机动车尾气污染监测方法及净化技术研究

曹原

摘 要： 本文首先分析了机动车尾气污染成分及危害，其次分析了机动车尾气污染监测方法，再次分析了机动车尾气污染净化技术，旨在为机动车尾气污染监测及净化工作的进行提供参考意见，以此来提高机动车尾气污染监测的及时性和有效性，提高机动车尾气污染净化的效率和质量，进而减少机动车尾气污染程度，在确保人口健康安全的同时，保持生态和谐。

关键词： 机动车尾气污染;监测方法;净化技术

【中圖分类号】U467.48     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）11-0157-02

引言：机动车的研发和应用，给人们的生活和工作提供了较大的便利条件，机动车也逐渐成为构成物质文明的一个重要环节，并且机动车的数量在逐年增加。尽管机动车的推广推动了现代经济和文明发展，但不可否认的是，机动车尾气中含有的污染成分较多，这些尾气的排放不但会损害到人体健康，还会对自然环境造成污染，为此，有必要对机动车尾气进行有效监测和净化处理。

1 机动车尾气污染成分及危害

1.1 一氧化碳

一氧化碳为一种有毒气体，在机动车尾气中，一氧化碳的形成原因为汽油未完全燃烧。一旦人体吸入一氧化碳，一氧化碳便会和血红蛋白素迅速结合成碳氧血红素蛋白，进而降低血液的输氧能力，导致大脑、心脏等重要身体器官出现缺氧性损伤，此为一氧化碳中毒。一氧化碳中毒的主要临床症状为恶心、头晕、头痛等，轻度临床表现为神经系统轻微受损，重度临床表现为心血管运行困难导致死亡[1]。

1.2 碳氢化合物

在机动车尾气中，碳氢化合物的形成原因为原始材料燃烧、原始燃料化合物燃烧、燃料蒸发、曲轴箱窜气等，主要为多环芳烃、苯、丁二烯、醛类物质等。醛类物质的光化学活性较高，会推动臭氧的形成;浓度超过一定程度后，会对人体的皮肤、眼部、呼吸道造成不良刺激;浓度超过一定程度后，会导致恶心、头晕、贫血等临床症状;浓度超过一定程度后，会导致急性中毒。多环芳烃为作用性较强的致癌物质。

1.3 颗粒物

在机动车尾气中，颗粒物的形成原因为汽油不充分燃烧。颗粒物对人体的损伤与颗粒物的大小及构成相关，总体来讲，颗粒物越小，表示其在空气中悬浮的时间越长，能够侵入到人体支气管和肺部组织的概率越高，造成的损伤越大。颗粒物除了会对人体的呼吸器官和呼吸系统造成损伤外，如果颗粒物中存在致癌物质，长期积累，还会增加人体患上癌症的概率。

2 机动车尾气污染监测方法

2.1 怠速/双怠速监测方法

怠速/双怠速监测方法的应用流程如下：怠速监测方法的应用载体是便携式气体监测分析仪，具体是在机动车处于怠速运行状态下，完成对机动车尾气排放碳氢化合物、一氧化碳浓度的监测;双怠速监测方法的应用则是在机动车处于怠速运行状态下，通过转速传感器、发动机油温仪来获得发动机转速，经过多次监测和计算之后，获得机动车尾气排放碳氢化合物、一氧化碳浓度的平均值。

怠速/双怠速监测方法的应用优势如下：两种监测方法的应用流程都较为简单，并且具有实际监测便捷的特点，因此适合被广泛应用在机动车尾气污染监测工作中[2]。

怠速/双怠速监测方法的应用不足之处如下：两种监测方法在机动车尾气污染监测工作中的应用，只能够监测出碳氢化合物、一氧化碳这两种机动车尾气污染物质的浓度，不能监测出其他机动车尾气污染物质的浓度，这是因为两种监测方法不能监测催化器转化效率。

2.2 自由加速监测方法

自由加速监测方法的应用流程如下：该方法主要适合应用在3.5t以上的柴油机动车尾气监测中，应用载体是不透光式烟度计、滤纸式烟度计，后者的应用频率更高，能够监测到机动车在任何行驶速度下的尾气污染物质成分及浓度。此外，还能够结合自由加速监测结果，判断机动车的发动机是否需要接受保养。

自由加速监测方法的应用优势如下：该方法为应用频率较高的柴油机动车尾气监测方法，并且能够有效排查出老旧柴油机动车及黄标车尾气排放是否超标。

自由加速监测方法的应用不足之处如下：该方法的监测结果会受到车辆功率、油门大小的影响，因此，如果被监测方在被监测过程中采取了限油方式，便会影响机动车的实际尾气污染监测结果。

2.3 工况/简易工况监测方法

工况/简易工况监测方法的应用流程如下：工况监测方法的应用是对机动车的不同工作状态进行模拟，具体有怠速、加速、减速3种工作状态，以此来完成对机动车尾气污染物质成分及浓度的监测;简易工况监测方法的应用是通过车底盘测功机对机动车的不同工作状态进行模拟，以此来完成对机动车尾气污染物质成分及浓度的监测[3]。

工况/简易工况监测方法的应用优势如下：两种监测方法的应用都是对机动车在不同工作状态下的尾气排放状态进行模拟，因此监测到的结果与实际情况具有较高的一致性;做到了对机动车尾气污染物质的动态监测，这有利于获取机动车的实际尾气污染情况，为车辆尾气排放是否超标提供了依据。

工况/简易工况监测方法的应用不足之处如下：两种监测方法的应用均需要花费大量的时间，尤其是前期准备时间，并且监测流程较为复杂。

3 机动车尾气污染净化技术

3.1 机内净化技术

机内净化技术指的是通过物理方式来改善机动车的发动机性能和结构，例如，增加附加装置，改善燃烧系统、化油器、点火系统，提高燃料质量，能够改善燃料的燃烧物理条件，进而降低机动车尾气污染物质产生量。

具体来讲，机内净化技术包括如下几种：增加高压点火装置，此方法应用时间为上世纪80年代，该技术与国际先进技术的联合应用，并没有起到显著的机动车尾气污染净化效果，只是提高了机动车的点火电压能量;纯有效磁化技术，经研究实验证实，该技术的应用对机动车尾气污染物质的净化效率能够达到20-40%，这表示该技术针对尾气污染物质排放量较少的机动车的净化水平能够达到国家标准，针对尾气污染物质排放量较多的机动车的净化水平则不能够达到国家标准;填加剂技术，具体指的是在机动车燃料中添加填加剂，例如二茂铁，但是想要应用此技术需要确保填加剂质量合格，否则填加剂在燃烧过程中会产生晶体，这些晶体长期积累在发动机中，便会对发动机造成损害。

由此可见，机内净化技术尽管存在，也能够实际应用，但是普遍存在净化效率较低、净化条件较高等不足之处，因此在机动车尾气污染净化中的应用频率较低。

3.2 机外净化技术

机动车尾气净化催化剂属于一种负载型催化剂，主要构成成分为活性组分、载体、助剂、高比表面积的涂层，图1为机动车尾气净化催化剂应用原理图。机动车尾气净化催化剂应用为载体为机动车尾气净化器，此为机动车尾气净化催化剂技术的应用关键，图2为常见的机动车尾气净化器的内部结构图。这是因为由于机动车尾气净化需求在不断提高，机动车尾气净化催化剂类型及成分也在逐渐复杂，这同时提高了机动车尾气净化器的载体性能要求。

最早应用的机动车尾气净化器材质为硅藻土、硅氧化镁、活性氧化铝等物质构成的颗料物，尽管此材质的机动车尾气净化器具有表面积较大、应用便捷等应有优势，但是同样存在耐热性较差、强度较低、热容量较大等应用不足之处。因此，在进入到上世纪80年代之后，这种材质的机动车尾气净化器逐渐被陶瓷、金属（主要为铁、铬、铝等元素合成的合金）材质的机动车尾气净化器取代，陶瓷材质的机动车尾气净化器具有气流阻力较小、几何表面面积较大、不会产生磨损等应有优势;金属材质的机动车尾气净化器具有尾气污染物质控制效率较高、起燃温度较低、孔壁结构较薄等应用优势。由此可见，相比较陶瓷材质的机动车尾气净化器，金属材质的机动车尾气净化器在机动车尾气污染净化中的应用优势更加显著，具体表现是抗热冲击的机械强度更高、预热性能良好、压降效果更加显著等，因此，近年来，关于金属材质机动车尾气净化器的研发工作在不断深入，尤其是在一些发达国家。

结束语：机动车尾气这一污染物质相比较其他污染物质具有一定的特殊性，即形成原因较为复杂、污染数量较多、移动性较强等，这些都增加了机动车尾气的监测和净化难度。目前，我国的机动车尾气监测方法和净化技术都得到了极大程度上的完善，但是相比较发达国家，我国的相关方法和技术发展时间较短，还需要进一步加大科研力度，重点推广新型机动车尾气净化催化剂。

参考文献

[1] 夏光.汽车尾气的污染监测与控制[J].重庆环境保护，2017（03）：46-50.

[2] 沈迪新，陈宏德，田群.我国汽车尾气污染，污染控制与对策[J].环境科学进展，2017（06）：24-34.

[3] 刘乃峰.汽车尾气污染综合治理的探討[J].环境研究与监测，2018，24（02）：44-46.