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汽车排放污染物及其危害分析综述

1.1绪论

自1886年第一辆车发明以来，各国的汽车保有量不断突破新高，汽车的发明，给人们的出行带来了方便，但是也带来了环境污染的问题，近20年的研究结果表明,汽车的排放污染物对环境影响不仅是局部的，许多影响还可以扩展到大气层中很远的距离及其他地区，并且存在时间非常长，严峻的环境问题使得各国纷纷投入大量的人力物力去解决其带来的隐患，目前，汽车的竞争可以说是环保技术的竞争，也是其科技技术水平的体现。

本文通过分析汽车尾气排放物中的有害成分、探究其影响因素以及归类分析了当下最为实用的新型排放控制技术，从技术手段入手到国内政策对汽车排放问题进行一次探讨，通过本次研讨工作，可以为我国汽车排放控制技术提供新思路，并能促进国内环境的综合治理，促进汽车更趋于环保节能型发展。

1.2汽车尾气排放污染物种类及其来源

据分析表明，汽车尾气排放物其构成十分复杂，多达数百种，主要污染物包含有：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOX）以及碳氢化物和微粒，除了这些主要污染物之外，还包括重金属污染物和硫氧化合物等。一般来说，排放的污染物主要来源是：

一氧化碳（CO）：因可燃混合气于缸内燃烧不充分以及氧含量不足所产生的中间产物。

二氧化碳（CO2）：燃烧充足的生成物。

氮氧化物（NOX）：主要包含一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），其大部分由一氧化氮（NO）构成，是N2在燃烧高温下的产物。

硫氧化物（SOX）：汽车燃烧产物中硫化物主要因为燃料中含硫物质的燃烧。

微粒物（PM）：主要是在于内燃机燃烧过程中由于高温缺氧的条件下产生，排气微粒有三种来源：含铅汽油中的铅、有机微粒、源自汽油中的硫所生成的硫酸盐。

重金属污染物：铅、锌、铜等。其主要来源为含铅汽油和润滑油的燃烧。

1.3汽车排放污染物产生机理

1.3.1一氧化碳（CO）

一氧化碳（CO）是汽车排放物中主要污染物之一，也是最早被发现污染物之一，是含碳烃类燃烧不充分生成的中间产物[1]，主要原因是混合气太浓（过量系数小于1）会使混合气中氧气含量不足，燃料不能完全燃烧导致产生CO，在浓混合气燃烧条件下的平衡过程为：

(1.1)

由于发动机缸内温度很高，纵然在燃烧时有充足氧气的条件下[2]，但当缸内温度高于2001℃时，CO2也会产生高温离解反应，其平衡过程为：

(1.2)

1.3.2碳氢化物（HC）

汽油车尾气中的HC主要源自于燃烧室，其主要途径有：?由于多种原因导致的不完全燃烧所产生的HC；?燃烧室壁面“火焰淬熄”作用形成HC；?燃油系统中在高温条件下产生的燃油蒸汽；④曲轴箱里被流入的窜气里含有大量未燃燃料[3]，其中的排放物中也包括HC。

1.3.3氮氧化物（NOX）

NO是从O2中离解或者是因为N原子对O2作用生成的氧原子和氮分子引起了联锁反应而成[4]，NO的生成主要与燃烧温度和氧的浓度有关。

(1.3)

NO2浓度含量在汽油机排放所占极低，而在柴油机中却可占到总NOX的20%~35%，目前来说对NO2生成机理研究还不够深入，大体上均都视为NO在火焰区快速地转变为NO2，其反应机理为：

(1.4)

1.3.4微粒物（PM）

微粒在汽油中的排放量极低，目前对微粒排放控制较好，因此，微粒物不是汽油机中的主要污染物，但是其在柴油机排放污染物中占有较大比例。柴油机排气中的微粒构成相当复杂，结构也较为独特，是以团状或链状存在，其组成与柴油机的运转工况有密切关系，特别是排气温度。当排气温度在500℃以上时，排气物微粒大致为众多碳质微球的聚合体，称之为烟粒（DS）；当排气温度不高于500℃时（柴油机运转大部分工况下），所产生的烟粒会吸附众多有机物。简单的来说，我们可将微粒排放形式分为白烟、蓝烟、黑烟，其中白烟通常于冷启动和怠速工况下产生，蓝烟通常是因柴油机没有充分预热或低温时产生，且篮烟中还窜有燃烧室中的润滑油的成分，黑烟又名碳烟，因烟中所含密度大、颗粒细微碳粒子而得名，通常在大负荷工况下产生，目前虽然对微粒的生产机理有许多基础研究，但还不够成熟，一般而言，均将其视为燃料在高温却氧的条件经过裂解脱氢以后的产物，也可说为是在扩散火焰中燃油浓度较高的燃烧区产生[5]。

1.3汽车排放污染物对人体损害

如前文所写，我们可知汽车尾气中的主要污染物，上述污染物大部分都对人体健康均有害处。一氧化碳（CO）的性质为无色无味有毒气体[6]，因其极易与血红蛋白作用，导致血液输氧能力严重减弱，心脑器官缺氧并发生头晕、萎靡等症状，严重时更可能导致窒息