西安市机动车尾气污染现状及防治对策*

郑治中 狄育慧

(西安工程大学， 西安 710048)

西安市机动车尾气污染现状及防治对策*

郑治中 狄育慧

(西安工程大学， 西安 710048)

文章介绍了机动车主要污染物及其危害，根据近年来西安市机动车的保有量变化情况，对现有数据线性回归可以预测到2015年机动车保有量约为222万辆，运用数学统计的方法计算出2008-2015年机动车尾气中CO、HC、NOx的排放量，据此提出今后西安市防治尾气污染的对策和建议。

机动车保有量；尾气危害；防治对策

近年来，随着西安市经济建设和城镇化进程的迅速发展，机动车保有量也快速增加，机动车尾气排放污染物已成为大气环境污染的主要来源之一。根据环保部门的监测统计结果，西安市中心区域道路的HC、CO和NOx浓度呈逐年上升趋势，并且有研究表明交通区内污染物的浓度明显高于工业区、居住区、商业区、风景区等[1]。西安市的环境污染类型已经由传统的煤烟型污染转变为煤烟与机动车尾气混合型污染，为改善城市环境空气质量和居民生活环境，需尽快采取有效措施控制和降低机动车尾气污染物的排放量。

1 机动车主要污染物及其危害

机动车排放的污染物种类很多，据统计大约100多种，其中除空气中的氮和氧以及燃烧产物二氧化碳、水蒸气为无害成分外，其余均为有害成分，主要有：一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、二氧化硫、颗粒物和铅等。

1.1 机动车尾气对人体的危害

汽车尾气中的有害气体和颗粒物不仅对人体呼吸系统有伤害，导致呼吸系统免疫力下降，慢性气管炎、哮喘等发病率升高，肺功能下降，而且对免疫系统和生殖系统产生一定的危害，使机体对其他疾病的抵抗力降低[2]。其中，一氧化碳是尾气中有害物质浓度最高的成分，发达城市大气中一氧化碳大部分来自机动车尾气，它进入人体后极易与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，造成心脏、头脑缺氧，严重者会造成人体死亡。机动车直接排放的碳氢化合物中大多数对人体毒性并不明显，只有少数对人的呼吸道有刺激性。氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮，当氮氧化合物被吸入肺部后能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生强烈的刺激和伤害,以致引起肺部病变。二氧化硫虽然对人体伤害明显，但是机动车的排放量比较小，对人体危害不大。颗粒物吸入人体后，不但易引发呼吸道、肺部疾病， 颗粒物所携带的多种致癌物还可引发癌症，铅被人体逐渐吸收、蓄积，将引发血压的增高及心血管系统疾病，影响肾、肝及神经系统[3]。研究表明，出租车司机、交通警察与普通人相比，在考虑一些其他对身体状况影响因素外，他们患呼吸疾病的几率高出正常人,而且肺功能偏低[4]。

1.2 机动车尾气对环境的危害

氮氧化物与空气中的水分和其他物质反应形成酸雨、酸雾等，腐蚀建筑物、金属物品和名胜古迹等。酸雨汇入到河流、湖泊中，对海洋生物的生存产生威胁。机动车尾气排放的氮氧化物与碳氢化合物经过太阳光强烈紫外线照射后，产生一系列化学反应，形成光化学烟雾，导致空气质量降低，能见度下降。杨新兴等[5]计算大气能见度与颗粒物物理性质的关系，得出污染空气中的能见度通常只有10 km，甚至更低。

叶中进[6]通过对住宅、山林和公路周围土壤中铅含量的监测分析，得知汽车尾气中的铅确实对土壤环境，特别是公路周围的土壤有着明显的影响，在距离车流量较大的公路100 m以内的土壤中的铅含量已达中污染程度，不适宜居住和耕作。

当大气中二氧化硫、氮氧化物含量到一定浓度时，植物的光合作用会受到抑制，进而叶片退绿、枯萎、脱落[7]。光化学烟雾成分会破坏植物细胞膜，影响植物细胞内正常的氧化还原反应，改变植物细胞内呼吸作用的途径，严重时植物叶片会出现坏死的斑点。

2 西安市机动车保有量及尾气排放预测

2.1 西安市机动车保有量预测

根据有关部门统计，西安市2012年机动车保有量达到1 633 257辆，其中汽车1 380 125辆[8]。2008—2012年载客汽车和载货汽车分别以年均增长率21.27%和16.66%的速度增长，而摩托车保有量则趋于稳定，变化幅度不大。

对西安市2008—2012年机动车保有量(Y1)、汽车保有量(Y2)和年份(X)进行线性回归，得到如下方程式：

Y1=194 938X-390 580 884

(1)

Y2=1988 85X-398 785 687

(2)

式(1)和(2)中的线性相关系数分别是R2=0.995 1和R2=0.997 4，呈明显的线性增长趋势，通过线性回归方程可以预测2013年和2014年西安市机动车保有量为183万辆和202万辆，汽车保有量分别为157万辆和177万辆，而2014年7月份新闻报道：“西安市公安局交通警察支队在车管所为西安市第200万辆机动车举行挂牌仪式，并为车主颁发了纪念证书，这标志着西安市机动车保有量突破200万”，可以看出根据式(1)预测的机动车保有量基本与实际机动车保有量相同，所以可以用式(1)和(2)预测到2015年西安市机动车保有量约为222万辆，汽车保有量为197万辆。

截止2012年底西安市人口有795.98万，年内平均每天创造的汽车有1484辆，而2008年只有734辆，年均增长率为25.54%，与人口年均增长率0.77%相比，是人口增长率的几十倍。西安市2012年城镇居民家庭人均可支配收入为29 982元，其中用于交通支出为2 185元，占总收入的7.29%，城镇居民家庭每百户年末汽车拥有量为24.3辆，是2008年4辆的6倍多，可见人们生活水平的提高、收入的增加，为居民买车提供了经济基础，另外，随着汽车行业的飞速发展，汽车价格普遍较低，通过私家车数量的增长速度可以发现汽车逐渐成为家庭消费的主流产品。根据调查“西安市民出行方式的选择”，结果表明市民选择私家车的比例最高，为30.1%,其次是公交车和出租车，只有15.1%的人愿意选择绿色环保的自行车出行，这表明人们对以汽车作为出行工具存在偏好，在同样交通拥堵的情况下，人们更乐意选择小汽车出行，只是由于经济原因而选择公交[9]。总之，各种社会经济因素、有利条件及人们对生活追求享受等使得西安市对机动车的需求加大。

2.2 西安市机动车尾气排放量计算及预测

影响机动车污染物排放量的因素包括排放因子、车流量、道路长度、行驶速度、行驶里程等，有多种计算方法，本文按照HJ/T 180—2005《城市机动车排放空气污染测算方法》提供的公式(3)和(4)计算得到西安市机动车污染物排放清单和排放总量。

EQjw=Pj×Mj×Efjw×10-6

(3)

(4)

式中：n—车辆类型总数；

J—车辆类型；

w—污染物类型；

EQw—所有类型车辆，第w种污染物的年排放量，t/a；

EQjw—第j类车型，第w种污染物的年排放量，t/a；

Pj—第j类型车辆的保有量，辆；

Mj—第j类型车辆的年均行驶里程，km/a；

Efjw—第j类型车辆，第w种污染物的排放因子，g/km。

根据公式(3)和(4)可计算出西安市2008—2012年西安市各种尾气污染物排放量和总量及预测2013—2015年尾气污染物排放量如表1～4所示，其中各车型的年均行驶里程及各种污染物的排放因子见参考文献[10]、[11]、[12]。

表1 西安市各年度机动车污染物HC排放量清单 104t

表2 西安市各年度机动车污染物CO排放量清单 104t

表2(续)

表3 西安市各年度机动车污染物NOx排放量清单 104t

表4 西安市各年度机动车污染物排放总量

根据上表中数据可得到机动车各种污染物排放量增长趋势及排放总量增长趋势如图1所示。由表4数据和图1可以看出西安市机动车排放的3种污染物及排放总量都是呈线性增长趋势，其中每年CO的排放量占污染物排放总量的80%以上。分析表1、2和3中数据，发现各年度西安市机动车3种污染物排放量来源中，载客汽车排放的污染物数量最大，其次是摩托车，这与他们保有量基本成正比，可见控制载客汽车和摩托车保有量对于减少机动车污染物排放具有重要意义。

图1 2008—2015年西安市机动车污染物排放量变化趋势

3 西安市机动车排放防治对策及建议

针对西安市大气环境污染严重、机动车保有量日趋上升的现状，有关部门已经作出了相应的对策，制定并颁布《西安市机动车排气污染防治条例》，主要内容包括：执行新车污染物排放标准和环保达标车型目录；推广使用优质车用燃料和其它清洁能源；加强城市公共交通运输及道路客运车辆的管理；严格黑烟车辆禁行和老旧车辆淘汰报废；实行在用车环保分类合格标志管理和机动车排气污染综合信息管理；实施机动车排气污染社会监督和超标车辆强制维护；强化机动车排气污染定期检测和路(抽)检执法检查等内容。同时，对机动车排气污染防治的主管部门、相关管理部门的职能和责任进行了规定[13]。另外，还启动了机动车排气污染遥感检测；加大对无标车和黄标车违反限行规定的查处力度；执行国家第四阶段机动车污染物排放的标准；氮氧化物也被列入尾气检测；实施机动车环保分类合格标志管理等；地铁1号、2号线的建成和正在建设的3号、4号线为西安市缓解了巨大的交通压力。

大部分学者认为防治尾气污染应该加大发展清洁新能源汽车，改用汽车燃油并从技术、工艺、结构、原理和设计方面改进汽车发动机的运行状况，使出厂的汽车尾气排放达标，还应该大力研制汽车尾气净化处理装置，通过实施检测维修制度和旧车淘汰制度加大对在用车的管理制度，如果达不到标准，实施处罚，强制尾气达标。城市环保部门、交通管理部门应该加强合作，对进入城市机动车辆进行监测，控制外来车辆的尾气排放，加强城市规划和道路建设与管理。大力发展公共交通，减少私人车辆的使用和城市交通拥堵现象，进而减少污染物排放。大力宣传环保知识，增强公众环保意识，使人们认识到环保的重要性，从而选择绿色环保的出行方式[14]。曲凌夫[15]还提出：应该开征汽车污染税来限制大排量的汽车的数量，使消费者在购车时，注重环保因素，也可使汽车制造企业更重视环保技术；加强城市生态园林建设，加快种植能高效吸附、吸收粉尘和有害气体的树种，增强对空气的净化功能。

虽然西安市一直努力控制机动车尾气排放，并取得了一定效果，但污染问题还是比较严重，为了更好的改善生活环境，减少汽车尾气的危害，建议采取以下措施：

(1) 积极推动收费自动化。收费自动化系统就是通过一些先进的技术完成汽车与收费站的无线通信，进行车辆识别和收费数据交换，实现不停车自动收费，这样不仅可以降低因收费而造成的交通拥堵和环境污染，而且还可以提高燃料的利用率。

(2) 提高城市绿化覆盖率。汽车排放尾气中铅污染范围主要在道路两侧100 m以内， 在100 m以外几乎无明显影响。当绿化覆盖率达到10%和40%时，空气中SO2、TSP和苯并芘3种污染物的净化率分别是20%、15.7%、23.6%和80%、62.8%、94.5%[16]。有些植物可以吸收、吸附有害气体和粉尘，起到净化空气的作用。绿化覆盖率达到40%以上的城市，空气质量明显优于绿化率为10%的城市。鉴于西安市道路两旁大部分已进行绿化，可以对道路两旁的建筑物应用垂直绿化、屋顶绿化等技术，尽可能提高绿化率。此外，马树华等[17]通过研究汽车尾气对五角槭、山荆子、山梨和茶条槭4树种叶绿素荧光参数的影响，表明茶条槭更适合于尾气污染严重区(如交通干线等)栽培，而五角槭、山梨和山荆子则适合于轻污染区(如小区、公园等)栽培。

(3) 增强环保意识、遵守交通规则。有时候交通拥堵并不是因为车流量大，而是行人不遵守交通规则，造成汽车为避让行人减速或停车等待，还有些司机抢道、强行超车，最终不成功，卡在中间造成混乱。所以，遵守交通规则既可确保安全又为减少污染物排放做贡献。通过电视、广播等媒体宣传教育，加强全民环保意识，尽量选择乘坐公交车或者骑自行车，低碳环保出行，不仅可以减少污染，还可以避免拥堵节省时间。

(4) 适当控制城市内机动车数量。减少机动车数量是最直接的控制污染物排放的手段，加大对黄标车和无标车违反限行规定的惩罚力度，建立黄标车淘汰的经济激励机制。西安市是文化古都、旅游胜地，节假日会有外地游客乘车来游玩，可以通过限号来限制外来车辆进入市内，平时出行高峰期也通过限号来控制城市内行驶车辆，进而降低污染物排放。

4 结语

机动车一方面改变着交通和运输的方式，使人们的生活更加便捷和舒适，而另一方面机动车尾气的排放严重污染城市空气环境，带来城市热岛、产生光化学烟雾等一系列环境问题，并且有害气体损害呼吸系统，威胁人们的身体健康。通过对西安市机动车保有量现状的调查和预测，到2015年，西安市机动车保有量约为222万辆，尾气排放量约为104万t，机动车尾气将成为西安市目前和未来大气污染物的重要来源之一，所以防制机动车尾气污染对保护我们的生活环境、营造良好的生存空间，提高城市空气质量具有深远的意义。然而，防治和减少汽车尾气污染物的排放是一个复杂的技术问题和广泛的社会问题，需要从技术改革、行政管理、法律法规、城市建设、道德教育等诸多方面综合考虑,选择合适的防制对策,走综合、全面的治理道路。

[1] 段孟辰.西安市不同功能区空气中苯系物的污染特征[D].西安：西北大学，2014.

[2] 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.

[3] 刘云.汽车尾气对环境的影响[J].科技成果纵横，2008(6)：48-49.

[4] 白晓龙,何康林.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] 杨新兴，冯丽华，尉鹏.汽车尾气污染及其危害[J].前沿科学，2012，23(6)：10-22.

[6] 叶中进.汽车尾气对公路周边土壤铅含量的影响[J].中国环保产业，2006(1)：28-29.

[7] 李博.6种花灌木对汽车尾气胁迫的生理反应及抗性研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2012.

[8] 西安市统计局.西安统计年鉴2013[M].西安：中国统计出版社，2013：464-465.

[9] 赵妹.八成市民不满意西安交通现状[N].西安晚报，2011-09-16.

[10] 邓顺熙，曹申存，成平.西安城市交通干道汽车污染物排放因子[J].交通环保，1999，20(4)：25-32.

[11] 何晨伟.西安市机动车污染状况与治理对策[D].西安：长安大学，2011.

[12] 梁闻洋.西安市机动车尾气排放现状、预测及控制对策[D].西安：长安大学，2010.

[13] 西安市环境保护局.西安市机动车排气污染防治条例[EB/OL].(2009-09-07)[2014-9-23]http://www.xaepb.gov.cn/ptl/def/def/index_982_4434_ci_trid_168268.html.

[14] 邱国敏.汽车尾气对空气污染的危害及对策[J].工业安全与环保，2001，27(8)：35-36.

[15] 曲凌夫.汽车与环境污染[J].生态经济，2010，(7)：146-149.

[16] 耿永生.汽车尾气污染及其控制技术[J].环境科学导刊，2010，29(6)：62-69.

[17] 马树华，王庆生，李亚藏.汽车尾气对四种北方阔叶树叶绿荧光特性的影响[J].生态学杂志，2005，24(1):15-20.

The present Situation and control measures of motor vehicles exhaust pollution in Xi'an

Zheng Zhizhong, Di Yuhui

(Xi'an Polytechnic University, Xi'an 710048, China)

this paper attempts to introduce the number of motor vehicles in recent years in Xi'an, through the linear analysis of existing data, we can predict that the number of motor vehicles is about 2.22 million in 2015 and calculate the CO, HC, NOx of the exhaust emission by the mathematical statistic methods. Taking Xi'an as an example, the present status of air quality and contamination of vehicle exhaust gas caused great harm to human being and environment, so we should realize the necessity of preventing the exhaust pollution. According to the existing prevention and control regulations of motor vehicle exhaust pollution and countermeasures proposed by some scholars, the paper conclude the countermeasures and suggestions of prevention and control regulations of motor vehicle exhaust pollution in the future of Xi'an.

possession of motor vehicles; exhaust pollution; prevention and control measures

* 陕西省科技攻关项目(项目编号：2013K11-31)；西安市城乡建设资助项目(项目编号：SJW2014002)

2014-10-10；2014-10-30修回

郑治中，男，1991年生，硕士研究生，研究方向：景观格局与热环境效应。E-mail：1078243326@qq.com

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