客车内气体污染问题分析及对策

阮帅帅

随着生活质量的提高,人与车的关系日益密切。我们在坐车时经常会闻到一些刺激性气味,部分人还会感到头晕、头痛、呼吸不适等,这些现象的产生均来自客车里的空气污染。本文将对客车内气体污染问题进行初步的分析和探讨。

一、客车内气体污染问题的分析

1.客车内主要污染物的种类及危害

客车厢内空气污染物成分复杂,主要有TVOC、可吸入颗粒物、碳氧化物、微生物等。

(1)TVOC:包括醛类、烯类、芳烃类等多种有机挥发成分。其中,醛类(如:甲醛等)会刺激人体眼结膜和呼吸道黏膜,引起畏光、流泪、咽痛等不适症状;芳烃类(如:苯、甲苯、二甲苯等)会影响人体造血功能,导致贫血、皮下出血,甚至白血病等;烯类及其他有机挥发物(如:三氯乙烯、三氯甲烷等)都会在不同程度上造成人体神经系统及肝、肾等器官损害。

(2)可吸入颗粒物:主要有干炭烟(DS)、可溶性有机物(SOF)和硫酸盐。它们易引发各类呼吸性疾病。

(3)碳氧化物: CO2过量会刺激人眼及喉部,还会引起精神恍惚;当车内人多且紧闭时,易使CO2转变为CO。另外,发动机不完全燃烧产生的CO也会从车体各缝隙进入。CO极易与血红蛋白亲合,被吸入后,会使人脱氧,导致头昏、头痛,甚至窒息死亡。

(4)微生物:通过客车内空气运动,细菌、真菌、病毒等遍布车厢空间, 极易引起人体呼吸系统疾病,此外还会造成细菌、病毒的交叉感染。

2.客车内空气污染物的来源

客车内污染物如此繁多,究其源头,概括如下:

(1)车用材料污染:汽车密封橡胶、仪表盘塑料、车厢油漆、座椅皮革、车体黏结剂等材料中含有各种有机溶剂、添加剂,会挥发出苯、甲苯、二甲苯、甲醛、卤代烃等一系列有害物。

(2)车载空调污染:车载空调的清理工作易被人们忽略,长期不清洗会在其内附着大量灰尘,并滋生各种细菌等。一旦启用,就会将这些颗粒物及细菌吹入空气中,引起车内污染。

(3)引擎废气污染:当车体密闭不严时,发动机油料中的不稳定成分会挥发进入车内;此外,当车辆追尾,怠速等待时,易使前车尾气从后车缝隙窜入车厢 (这些废气中主要含有碳氢化合物、碳氧化物、氮氧化物、颗粒物等)。

(4)乘客自身及其活动污染:首先,人体代谢会产生CO2 、NH3 、H2S等有害物质;其次,部分乘客在车内吸烟;再是,乘客自身或服装上还可能携带各种细菌、病毒等。

3.客车内气体污染主要影响因素分析

造成厢内气体污染的因素固然很多,但下列因素的影响尤为普遍。

(1)温度:一方面,由于车用材料中的不稳定成分随着温度升高,挥发量会加大,从而导致车内污染物浓度急剧增加。另一方面,温度也影响微生物的繁殖速度。如:当车内温度在20～35 ℃, 湿度在75 %～95 %之间时, 会使霉菌呈爆发性生长。因此,温度对车内污染影响很大。

(2)发动机工况及布置形式:发动机在加速、减速、冷起动等工况下产生的污染要比稳定行驶时严重,应减少这些不稳定工况。另外,引擎布置形式也会影响车内空气污染的状况。资料显示,发动机前置后桥驱动和中置后桥驱动方式,都易使发动机的气味、热量等传入车内,而采用后置后桥驱动方式,则能很好地隔绝气味和热量。所以,采用后一种形式,能减少车厢空气污染,提高乘坐舒适性。

(3)外界空气质量:当外界空气质量较差,尤其是在交通拥堵路段行驶时, 车厢内一氧化碳、NOX 、可吸入颗粒物等含量较高。如遇车辆追尾,车内污染物浓度更高。

(4)车龄。一般来说,新车的空气污染比旧车严重。主要是由于新车上的各种装饰材料、黏合剂等挥发量较大。

(5)其他。气候条件、季节变化、海拔高度、密闭状况、乘客多少、车内人员行为等都会对车内空气污染程度造成一定的影响。

二、改善客车内空气质量的策略

如何改善客车的空气,提高人们的乘坐质量,已成为汽车界探讨的重要课题。笔者也就这一问题进行了一系列的理论研究及实践探索,在综合多方面因素的基础上,认为可以多措并举。

1.控制污染来源

(1)慎选材料:在车辆生产时,严格控制含有害成分材料的使用,并积极寻找其它环保的替代材料。同时,国家应尽快制定并完善相应的法律法规,加强客车车厢空气污染的检测,限制污染超标车辆的出厂,这在某种程度上也促使汽车制造商选材更谨慎。

(2)减少有害物进入量:一是加强汽车密封度。密闭不严,一方面,会导致污染物从密封面窜出;另一方面,也会使有害物通过缝隙进入。汽车的密封部位很多,主要是发动机和车厢。对发动机而言,应加强气缸盖罩、气缸盖、气缸体、曲轴箱等接合面及各管路连接处的密封。如果上述密封部位密闭不可靠,将会引起燃烧废气、油料蒸汽等的泄漏,加重污染;另外,曲轴箱应用PCV系统,也可减少废气排出。对于车厢,应注重发动机周围车厢隔板,以及车门、车窗与车体的密封,尤其是旧车,门、窗等磨损变形大,更易使废气进入车内。因此,我们一定要选用性能优良的密封材料,并优化密封结构,使密闭更可靠。二是增加路网密度并合理管理道路,可使车辆运行畅通,减少追尾,怠速等待等情况,从而降低有害物进入车厢。

(3)降低尾气污染排放:一是通过改进发动机结构(如:多气门机构、双排气系统、可变配气定时等),或提高燃油品质,来改善燃烧过程,减少污染物产生;同时,加强尾气处理(如:二次空气喷射、三元催化转换、废气再循环等),从而减少排到空气中的有害物。二是提高驾驶技能。操作熟练的驾驶员,在行车过程中能合理选择,避免不必要的加速、减速,使发动机运转平稳,减少污染物排出。三是重视维护。当缸壁与活塞环隙过大,会使机油上窜,极易产生尾气污染,须及时维护。对排放超标的车辆,应进行强制性维护。如果部分车辆经维修后仍无法达到标准,应严格将其淘汰。

2.配备净化装置

为了减少车内空气污染,还可在车内采取一些积极有效的净化措施。

(1)物理净化:一是静电除尘。根据电极具有异性相吸,同性相斥的特性,可以利用很细的金属丝将空气电离,并使带负电的粒子在静电场作用下向正极运动,在途中如遇烟尘颗粒,使之带上负电,一并向正极运动。此时,就可在正极处收集微粒进行净化。但它主要适合除尘,对其它污染物的净化效果甚微。二是活性炭吸附。利用活性炭的多孔性和吸附性,将其置于空调系统前端或车内其它部位,可对空气中的苯系物、颗粒物等进行吸附,起到净化车内空气的作用。

(2)生物净化:一是微生物分解。利用微生物新陈代谢过程中消耗有机物的特性,并加入具有催化作用的酶,使微生物快速分解车内污染物,从而起到空气净化的效果,且不会造成二次污染。二是植物吸收。在车内放置微型吊兰等植物,使其对甲醛等有害气体进行吸收。但在适应时一定要注意及时修剪,盆栽不宜过沉。

(3)化学净化:一是光触媒催化反应。光触媒在太阳紫外光下,能激发出空穴(h+)和电子(e-),并分别把空气中的水和氧气氧化还原成氢氧自由基和超氧化负离子。之后,氢氧自由基与超氧化负离子将附着光触媒表面的有机化合物及部分无机物氧化成水和二氧化碳等无害物质,且不会产生二次污染,但价格昂贵。二是抑制剂抑制。由于甲醛等VOC挥发期长,可使用一些抑制剂来减少挥发。如:在车内顶棚,座椅后背等处喷洒甘氨酸钠(SG)溶液会形成薄膜,能抑制甲醛的挥发,从而降低车厢空气污染物浓度。

此外,还可应用臭氧、紫外线、负离子、等离子体、紫外线等净化技术,来减少车内污染,但各有不足。

3.合理通风换气

通风换气也是一种减少车内空气污染的措施。不妨在车厢内外各设传感器,使其定时检测主要空气污染物,并进行比对。当车外空气质量较好且温度适宜时,直接打开车窗或天窗;当车外空气质量不如车内时,及时关上车窗及天窗;当天气状况恶劣不宜开窗时,如遇车内空气质量不及车外,能自动开启排气设备,并定时开窗,稀释污染气体。

4.增强车内环保

通过教育,让人们进一步意识到客车气体污染的有害性。相关工作人员务必要定期对客车,尤其是新车,进行通风,防止污染物聚集;还应定期清洗车厢,保持通风系统的清洁,以免尘垢堆积,微生物滋生等;拒绝使用清新剂或香水,以免产生二次空气污染;同时乘客也要注意,不可在车上吸烟等等。

三、结论

本文在分析客车内气体污染的影响因素后,研究了上述应对策略,得出如下结论:对厢内气体污染物直接进行无害化处理,在技术上和推广上还存在难度。我们应该从以下几方面着手,减少车内污染:

在客观方面,第一,选用低污染或无污染的车用材料,从生产源头减污;第二,控制废气排放并加强车辆密封,减少有害物进入车厢;第三,采用上述空气净化措施,尽管存在各种局限性,但仍可提高空气质量。从主观方面来说,乘众必须重视客车气体污染问题,并学会文明坐车,规范行为,避免增加人为的污染。

(作者单位:黑龙江省哈尔滨东北林业大学交通学院)