淺析如何控制交通污染

馮仁科

道路交通的污染指車輛排放出的煙、塵和有害氣體，其數(shù)量、濃度和持續(xù)時間都超過大氣的自然凈化能力和允許標準，使人和生物等蒙受其害。

交通污染與車流量、車型、燃料、運行狀態(tài)、道路條件及地理氣象等有密切的關(guān)系。在不同的季節(jié)與時間里都在隨機變化著。在我國不同地區(qū)的監(jiān)測中，已發(fā)現(xiàn)環(huán)境空氣的污染物中，車輛排放量占有較嚴重的分擔率，如CO:65%～80%;NOx:50%～60%; THC:80%～90%。隨著我國車輛保有量近年來以 15%以上的年增長率遞增，上述各項污染物的排放量亦將上升。顯然車輛排放物將成為我國環(huán)境空氣的主要污染源之一。

在公路附近上空，往往形成濃度較高且持續(xù)時間較長的排放污染物區(qū)域，對人體健康形成危害，同時亦將對動、植物和水、土環(huán)境造成嚴重影響。

我國道路和車輛正處于發(fā)展的初期，抓住這一關(guān)鍵問題，控制好交通排放污染物，使道路交通發(fā)展要合乎生態(tài)環(huán)境的要求，與環(huán)境相協(xié)調(diào)，無疑是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的條件之一。

1 車輛排放的污染物成分及其危害性

汽車污染物按其形態(tài)可分為固體物(粉塵、煙塵)、液體(水滴)及氣體(廢氣)。而汽車廢氣卻是一種排放部位低、不易擴散的流動源，是大氣被污染的重要源頭，其影響面最寬，危害最大。

汽車廢氣主要從排氣管、曲柄箱及燃料系統(tǒng)中排放出來，所排放廢氣中危害大的主要有一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NO)和鉛化合物及3，4一苯并芘等，現(xiàn)分述于下:

1)一氧化碳(CO)主要由汽車發(fā)動機的燃料燃燒不完全而產(chǎn)生。常在空擋行駛，經(jīng)常剎車、啟動、減速和加速時，排出量較大。這種廢氣成分是汽車排放物中含量較高的一種。汽車排放的分配量占空氣中的 75%，個別城市更高，據(jù)我國 1989年對11個城市(清潔區(qū))調(diào)查統(tǒng)計，一氧化碳濃度日均值在 0.86 mg/m3～8.2mg/m3之間，有4個城市日均值在4.8 mg/m3之間(已超標)。CO進入人體血液之后，產(chǎn)生碳氧血紅蛋白(co-Hb)降低血液輸氧能力，對人體心血管和神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)成危害。當這種血紅素在人體中達10%時，會影響正常的工作和學(xué)習(xí)，占20%時，會感到頭痛、頭暈，出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，占 50%～60%時，會致人死亡。2)碳氫化合物(HC)(簡稱烴，包括烷烴、烯烴和芳烴)產(chǎn)生于燃燒完全的汽油及汽油燃燒時裂化，在汽車減速時產(chǎn)生量最多。目前無總烴濃度限值標準，因總烴(THC)是由多種碳氫化合物組成，各地車用汽油來源不同，排放的總烴成分的組成比例不一致，單個碳氫化合物成分的毒性差異很大，非甲烷總烴對人體和動物的危害不取決于各種成分的累加濃度，而取決于其中有害成分的大小，它是形成光化學(xué)煙霧的主要成分，對人眼、鼻、呼吸道有強烈刺激作用。當知道非甲烷總烴的濃度時，即可判別光化學(xué)煙霧產(chǎn)生的可能性。3)氮氧化合物(NOx)汽油在高溫燃燒的過程中產(chǎn)生NO。NO到大氣中后，部分NO與空氣中的氧結(jié)合，生產(chǎn)NO2，這是一種紅棕色，有毒的惡臭氣體。被汽車廢氣污染的大氣同時存在著NO和NO2，主要產(chǎn)生于汽車發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，速度越高，則產(chǎn)生量越多，污染越嚴重?？諝庵械腘O，由車輛排放的約占50%以上。全國監(jiān)測 NO，濃度的年日均值的混合平均值為0.46mg/m3，實測表明，公路兩側(cè)明顯高于此值。汽車排放的NOx中有95%以上的NO與空氣接觸后，很快氧化成NO2，NO2對人體和動物的眼、鼻、呼吸系統(tǒng)有很強的毒性。在 50 ppm以上時，產(chǎn)生咽喉劇痛和劇烈地咳嗽，在500 ppm以上時，幾分鐘內(nèi)可嚴重侵害肺部，甚至死亡。研究還發(fā)現(xiàn)，NO2和SO2的協(xié)調(diào)作用可對一些植物造成嚴重影響。4)二氧化硫(SO2)在某些柴油發(fā)動機排出氣體中含有，其排放量雖不大，但當其濃度達8 ppm時，人就開始感到難受，且經(jīng)氧化成為SO3煙霧時(還不到0.8 ppm)人就受不了。對人可引起支氣管炎和哮喘等病，并使橋梁等金屬構(gòu)件受腐蝕。5)鉛化合物作為汽油的抗爆劑的四烷基鉛，在燃燒過程中分解成氧化鉛，被排放于大氣，是一種劇毒物質(zhì)，對人的肝、腎都會造成有害影響，并對消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)有損害。6)3，4一苯并芘是一種碳氫化合物(C20H12)，是一種劇毒的致癌物質(zhì)。7)懸浮顆粒物(TSP)分為總懸浮顆粒物和可吸入顆粒物。據(jù)監(jiān)測結(jié)果表明，有65%的城市TSP最高日均濃度值接近0.65mg/m3，明顯高于國外。TSP中的PM10有很大一部分來自于車輛，特別是柴油車的排放物。車輛排放的 PM10中，含有鹵化物、有機碳和硫化物。TSP的濃度超過0.1mg/m3時，造成大氣能見度下降和到達地面的輻射能減少。PM 10如進入人體呼吸系統(tǒng)，對呼吸道和肺部產(chǎn)生嚴重影響。8)光化學(xué)煙霧是一種次生物，是汽車排出廢氣中的碳氫化合物和氮氧化合物，在空氣中經(jīng)陽光紫外線照射發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)生成的一種淡藍色煙霧，同時生成溶膠，形成新的污染物。其基本原理為二氧化氮在強烈的太陽紫外線照射下發(fā)生分解，產(chǎn)生一氧化氮(NO)和原子氧(O);原子氧迅速與空氣中的氧(O2)反應(yīng)生成臭氧;臭氧再與碳氫化合物(HC)作用，經(jīng)過一系列反應(yīng)，結(jié)果產(chǎn)生了臭氧、過氧乙酰硝酸酯(PAN)、醛類和其他許多復(fù)雜的化合物，統(tǒng)稱為光化學(xué)氧化劑。這些光化學(xué)氧化劑形成的煙霧叫光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧的形成及其濃度，除直接決定于汽車排氣中污染物的數(shù)量和濃度外，還受太陽輻射強度、氣象，以及地理條件的影響。光化學(xué)煙霧可刺激人的眼睛，引起紅眼病，對人的鼻、咽、喉、氣管和肺部都有刺激作用，可促進哮喘病人哮喘發(fā)作，引起慢性呼吸系統(tǒng)疾病進一步惡化，還可以誘發(fā)肺癌，以及加速人的衰老。光化學(xué)煙霧對植物的損害也十分嚴重，可使農(nóng)作物減產(chǎn)、樹木落葉或枯死。加速橡膠制品的老化、腐蝕建筑設(shè)備和衣物、使染料褪色等。此外，因光化學(xué)煙霧生成的氣溶膠，常為0.1μm～1.0μm之間，不易沉降，易于散射太陽光線，以致顯著降低大氣的能見度，縮短視距，造成交通事故等危害。氣溶膠還能吸附、濃縮大氣中的其他污染物，帶入人的呼吸道內(nèi)，加劇污染物的毒害作用。

2 污染物的運動與擴散

要把機動車排出的顆粒(含固體與液體)與氣體等污染物輸送開，并擴散開來，主要靠大氣的風(fēng)和湍流作用，還與地形、地物有關(guān)。風(fēng)主要使污染物向水平方向擴散，風(fēng)越大，稀釋越快，污染物濃度越低，但風(fēng)速過大，污染物又反而會下沉?！巴牧鳌庇纸小皝y流”，是大氣中氣流的方向和速度經(jīng)常變化所呈現(xiàn)的極不規(guī)則的運動氣流。它可使污染物向上、下、左、右擴散。自然界的風(fēng)都具有這種湍流特性。如果沒有這種特性，大氣中的污染物，尤其是這種排放部位很低的機動車污染物就不容易擴散和稀釋。一般而言，湍流強度越大，越有利于擴散。除風(fēng)和湍流而外，大氣穩(wěn)定度也是決定大氣擴散與稀釋的一個重要因素。在大氣對流層內(nèi)，一般氣溫常因距地面的高度增加而逐漸下降，但有時也可能出現(xiàn)相反的情況，即距地面高度的增加，而氣溫呈上升的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱作“逆溫”，一般逆溫出現(xiàn)在晴天無云、無風(fēng)或微風(fēng)的夜晚。在逆溫時，大氣中的污染物就容易積聚于接近地面，甚至無法擴散，使地面污染物濃度超過平時的幾倍甚至幾十倍。如當上空出現(xiàn)高氣壓時，可出現(xiàn)下沉逆溫層，阻止地面污染物向大氣上層擴散，以致形成很厚的污染物。若得知下層逆溫的預(yù)報時，則應(yīng)減少排污量，對交通實行控制。

地形直接影響到氣流的運動和溫度，因而也直接影響到在大氣污染的程度。污染物在運動中，如遇山地，在迎風(fēng)面會產(chǎn)生下沉作用，使其附近地區(qū)受到污染。如山地不太高，污染物又會越過山地，在背風(fēng)面產(chǎn)生下沉，使該地區(qū)受到污染。

3 控制汽車排放污染物的措施

3.1 嚴格執(zhí)行有關(guān)法規(guī)，加強環(huán)境監(jiān)測

為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》，有關(guān)部門制定了GB 3095-96環(huán)境空氣質(zhì)量標準對環(huán)境空氣污染物的濃度限值規(guī)定和GB 14761-99汽車排放污染物限制及測定方法，對車輛排放物限值規(guī)定等有關(guān)法規(guī)。環(huán)境標準是環(huán)境保護法的重要組織部分，正確實施環(huán)境標準是加強和完善環(huán)境法制建設(shè)的重要手段?？刂破囄廴疚锏呐欧?，是改善環(huán)境空氣質(zhì)量的重要前提。加大環(huán)保的管理力度，加強各級環(huán)境管理機構(gòu)的設(shè)置，按國標規(guī)定的檢測方法實施對環(huán)境污染物的監(jiān)測，是貫徹有關(guān)法規(guī)的必要保證。對公路而言，需以路中心線兩側(cè)各 200m的狹長地帶作為監(jiān)測范圍。

3.2 改進機動車設(shè)備，控制排污量

改進內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)，發(fā)展轉(zhuǎn)子發(fā)動機，使汽油在免爆中燃燒完全。研究改進汽車的廢氣凈化裝置，改進曲柄箱、汽化器和燃料箱等，使之能避免或減少氣體的遺漏，或強制性規(guī)定加裝凈化裝置等，減少或改變排污的成分與數(shù)量。安裝漏氣回流管和補燃器，使氣管排出物再次燃燒而變?yōu)闊o害的氣化物。

3.3 改進能源

可研究采用電子汽車和采用液化天燃氣、氫氣、液化煤氣與柴油的混合燃料;用無鉛汽油來代替有鉛汽油作燃料，是減少汽車排污的有效措施。對城市交通，可積極發(fā)展無軌電車、電動車、地鐵等。從發(fā)展看，要研究無公害汽車和高效交通系統(tǒng)。

3.4 合理地布置路網(wǎng)與調(diào)整交通流、綜合治理交通

如對道路交通噪聲控制一樣，在城市道路與公路的路網(wǎng)布設(shè)中，都應(yīng)充分利用自然條件和有關(guān)結(jié)構(gòu)物，把減少或避免對大氣的污染物放在重要位置來考慮。還應(yīng)注意加強交通管理，調(diào)整交通流，使道路上的車流有適當?shù)牧髁亢退俣?，盡可能地勻速、暢通，從而減少因高速、減速、剎車、走動等帶來的污染。

3.5 綠化

考慮到實際的地形與氣象條件，于道路兩側(cè)適當范圍內(nèi)進行綠化，是凈化道路交通環(huán)境的既經(jīng)濟又有效的措施，并盡可能與降噪聲措施一起考慮。

[1] 劉 芳，郝 攀.談現(xiàn)階段公路工程環(huán)境監(jiān)理監(jiān)測及其發(fā)展思路[J].山西建筑，2009，35(5):350-351.