城市道路尾气排放及对策研究

田清

摘 要：随着城市快速发展，交通机动化水平大大提高，但也出现了交通污染等问题，机动车尾气排放物对人体及生态环境都有损害，急需采取有效措施对机动车尾气污染物进行治理，文中对城市道路交叉口和非交叉口路段尾气排放规律进行研究，并针对现有的尾气污染问题，提出了一系列对策，希望缓解城市机动车尾气污染现状，改善城市空气质量。

关键词：机动车尾气;尾气排放规律;对策

随着科学技术与经济的进步，人们出行越来越便利，机动化水平大大提高，公安交通管理调查局的调查结果显示，截至2020年6月底，全国机动车保有量达3.6亿辆，汽车保有量达2.7亿辆，其中31个城市汽车保有量超过200万辆，12个城市超过300万辆。自2010年以来，中国连续十年全球机动车产销量排名第一，机动化水平的提高虽然方便了居民出行，但是同时也带来许多问题，如交通污染、生态环境恶化等问题，机动车尾气问题日趋严重。因此，及时采取措施治理机动车尾气污染问题对改善城市空气质量具有重要意义。

1 机动车尾气污染的危害

机动车尾气污染物种类较多，其中一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物对人类健康起直接影响，对人体危害较大。图1是近5年来几种主要污染物排放量，从图中可以看出，近几年各污染物排放量逐渐减少，但机动车尾气排放量仍不可忽视，其中汽车是污染物排放的主要贡献者，这加剧了我国的空气污染。

1.1 一氧化碳（CO）

当汽车燃料发生不完全燃烧时，会产生CO，它对人体血液和神经系统损伤较大。若空气中CO浓度过高，会通过呼吸系统进入人体内，大量的CO会与血液中的血红蛋白发生结合，形成碳氧血红蛋白，并且其反应速度更快，结合力更强，从而减少人体中氧与血红蛋白的结合，导致血球携氧能力降低，血液内大量碳氧血红蛋白的存在会使氧血红蛋白的解析释放能力减弱，容易导致机体缺氧坏死，使人出现头晕、头疼、记忆力下降等症状，严重时会危及人的生命安全，对人的脑组织、心脏等产生损害。

1.2 碳氢化合物（HC）

大气中的HC大部分来自机动车尾气，并且机动车尾气污染物中HC种类多，成分复杂，含有200多种烃类化合物，其中醛类与多环芳香烃在紫外线的作用下会发生反应，对人的眼鼻及呼吸系统形成刺激，同时可以提高人类的患癌几率。另外，HC对空气中的臭氧浓度有影响，浓度增加，空气中臭氧浓度也会增加[2]，臭氧也会对人体免疫机能造成危害。

1.3 氮氧化物（NOx）

机动车尾气排放的NOx主要包括NO和NO2，NOx对环境及人类身体健康都会造成威胁。NOx与HC在太阳光的作用下会发生化学反应，产生光化学烟雾，这对人类的生命产生威胁，如1943年美国洛杉矶发生的光化学烟雾事件，造成多人身体不适。NOx也是酸雨形成的最大因素，它与空气中的水分发生作用形成酸雨。此外，它会进入人体呼吸系统，形成腐蚀性物质，引发肺部问题，也可与人体血液中的血红蛋白结合，使人体发生缺氧，对神经中枢系统造成影响。

1.4 颗粒物（PM）

机动车尾气污染以汽车为主，其中汽车尾气产生的颗粒物主要是硫酸盐等低分子物质，它通常无法用肉眼观察，并且可以飘浮在空气中，携带多种有毒物质，一旦人体吸入，经常会随着有毒物质一同在人体内沉积，对人的呼吸道和肺功能造成影响。同时，颗粒物也会导致雾霾产生，加剧大气污染。

2 城市道路尾气排放特点

随着机动车保有量快速增加，城市路网中交通量也快速增加，这造成交通拥堵问题，道路运行效率下降。由于城市道路中道路交叉口与非交叉口路段交通流特性不同，因此两个路段的尾气排放特点有所区别。由于机动车尾气大部分来源于汽车，因此城市道路尾气排放仅研究汽车尾气。

2.1 道路交叉口路段

城市道路交口区域污染物浓度较高，比路网中其他部分严重，因为道路交叉口两侧通常具有建筑群，并且车流量较大，人群较多，并且汽车运行通常受到交通信号控制灯的影响，交叉口附近会形成复杂的空气流场，汽车的运行工况大多是低速、怠速状态，此时尾气排放状态较为复杂，但尾气来源可分为两部分，包括低速行驶状态的尾气和等待过程中产生的尾气， 在道路等级、气象、行驶车辆等条件相同下，交通量和速度对汽车尾气排放影响较大，当交叉口内出现交通拥堵状况，出现多个交通灯才能通过的状况时，汽车的行驶工况以怠速、低速为主，此时会影响汽车发动机工作，发动机中混合气体较浓，发动机燃烧状况较差，导致污染物排放量增加，其中CO和HC的增加幅度较大。

2.2 非交叉口路段

城市道路非交叉口路段，正常情況下汽车行驶速度较高，交通流不间断，此时尾气来源于汽车行驶状态时产生的尾气。在道路等级、气象、行驶车辆等相同的条件下，尾气排放量与交通流密度有关，当交通流密度较小时，汽车平均行驶速度较快，此时汽车行驶工况以匀速为主，发动机处于比较稳定的状态，尾气排放因子较小，随着交通流密度的增加，交通流将由自由状态向拥堵状态转变，甚至出现排队情况，此时平均行驶速度将下降，发动机由稳定状态转为不稳定状态，汽车尾气排放量将会变大。

3 尾气污染治理对策

3.1 合理设置左转待行区

为了缓解交通拥堵现状，道路设计时选择在多个路口运用左转待行区对交叉口进行渠化，左转待行区的基本方法是直行绿灯亮起时，左转车辆启动，向左行驶提前进入道路交叉口进行等待，当左转绿灯亮起时，行驶通过交叉口，实现“二次左转”，在相同的绿灯时间内，增加通过交叉口的交通量，从而起到合理利用交叉口空间资源、提高道路运行效率的作用。但若在交叉口设置左转待行区时，在交叉口信号灯的控制下，机动车运行工况将由“匀速-减速-怠速-加速-匀速”变为“匀速-减速-怠速-加速-减速-怠速-加速-匀速”，汽车若处于怠速或低速状态时，汽车污染物排放量将会增加，而左转待行区的设置将会使汽车处于怠速或低速工况的时间延长，从而会增加汽车发动机不稳定的时间，导致尾气污染物排放量的增加，因此在道路交通组织过程中，要合理设置左转待行区。

3.2 新能源汽车的推广

随着科学技术的进步，人们对可持续发展越来越重视，随着机动化水平的提高，也产生了能源与环境问题，能源日趋紧张，生态环境恶化，因此各国纷纷对节能与新能源汽车进行研发，现已研发出可以替代石油的新能源，并研发出了纯电动汽车、混合动力汽车、氢动力车等，并且技术已经较为成熟，同时国家正在采取一系列政策鼓励民众购买新能源汽车，同时对相关企业提供技术指导和资金支持，促进新能源汽车的发展和普及。车企部门可以加大对新能源汽车的宣传，让公众对新能源汽车有一个具体的认识，培养民众绿色低碳环保的观念，同时也需要完善新能源汽车的配套设施，例如合理设置充电桩、维修点等，并加大对新能源汽车现有问题的研究，如充电时间过长问题、电池蓄电能力下降等问题[3]，提高民众对新能源汽车的信心。

3.3 发展绿色低碳交通

绿色低碳交通的核心是减少交通拥挤，降低能源消耗和温室气体排放，减少对生态环境的影响，实现可持续发展。绿色低碳交通系统由多个要素组成，主要包括公共交通、自行车交通和步行交通等[4]。在对城市用地进行规划时，需要根据地理位置、土地用途等可以城市用地划分为一个个的社区，如办公区、居住区、工业区等，此时需要在社区与社区间合理设置公共交通与慢行交通，减少交通拥堵，引导人们绿色出行，形成以公共交通为主导的出行方式，例如在城市快速公交系统附近可以设置自行车交通，合理地减少人们出行所耗费的时间，形成一个绿色、环保、快捷的交通出行方式，减少私人机动车的出行次数，从根本上对交通需求进行引导，使交通需求管理合理化，从而减少汽车尾气的排放。

3.4 完善相关的法律法规

为了减少城市道路中机动车尾气排放，交通部门应完善路网监控系统，加大执法力度，对于排放量较高的机动车应对其进行限行，如早高峰期禁止其出行，减少车辆集中出行，提高道路运行效率。同时，当地执法部门可以根据本地机动车组成情况，掌握污染物排放情况，针对本地情况制定具体措施。

4 结论

机动车尾气污染加剧生态环境的恶化，因此需要采取有效措施对尾气进行治理，这是一个长期的过程，也是改善城市居住环境、实现可持续发展的必经之路。本文从道路设计、技术发展、法律法规等层面提出了 尾气治理措施，希望可以有效缓解机动车尾气污染现状。

参考文献：

[1]中华人民共和国生态环境部.中国移动源环境管理年报 [R].北京，2020年.

[2]彭立新，唐孝炎，白郁华，等.天然源排放碳氢化合物对广州地区光化学污染的影响[J].中国环境科学，2000（2）：132-135.

[3]付甜甜.新能源汽车电池概述[J].電源技术，2014（12）：2217-2218.

[4]王强，齐晓杰.低碳生态视角下哈尔滨市绿色交通及可持续发展对策研究[J].综合运输，2017（9）：112-114.