):91~93.