浅谈机动车尾气污染的监测与防治

刘晓云陈旭英

摘要：分析了机动车尾气污染的危害及主要监测技术，并从技术和政策两方面探讨了机动车尾气污染的防治措施。

关键词：机动车尾气污染监测防治

1、前言

近年来，随着我国汽车保有量的迅速增加，汽车尾气污染也越来越受到关注。据统计，在我国大城市大气污染中，汽车排放的CO分担率占63%，NOx占22%，HC占73%，我国大气污染已由工业废物、煤炭烟气型向机动车尾气排放型转变[1]。因此，采取有效措施控制汽车尾气污染刻不容缓。

2、汽车尾气对人体健康的危害

汽车尾气中的主要污染物包括烟尘、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、可挥发性烃类，颗粒物等。其中，汽车排放的一氧化碳无色无味，进入血液后与血红蛋白结合，降低血液的输血能力，使心脏、头脑等重要器官严重缺氧，严重时导致中毒甚至死亡。氮氧化物影响人的呼吸系统，造成支气管炎，吸入肺内会造成肺气肿。汽油中随着废气排放的铅在血液中积累影响肾和神经系统，造成迟钝和行为错乱，研究表明儿童对铅尤为敏感。特别是碳氢化合物和氮氧化物在阳光照射下，会生成臭氧和浅蓝色的光化学烟雾，形成二次污染，不但降低大气能见度，而且对人体健康造成严重危害。1995年洛衫矶出现“光化学烟雾事件”，成千上万人得红眼病，呼吸系统疾病迅速上升，65岁以上老人几天内死亡4000多人[机动车环保网，I/M检测维护制度简介，20080131]。

3、汽车尾气遥测技术

遥测技术起源于美国，1988年美国丹佛大学利用非扩散红外线检测技术（NDIR）开发出能同时检测CO、CO2和HC的遥测设备，又于20世纪90年代利用非扩散紫外线检测技术（NDUV）进行了NOx测量方法的开发，我国也于2005年开发了具有自主知识产权的尾气遥测设备，并投入商业化生产[2]。以下主要对我国机动车尾气监测研究现状进行总结：

利用分子红外光波段的吸收光谱特性,丁蕾等研制了开路式机动车尾气非分光红外遥测技术与系统，通过采用单个红外探测器同时完成CO、CO2和背景的测量。该技术采用光斩波器与锁相放大器组合完成微弱信号的检测以及采用接收和发射一体系统结构,不需要抽取样品，实现了汽车行使过程中排放的尾气污染物的完全非接触在线自动监测，避免了由于采样带来的不准确性，可真实反映汽车在行使过程中尾气的排放情况[3]。王铁栋等采用1.5微米波段的半导体激光器作为光源的系统，通过调制光谱二次谐波检测技术测量CO、CO2[4]，利用可调谐二极管激光吸收光谱技术及其计算机自动识别技术的机动车尾气遥测系统可以在不影响车辆正常行驶的条件下，在道边对机动车尾气成份中的CO，CO2进行实时遥测。实验表明，基于该技术的尾气遥测系统可以迅速、方便地获得大量机动车的实时尾气排放数据和车辆信息，从而快速筛选出那些高排放的车辆[5][6]。

王铁栋等研究表明，NO和HC在200~250nm的紫外波段吸收非常强，可使用紫外差分技术对机动车尾气进行遥测，响应时间短[4]。魏杰等设计建造了一台可以对管道废气中主要是芳香类有机污染物进行多组分、实时检测的小型化的可移动激光质谱装置，小型KrF准分子激光器(248nm),可以对机动车尾气中芳香类物质进行多组分实时测量[7]。激光质谱法是探测环境污染的新方法,它具有高灵敏度、高选择性、多组分和快速实时的特点，可移动激光质谱仪主要用于对机动车尾气中芳香类有机污染物实现多组分、高灵敏度、快速、现场在线测量[8]。

4、机动车尾气污染的防治措施

机动车污染防治工作应通过政策和技术等多种手段，最大限度控制污染上升势头。其中，技术措施包括改进汽车发动机的结构,在汽车发动机内部进行尾气净化处理;改进汽车燃料,采用乙醇汽油、无铅汽油等。当然最根本的手段还是改变汽车的动力,研制和推广电动汽车、太阳能汽车等等。政策措施主要从机动车的生产、使用、报废等整个过程中的污染。政策措施主要从机动车生产、使用及报废等多个环节加强监管，制定措施，控制机动车尾气污染。

4.1机动车尾气污染防治技术措施

汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放,减少污染的最有效手段。按照我国总体规划,到2010年我国汽车尾气排放控制与国际接轨,达到国际水平。

尾气净化催化剂的发展已经经历了四个阶段,目前已开发出第四代尾气用催化剂。1974年,汽车排放只要求控制(CO)和未燃物(HC)的排放,大部分汽车安装Pt、Pd氧化型催化剂。随着NOx排放法规的出台,20世纪70年代末出现了Pt-Rh双金属催化剂,可同时净化HC、CO和NOx,故称三效催化剂。20世纪90年代,出现了第三代低温起燃和耐高温的三效催化剂。第四代尾气净化催化剂则是用价格相对低廉的钯部分或全部代替价格昂贵且资源储量日趋减少的铂或铑[9]。万李等利用活性碳纤维对机动车冷启动阶段产生的高浓度污染物进行吸附及催化，其低温吸附与催化性能对NO和CO具有转化作用。

此外，对机动车发动机内部进行调试，如调整喷油泵的供油量、降低发动机功率，使雾化燃料能够完全燃烧；改善喷油器质量，控制燃烧条件，使燃料燃烧完全；减小喷油提前角，降低发动机工作的最高温度等。发动机内部的清洁燃烧及机动车燃油的改用[10]等也可以有效改善尾气污染。

4.2机动车尾气污染防治的政策措施

首先,从源头抓起，削除产生污染的源头。从生产和管理环节入手，禁止销售和使用不合格机动车。第二,建立I/M制度，使车辆污染物的排放维持在正常水平。第三，在机动车修理行业增加对污染治理的要求,以达到对污染治理的经常性。第四，加大科技投入,加强对机动车排放控制技术的开发与应用。第五，要实现综合治理的目标,深入广泛的宣传是必不可少的。只有在全民环保意识得到加强和提高的基础上,污染治理的目标才有可能实现。

作者简介：刘晓云（1984-），女，山东省招远市，环境保护工程师，硕士研究生，研究方向：大气环境化学

参考文献：

1、张祥振,王永强,实施I/M制度,有效治理汽车排放,职业圈,2007（2）.

2、郝艳召,于雷,王宏图,机动车尾气遥测技术发展历程及应用研究,安全与环境工程,2010,17（4）.

3、丁蕾,刘文清,张玉钧等,机动车尾气和非分光红外遥测技术研究,量子电子学报,2003,20（4）.

4、王铁栋,刘文清,机动车尾气遥测技术和应用研究,大气与环境光学学报,2007,2（3）.

5、王铁栋,刘文清,基于可调谐半导体激光技术的机动车尾气中CO、CO2遥测,红外与激光工程,2007,36增刊.

6、董凤忠,,刘文清,机动车尾气的道边在线实时监测(上),测试技术学报2005,19（2）.

7、魏杰,郑海洋,激光质谱法对机动车尾气中污染物的实时监测,物理,2001,30（12）.

8、孔祥和,郑海洋,可移动激光质谱仪及在机动车尾气监测中的应用,原子与分子物理学报,2001,18（3）.

9、张宏艳,牟元平等,汽车尾气净化三效催化剂研究进展,化工科技,2006,14（5）：70-72.

10、李滨,机动车尾气污染及其净化处理技术,太原科技,2004,(5).