汽车尾气污染及其控制技术研究

赵彬

摘要：机动车污染与机动车保有量、燃料利用率、燃料性能及交通状况等诸多因素密切相关，随着机动车保有量的迅速增加和城市化进程的加快，中国一些大城市的大气污染类型正在由煤烟型向混合型或机动车污染型转化，机动车尾气排放已经成为主要城市的重要污染源。

城市交通运输需要大量的能源。在全世界所生产的全部能源中，20%以上用于交通运输。这些能源消耗导致了城市、区域和全球性的空气污染。在城市的交通中心，机动车是造成空气中CO含量的90%～95%、NOx和碳氢化合物（CH）含量的80%～90%以及大部分颗粒物的原因。这些污染物不仅能够在空气中长久停留，还能引起污染更严重的光化学烟雾。在发达国家的城市中，汽车排放污染物成为空气污染的最主要来源。

基于此，本文针对汽车尾气污染及其控制技术进行分析研究。

关键词：汽车尾气;控制技术;污染;危害

一、汽车尾气污染危害分析

（一）碳氢化合物、氮氧化物危害

汽车尾气中含有碳氢化合物和氮氧化物。

碳氢化合物是发动机废气中的未燃部分，还包括供油系中燃料的蒸发和滴漏。单独的碳氢化合物只有在含量相当高的情况下才会对人体产生影响，一般情况下作用不大，但它却是产生光化学烟雾的重要成分。

NOx是发动机有一定负荷时大量产生的一种褐色的有刺激性气味的废气。发动机废气刚一排出时，气体内存在的NO毒性较小，但容易被氧化成毒性较大的NO2等其他氮氧化合物。NOx进入肺泡后能形成亚硝酸和硝酸，进而对人体的肺部组织产生较强的刺激，进而导致人体肺部毛细血管的通透性造成较为严重的影响，极易导致肺气肿的产生，威胁到人们的生命安全。

NOx与HC受阳光中紫外线照射后发生化学反应，形成有毒的光化学烟雾。当光化学烟雾中的光化学氧化剂超过一定浓度时，具有明显的刺激性。它能刺激眼结膜，引起流泪并导致红眼症，同时对鼻、咽、喉等器官均有刺激作用，能引起急性喘息症，可以使人呼吸困难、眼红喉痛、头脑晕沉，造成中毒。光化学烟雾还具有损害植物、降低大气能见度、损坏橡胶制品等危害。

（二）一氧化碳危害

在内燃发动机中，CO是空气不足或其他原因造成不完全燃烧时，所产生的一种无色、无味的气体。CO吸人人体后，非常容易和血液中的血红蛋白结合，它的亲和力是氧的300倍。因此.肺里的血红蛋白不与氧结合而与CO结合，致使人体缺氧，引起头痛、头晕、呕吐等中毒症状，严重时可能导致死亡[2] 。

（三）颗粒物（PM）危害

由发动机燃烧室排放出的颗粒物有三个来源，其一是不可燃物质，其二是可燃的但未进行燃烧的物质，其三是燃烧生成物。燃烧过程排出的颗粒物质的组成中大部分是固态炭，火焰中形成的固体炭粒子称为炭黑。炭黑可以在燃烧纯气体燃料时形成，但更多的则是在燃烧液体燃料燃烧时形成。颗粒物质的组成中除炭黑外还有碳氢化合物、硫化物和含金属成分的灰分等。含金属成分的颗粒物主要来自于燃料中的抗爆剂、润滑油添加剂以及运动产生的磨屑等。柴油发动机燃料燃烧不完全时，其内含有大量的黑色炭颗粒。炭烟不仅本身对人的呼吸系统有害，而且炭烟粒的孔隙中往往吸附着二氧化硫及有致癌作用的多环芳香烃等物质。

二、汽车尾气污染控制技术

（一）汽车尾气净化技术完善

纵观现阶段汽车行业的发展，大部分汽车制造企业会通过在排气口增设尾气净化装置的方式来减少尾气污染。虽然此方式的应用具备便捷性、低成本性、高推广性，但是无法真正达到理想的尾气治理效果，更多的体现出“治标不治本”。基于此，可以通过对尾气净化技术的完善来实现对汽车尾气的有效控制，具体包括曲轴箱通风装置、燃油蒸发污染控制装置、汽车磁化净化器、汽车电子点火器等装置技术[4] 。上述装置技术的应用，都可以实现对汽车尾气的充分过滤，进而促使汽车排放的尾气相较于以往的汽车尾气，在危害性方面大幅度减小。

（二）汽车保养与维护的强化

针对汽车尾气排放的控制，通过对汽车保养与维护的强化可以达到控制污染的目的。虽然汽车在初期阶段可以达到我国规定的排放标准，但是随着使用时间的不断延长，会使汽车排放尾气的危害不断增大。基于此，需要注重对汽车的定期维护与保养，定期进行滤芯和机油的更换，定期进行燃油系统清洁、定期进行维护维修，特别是汽车尾气后处理装置，存在时效性，应当根据使用年限和车辆行驶里程，定期更换，确保汽车处于稳定运行状态，减少汽车尾气排放过程中所产生的污染，进而实现汽车尾气排放达到国家标准要求。

（三）新能源技术的研发

传统石油资源的应用，难免会使汽车在运行期间产生毒害气体，影响到生态环境和人们的身体健康。并且石油资源并非是取之不尽用之不竭的，总有一天会消失殆尽。基于此，新能源技术的研发逐渐被提上日程，并受到人们的高度关注。以燃料电池汽車为例，通过电化学反应方式的应用将空气与氢气转变为动能，进而实现对汽车动力的提供[5] 。相较于普通蓄电池，燃料电池是通过对原子化合成分电子的捕捉，实现电能的转化，因此可以达到降低污染的作用。而除去乙醇、燃料电池、天然气应用于汽车能源之外，当前电动汽车的研发逐渐受到各大汽车企业的重视，例如现阶段风头正盛的特斯拉、蔚来、小鹏等企业，都侧重对电动汽车的研发和推动。相较于传统能源汽车，电动新能源汽车更加环保，并且在油耗成本方面表现较为突出。但是纵观现阶段新能源技术的研发，虽然已经取得初步成效，但是当前新能源技术的研发仍存在些许问题，例如亏电严重、充电时间长等，所以需要进行新能源技术的不断深入研发和不断完善与优化。

（四）三元催化净化技术

所谓尾气后处理，是指发动机在运行过程中，所产生的尾气在排气系统进行吸附、催化、过滤、转化以及再生的方式进行尾气污染物的减少。而纵观现阶段汽车尾气污染的控制，其中针对三元催化转化器的应用已经取得良好的效果，通过在排气系统中安设三元催化转化器，可以对CO、NOX、HC等物质的处理、还原，实现对汽车尾气污染的有效控制[6] 。三元催化转化器主要构成包括壳体、陶瓷载体、催化剂、以及减震密封垫等组成，安置位置在汽车发动机出口1.2m位置。三元催化器在实际运行期间，若催化剂床体温度未达到250℃，那么催化剂无法充分发挥出相应的作用和效果，而北方城市在冬季温度较低的情况下，三元催化器到达正常工作温度的时间较长，期间尾气排放得不到有效控制，因此还需对三元催化净化技术进行深入研发。

结束语

综上所述，随着我国生态环境的不断恶化，汽车尾气污染控制逐渐受到人们的关注，如何进行汽车尾气污染的有效减少俨然成为环境部门、汽车制造企业的主要思考问题。基于此，需深刻认知汽车尾气排放的危害，并通过对相应控制技术的施行和不断研发，实现对汽车尾气排放污染的减少。

参考文献：

[1] 李恒志.汽车尾气污染及其控制技术研究[C]// 决策论坛——政用产学研一体化协同发展学术研讨会.0.

[2] 王乐雪，孙庆寅，孙琪，et al.汽车尾气污染控制有效技术分析[J].科学技术创新，2018（32）：178-179.

[3] 吴更生，苏文甲.汽车尾气排放控制对策研究[C]// 2014中国环境科学学会学术年会.0.

[4] 刘晓亮.浅谈汽车排放污染物生成机理及控制技术研究[J].中国科技博览，2010（23）：309-309.

[5] 舒春芬.我国汽车尾气污染状况及其环保控制对策[J].聊城职业技术学院学报，2013，10（2）：20-22.

[6] 张秦赓，牛鲁燕，周永刚，et al.新形势下对我国汽车尾气污染的思考[J].环境科技，2011，24（s2）：111-113.

（作者单位：山东省临沂生态环境监测中心）