浅析如何控制交通污染

冯仁科

道路交通的污染指车辆排放出的烟、尘和有害气体，其数量、浓度和持续时间都超过大气的自然净化能力和允许标准，使人和生物等蒙受其害。

交通污染与车流量、车型、燃料、运行状态、道路条件及地理气象等有密切的关系。在不同的季节与时间里都在随机变化着。在我国不同地区的监测中，已发现环境空气的污染物中，车辆排放量占有较严重的分担率，如CO:65%～80%;NOx:50%～60%; THC:80%～90%。随着我国车辆保有量近年来以 15%以上的年增长率递增，上述各项污染物的排放量亦将上升。显然车辆排放物将成为我国环境空气的主要污染源之一。

在公路附近上空，往往形成浓度较高且持续时间较长的排放污染物区域，对人体健康形成危害，同时亦将对动、植物和水、土环境造成严重影响。

我国道路和车辆正处于发展的初期，抓住这一关键问题，控制好交通排放污染物，使道路交通发展要合乎生态环境的要求，与环境相协调，无疑是可持续发展战略的条件之一。

1 车辆排放的污染物成分及其危害性

汽车污染物按其形态可分为固体物(粉尘、烟尘)、液体(水滴)及气体(废气)。而汽车废气却是一种排放部位低、不易扩散的流动源，是大气被污染的重要源头，其影响面最宽，危害最大。

汽车废气主要从排气管、曲柄箱及燃料系统中排放出来，所排放废气中危害大的主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NO)和铅化合物及3，4一苯并芘等，现分述于下:

1)一氧化碳(CO)主要由汽车发动机的燃料燃烧不完全而产生。常在空挡行驶，经常刹车、启动、减速和加速时，排出量较大。这种废气成分是汽车排放物中含量较高的一种。汽车排放的分配量占空气中的 75%，个别城市更高，据我国 1989年对11个城市(清洁区)调查统计，一氧化碳浓度日均值在 0.86 mg/m3～8.2mg/m3之间，有4个城市日均值在4.8 mg/m3之间(已超标)。CO进入人体血液之后，产生碳氧血红蛋白(co-Hb)降低血液输氧能力，对人体心血管和神经系统构成危害。当这种血红素在人体中达10%时，会影响正常的工作和学习，占20%时，会感到头痛、头晕，出现中毒现象，占 50%～60%时，会致人死亡。2)碳氢化合物(HC)(简称烃，包括烷烃、烯烃和芳烃)产生于燃烧完全的汽油及汽油燃烧时裂化，在汽车减速时产生量最多。目前无总烃浓度限值标准，因总烃(THC)是由多种碳氢化合物组成，各地车用汽油来源不同，排放的总烃成分的组成比例不一致，单个碳氢化合物成分的毒性差异很大，非甲烷总烃对人体和动物的危害不取决于各种成分的累加浓度，而取决于其中有害成分的大小，它是形成光化学烟雾的主要成分，对人眼、鼻、呼吸道有强烈刺激作用。当知道非甲烷总烃的浓度时，即可判别光化学烟雾产生的可能性。3)氮氧化合物(NOx)汽油在高温燃烧的过程中产生NO。NO到大气中后，部分NO与空气中的氧结合，生产NO2，这是一种红棕色，有毒的恶臭气体。被汽车废气污染的大气同时存在着NO和NO2，主要产生于汽车发动机高速运转时，速度越高，则产生量越多，污染越严重。空气中的NO，由车辆排放的约占50%以上。全国监测 NO，浓度的年日均值的混合平均值为0.46mg/m3，实测表明，公路两侧明显高于此值。汽车排放的NOx中有95%以上的NO与空气接触后，很快氧化成NO2，NO2对人体和动物的眼、鼻、呼吸系统有很强的毒性。在 50 ppm以上时，产生咽喉剧痛和剧烈地咳嗽，在500 ppm以上时，几分钟内可严重侵害肺部，甚至死亡。研究还发现，NO2和SO2的协调作用可对一些植物造成严重影响。4)二氧化硫(SO2)在某些柴油发动机排出气体中含有，其排放量虽不大，但当其浓度达8 ppm时，人就开始感到难受，且经氧化成为SO3烟雾时(还不到0.8 ppm)人就受不了。对人可引起支气管炎和哮喘等病，并使桥梁等金属构件受腐蚀。5)铅化合物作为汽油的抗爆剂的四烷基铅，在燃烧过程中分解成氧化铅，被排放于大气，是一种剧毒物质，对人的肝、肾都会造成有害影响，并对消化系统、神经系统有损害。6)3，4一苯并芘是一种碳氢化合物(C20H12)，是一种剧毒的致癌物质。7)悬浮颗粒物(TSP)分为总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物。据监测结果表明，有65%的城市TSP最高日均浓度值接近0.65mg/m3，明显高于国外。TSP中的PM10有很大一部分来自于车辆，特别是柴油车的排放物。车辆排放的 PM10中，含有卤化物、有机碳和硫化物。TSP的浓度超过0.1mg/m3时，造成大气能见度下降和到达地面的辐射能减少。PM 10如进入人体呼吸系统，对呼吸道和肺部产生严重影响。8)光化学烟雾是一种次生物，是汽车排出废气中的碳氢化合物和氮氧化合物，在空气中经阳光紫外线照射发生一系列光化学反应生成的一种淡蓝色烟雾，同时生成溶胶，形成新的污染物。其基本原理为二氧化氮在强烈的太阳紫外线照射下发生分解，产生一氧化氮(NO)和原子氧(O);原子氧迅速与空气中的氧(O2)反应生成臭氧;臭氧再与碳氢化合物(HC)作用，经过一系列反应，结果产生了臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、醛类和其他许多复杂的化合物，统称为光化学氧化剂。这些光化学氧化剂形成的烟雾叫光化学烟雾。光化学烟雾的形成及其浓度，除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度外，还受太阳辐射强度、气象，以及地理条件的影响。光化学烟雾可刺激人的眼睛，引起红眼病，对人的鼻、咽、喉、气管和肺部都有刺激作用，可促进哮喘病人哮喘发作，引起慢性呼吸系统疾病进一步恶化，还可以诱发肺癌，以及加速人的衰老。光化学烟雾对植物的损害也十分严重，可使农作物减产、树木落叶或枯死。加速橡胶制品的老化、腐蚀建筑设备和衣物、使染料褪色等。此外，因光化学烟雾生成的气溶胶，常为0.1μm～1.0μm之间，不易沉降，易于散射太阳光线，以致显著降低大气的能见度，缩短视距，造成交通事故等危害。气溶胶还能吸附、浓缩大气中的其他污染物，带入人的呼吸道内，加剧污染物的毒害作用。

2 污染物的运动与扩散

要把机动车排出的颗粒(含固体与液体)与气体等污染物输送开，并扩散开来，主要靠大气的风和湍流作用，还与地形、地物有关。风主要使污染物向水平方向扩散，风越大，稀释越快，污染物浓度越低，但风速过大，污染物又反而会下沉。“湍流”又叫“乱流”，是大气中气流的方向和速度经常变化所呈现的极不规则的运动气流。它可使污染物向上、下、左、右扩散。自然界的风都具有这种湍流特性。如果没有这种特性，大气中的污染物，尤其是这种排放部位很低的机动车污染物就不容易扩散和稀释。一般而言，湍流强度越大，越有利于扩散。除风和湍流而外，大气稳定度也是决定大气扩散与稀释的一个重要因素。在大气对流层内，一般气温常因距地面的高度增加而逐渐下降，但有时也可能出现相反的情况，即距地面高度的增加，而气温呈上升的现象，这种现象称作“逆温”，一般逆温出现在晴天无云、无风或微风的夜晚。在逆温时，大气中的污染物就容易积聚于接近地面，甚至无法扩散，使地面污染物浓度超过平时的几倍甚至几十倍。如当上空出现高气压时，可出现下沉逆温层，阻止地面污染物向大气上层扩散，以致形成很厚的污染物。若得知下层逆温的预报时，则应减少排污量，对交通实行控制。

地形直接影响到气流的运动和温度，因而也直接影响到在大气污染的程度。污染物在运动中，如遇山地，在迎风面会产生下沉作用，使其附近地区受到污染。如山地不太高，污染物又会越过山地，在背风面产生下沉，使该地区受到污染。

3 控制汽车排放污染物的措施

3.1 严格执行有关法规，加强环境监测

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，有关部门制定了GB 3095-96环境空气质量标准对环境空气污染物的浓度限值规定和GB 14761-99汽车排放污染物限制及测定方法，对车辆排放物限值规定等有关法规。环境标准是环境保护法的重要组织部分，正确实施环境标准是加强和完善环境法制建设的重要手段。控制汽车污染物的排放，是改善环境空气质量的重要前提。加大环保的管理力度，加强各级环境管理机构的设置，按国标规定的检测方法实施对环境污染物的监测，是贯彻有关法规的必要保证。对公路而言，需以路中心线两侧各 200m的狭长地带作为监测范围。

3.2 改进机动车设备，控制排污量

改进内燃机结构，发展转子发动机，使汽油在免爆中燃烧完全。研究改进汽车的废气净化装置，改进曲柄箱、汽化器和燃料箱等，使之能避免或减少气体的遗漏，或强制性规定加装净化装置等，减少或改变排污的成分与数量。安装漏气回流管和补燃器，使气管排出物再次燃烧而变为无害的气化物。

3.3 改进能源

可研究采用电子汽车和采用液化天燃气、氢气、液化煤气与柴油的混合燃料;用无铅汽油来代替有铅汽油作燃料，是减少汽车排污的有效措施。对城市交通，可积极发展无轨电车、电动车、地铁等。从发展看，要研究无公害汽车和高效交通系统。

3.4 合理地布置路网与调整交通流、综合治理交通

如对道路交通噪声控制一样，在城市道路与公路的路网布设中，都应充分利用自然条件和有关结构物，把减少或避免对大气的污染物放在重要位置来考虑。还应注意加强交通管理，调整交通流，使道路上的车流有适当的流量和速度，尽可能地匀速、畅通，从而减少因高速、减速、刹车、走动等带来的污染。

3.5 绿化

考虑到实际的地形与气象条件，于道路两侧适当范围内进行绿化，是净化道路交通环境的既经济又有效的措施，并尽可能与降噪声措施一起考虑。

[1] 刘 芳，郝 攀.谈现阶段公路工程环境监理监测及其发展思路[J].山西建筑，2009，35(5):350-351.