西安市機(jī)動(dòng)車尾氣污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策*

鄭治中 狄育慧

(西安工程大學(xué)， 西安 710048)

西安市機(jī)動(dòng)車尾氣污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策*

鄭治中 狄育慧

(西安工程大學(xué)， 西安 710048)

文章介紹了機(jī)動(dòng)車主要污染物及其危害，根據(jù)近年來(lái)西安市機(jī)動(dòng)車的保有量變化情況，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)線性回歸可以預(yù)測(cè)到2015年機(jī)動(dòng)車保有量約為222萬(wàn)輛，運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算出2008-2015年機(jī)動(dòng)車尾氣中CO、HC、NOx的排放量，據(jù)此提出今后西安市防治尾氣污染的對(duì)策和建議。

機(jī)動(dòng)車保有量；尾氣危害；防治對(duì)策

近年來(lái)，隨著西安市經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的迅速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車保有量也快速增加，機(jī)動(dòng)車尾氣排放污染物已成為大氣環(huán)境污染的主要來(lái)源之一。根據(jù)環(huán)保部門的監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，西安市中心區(qū)域道路的HC、CO和NOx濃度呈逐年上升趨勢(shì)，并且有研究表明交通區(qū)內(nèi)污染物的濃度明顯高于工業(yè)區(qū)、居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、風(fēng)景區(qū)等[1]。西安市的環(huán)境污染類型已經(jīng)由傳統(tǒng)的煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)槊簾熍c機(jī)動(dòng)車尾氣混合型污染，為改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量和居民生活環(huán)境，需盡快采取有效措施控制和降低機(jī)動(dòng)車尾氣污染物的排放量。

1 機(jī)動(dòng)車主要污染物及其危害

機(jī)動(dòng)車排放的污染物種類很多，據(jù)統(tǒng)計(jì)大約100多種，其中除空氣中的氮和氧以及燃燒產(chǎn)物二氧化碳、水蒸氣為無(wú)害成分外，其余均為有害成分，主要有：一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩⒍趸?、顆粒物和鉛等。

1.1 機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)人體的危害

汽車尾氣中的有害氣體和顆粒物不僅對(duì)人體呼吸系統(tǒng)有傷害，導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)免疫力下降，慢性氣管炎、哮喘等發(fā)病率升高，肺功能下降，而且對(duì)免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)產(chǎn)生一定的危害，使機(jī)體對(duì)其他疾病的抵抗力降低[2]。其中，一氧化碳是尾氣中有害物質(zhì)濃度最高的成分，發(fā)達(dá)城市大氣中一氧化碳大部分來(lái)自機(jī)動(dòng)車尾氣，它進(jìn)入人體后極易與血紅蛋白結(jié)合生成碳氧血紅蛋白，造成心臟、頭腦缺氧，嚴(yán)重者會(huì)造成人體死亡。機(jī)動(dòng)車直接排放的碳?xì)浠衔镏写蠖鄶?shù)對(duì)人體毒性并不明顯，只有少數(shù)對(duì)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，當(dāng)?shù)趸衔锉晃敕尾亢竽苄纬蓙喯跛岷拖跛?對(duì)肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激和傷害,以致引起肺部病變。二氧化硫雖然對(duì)人體傷害明顯，但是機(jī)動(dòng)車的排放量比較小，對(duì)人體危害不大。顆粒物吸入人體后，不但易引發(fā)呼吸道、肺部疾病， 顆粒物所攜帶的多種致癌物還可引發(fā)癌癥，鉛被人體逐漸吸收、蓄積，將引發(fā)血壓的增高及心血管系統(tǒng)疾病，影響腎、肝及神經(jīng)系統(tǒng)[3]。研究表明，出租車司機(jī)、交通警察與普通人相比，在考慮一些其他對(duì)身體狀況影響因素外，他們患呼吸疾病的幾率高出正常人,而且肺功能偏低[4]。

1.2 機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)環(huán)境的危害

氮氧化物與空氣中的水分和其他物質(zhì)反應(yīng)形成酸雨、酸霧等，腐蝕建筑物、金屬物品和名勝古跡等。酸雨匯入到河流、湖泊中，對(duì)海洋生物的生存產(chǎn)生威脅。機(jī)動(dòng)車尾氣排放的氮氧化物與碳?xì)浠衔锝?jīng)過(guò)太陽(yáng)光強(qiáng)烈紫外線照射后，產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧，導(dǎo)致空氣質(zhì)量降低，能見(jiàn)度下降。楊新興等[5]計(jì)算大氣能見(jiàn)度與顆粒物物理性質(zhì)的關(guān)系，得出污染空氣中的能見(jiàn)度通常只有10 km，甚至更低。

葉中進(jìn)[6]通過(guò)對(duì)住宅、山林和公路周圍土壤中鉛含量的監(jiān)測(cè)分析，得知汽車尾氣中的鉛確實(shí)對(duì)土壤環(huán)境，特別是公路周圍的土壤有著明顯的影響，在距離車流量較大的公路100 m以內(nèi)的土壤中的鉛含量已達(dá)中污染程度，不適宜居住和耕作。

當(dāng)大氣中二氧化硫、氮氧化物含量到一定濃度時(shí)，植物的光合作用會(huì)受到抑制，進(jìn)而葉片退綠、枯萎、脫落[7]。光化學(xué)煙霧成分會(huì)破壞植物細(xì)胞膜，影響植物細(xì)胞內(nèi)正常的氧化還原反應(yīng)，改變植物細(xì)胞內(nèi)呼吸作用的途徑，嚴(yán)重時(shí)植物葉片會(huì)出現(xiàn)壞死的斑點(diǎn)。

2 西安市機(jī)動(dòng)車保有量及尾氣排放預(yù)測(cè)

2.1 西安市機(jī)動(dòng)車保有量預(yù)測(cè)

根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，西安市2012年機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到1 633 257輛，其中汽車1 380 125輛[8]。2008—2012年載客汽車和載貨汽車分別以年均增長(zhǎng)率21.27%和16.66%的速度增長(zhǎng)，而摩托車保有量則趨于穩(wěn)定，變化幅度不大。

對(duì)西安市2008—2012年機(jī)動(dòng)車保有量(Y1)、汽車保有量(Y2)和年份(X)進(jìn)行線性回歸，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)中的線性相關(guān)系數(shù)分別是R2=0.995 1和R2=0.997 4，呈明顯的線性增長(zhǎng)趨勢(shì)，通過(guò)線性回歸方程可以預(yù)測(cè)2013年和2014年西安市機(jī)動(dòng)車保有量為183萬(wàn)輛和202萬(wàn)輛，汽車保有量分別為157萬(wàn)輛和177萬(wàn)輛，而2014年7月份新聞報(bào)道：“西安市公安局交通警察支隊(duì)在車管所為西安市第200萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車舉行掛牌儀式，并為車主頒發(fā)了紀(jì)念證書(shū)，這標(biāo)志著西安市機(jī)動(dòng)車保有量突破200萬(wàn)”，可以看出根據(jù)式(1)預(yù)測(cè)的機(jī)動(dòng)車保有量基本與實(shí)際機(jī)動(dòng)車保有量相同，所以可以用式(1)和(2)預(yù)測(cè)到2015年西安市機(jī)動(dòng)車保有量約為222萬(wàn)輛，汽車保有量為197萬(wàn)輛。

截止2012年底西安市人口有795.98萬(wàn)，年內(nèi)平均每天創(chuàng)造的汽車有1484輛，而2008年只有734輛，年均增長(zhǎng)率為25.54%，與人口年均增長(zhǎng)率0.77%相比，是人口增長(zhǎng)率的幾十倍。西安市2012年城鎮(zhèn)居民家庭人均可支配收入為29 982元，其中用于交通支出為2 185元，占總收入的7.29%，城鎮(zhèn)居民家庭每百戶年末汽車擁有量為24.3輛，是2008年4輛的6倍多，可見(jiàn)人們生活水平的提高、收入的增加，為居民買車提供了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，另外，隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車價(jià)格普遍較低，通過(guò)私家車數(shù)量的增長(zhǎng)速度可以發(fā)現(xiàn)汽車逐漸成為家庭消費(fèi)的主流產(chǎn)品。根據(jù)調(diào)查“西安市民出行方式的選擇”，結(jié)果表明市民選擇私家車的比例最高，為30.1%,其次是公交車和出租車，只有15.1%的人愿意選擇綠色環(huán)保的自行車出行，這表明人們對(duì)以汽車作為出行工具存在偏好，在同樣交通擁堵的情況下，人們更樂(lè)意選擇小汽車出行，只是由于經(jīng)濟(jì)原因而選擇公交[9]?？傊?，各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、有利條件及人們對(duì)生活追求享受等使得西安市對(duì)機(jī)動(dòng)車的需求加大。

2.2 西安市機(jī)動(dòng)車尾氣排放量計(jì)算及預(yù)測(cè)

影響機(jī)動(dòng)車污染物排放量的因素包括排放因子、車流量、道路長(zhǎng)度、行駛速度、行駛里程等，有多種計(jì)算方法，本文按照HJ/T 180—2005《城市機(jī)動(dòng)車排放空氣污染測(cè)算方法》提供的公式(3)和(4)計(jì)算得到西安市機(jī)動(dòng)車污染物排放清單和排放總量。

EQjw=Pj×Mj×Efjw×10-6

(3)

(4)

式中：n—車輛類型總數(shù)；

J—車輛類型；

w—污染物類型；

EQw—所有類型車輛，第w種污染物的年排放量，t/a；

EQjw—第j類車型，第w種污染物的年排放量，t/a；

Pj—第j類型車輛的保有量，輛；

Mj—第j類型車輛的年均行駛里程，km/a；

Efjw—第j類型車輛，第w種污染物的排放因子，g/km。

根據(jù)公式(3)和(4)可計(jì)算出西安市2008—2012年西安市各種尾氣污染物排放量和總量及預(yù)測(cè)2013—2015年尾氣污染物排放量如表1～4所示，其中各車型的年均行駛里程及各種污染物的排放因子見(jiàn)參考文獻(xiàn)[10]、[11]、[12]。

表1 西安市各年度機(jī)動(dòng)車污染物HC排放量清單 104t

表2 西安市各年度機(jī)動(dòng)車污染物CO排放量清單 104t

表2(續(xù))

表3 西安市各年度機(jī)動(dòng)車污染物NOx排放量清單 104t

表4 西安市各年度機(jī)動(dòng)車污染物排放總量

根據(jù)上表中數(shù)據(jù)可得到機(jī)動(dòng)車各種污染物排放量增長(zhǎng)趨勢(shì)及排放總量增長(zhǎng)趨勢(shì)如圖1所示。由表4數(shù)據(jù)和圖1可以看出西安市機(jī)動(dòng)車排放的3種污染物及排放總量都是呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中每年CO的排放量占污染物排放總量的80%以上。分析表1、2和3中數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)各年度西安市機(jī)動(dòng)車3種污染物排放量來(lái)源中，載客汽車排放的污染物數(shù)量最大，其次是摩托車，這與他們保有量基本成正比，可見(jiàn)控制載客汽車和摩托車保有量對(duì)于減少機(jī)動(dòng)車污染物排放具有重要意義。

圖1 2008—2015年西安市機(jī)動(dòng)車污染物排放量變化趨勢(shì)

3 西安市機(jī)動(dòng)車排放防治對(duì)策及建議

針對(duì)西安市大氣環(huán)境污染嚴(yán)重、機(jī)動(dòng)車保有量日趨上升的現(xiàn)狀，有關(guān)部門已經(jīng)作出了相應(yīng)的對(duì)策，制定并頒布《西安市機(jī)動(dòng)車排氣污染防治條例》，主要內(nèi)容包括：執(zhí)行新車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保達(dá)標(biāo)車型目錄；推廣使用優(yōu)質(zhì)車用燃料和其它清潔能源；加強(qiáng)城市公共交通運(yùn)輸及道路客運(yùn)車輛的管理；嚴(yán)格黑煙車輛禁行和老舊車輛淘汰報(bào)廢；實(shí)行在用車環(huán)保分類合格標(biāo)志管理和機(jī)動(dòng)車排氣污染綜合信息管理；實(shí)施機(jī)動(dòng)車排氣污染社會(huì)監(jiān)督和超標(biāo)車輛強(qiáng)制維護(hù)；強(qiáng)化機(jī)動(dòng)車排氣污染定期檢測(cè)和路(抽)檢執(zhí)法檢查等內(nèi)容。同時(shí)，對(duì)機(jī)動(dòng)車排氣污染防治的主管部門、相關(guān)管理部門的職能和責(zé)任進(jìn)行了規(guī)定[13]。另外，還啟動(dòng)了機(jī)動(dòng)車排氣污染遙感檢測(cè)；加大對(duì)無(wú)標(biāo)車和黃標(biāo)車違反限行規(guī)定的查處力度；執(zhí)行國(guó)家第四階段機(jī)動(dòng)車污染物排放的標(biāo)準(zhǔn)；氮氧化物也被列入尾氣檢測(cè)；實(shí)施機(jī)動(dòng)車環(huán)保分類合格標(biāo)志管理等；地鐵1號(hào)、2號(hào)線的建成和正在建設(shè)的3號(hào)、4號(hào)線為西安市緩解了巨大的交通壓力。

大部分學(xué)者認(rèn)為防治尾氣污染應(yīng)該加大發(fā)展清潔新能源汽車，改用汽車燃油并從技術(shù)、工藝、結(jié)構(gòu)、原理和設(shè)計(jì)方面改進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況，使出廠的汽車尾氣排放達(dá)標(biāo)，還應(yīng)該大力研制汽車尾氣凈化處理裝置，通過(guò)實(shí)施檢測(cè)維修制度和舊車淘汰制度加大對(duì)在用車的管理制度，如果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施處罰，強(qiáng)制尾氣達(dá)標(biāo)。城市環(huán)保部門、交通管理部門應(yīng)該加強(qiáng)合作，對(duì)進(jìn)入城市機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)，控制外來(lái)車輛的尾氣排放，加強(qiáng)城市規(guī)劃和道路建設(shè)與管理。大力發(fā)展公共交通，減少私人車輛的使用和城市交通擁堵現(xiàn)象，進(jìn)而減少污染物排放。大力宣傳環(huán)保知識(shí)，增強(qiáng)公眾環(huán)保意識(shí)，使人們認(rèn)識(shí)到環(huán)保的重要性，從而選擇綠色環(huán)保的出行方式[14]。曲凌夫[15]還提出：應(yīng)該開(kāi)征汽車污染稅來(lái)限制大排量的汽車的數(shù)量，使消費(fèi)者在購(gòu)車時(shí)，注重環(huán)保因素，也可使汽車制造企業(yè)更重視環(huán)保技術(shù)；加強(qiáng)城市生態(tài)園林建設(shè)，加快種植能高效吸附、吸收粉塵和有害氣體的樹(shù)種，增強(qiáng)對(duì)空氣的凈化功能。

雖然西安市一直努力控制機(jī)動(dòng)車尾氣排放，并取得了一定效果，但污染問(wèn)題還是比較嚴(yán)重，為了更好的改善生活環(huán)境，減少汽車尾氣的危害，建議采取以下措施：

(1) 積極推動(dòng)收費(fèi)自動(dòng)化。收費(fèi)自動(dòng)化系統(tǒng)就是通過(guò)一些先進(jìn)的技術(shù)完成汽車與收費(fèi)站的無(wú)線通信，進(jìn)行車輛識(shí)別和收費(fèi)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)不停車自動(dòng)收費(fèi)，這樣不僅可以降低因收費(fèi)而造成的交通擁堵和環(huán)境污染，而且還可以提高燃料的利用率。

(2) 提高城市綠化覆蓋率。汽車排放尾氣中鉛污染范圍主要在道路兩側(cè)100 m以內(nèi)， 在100 m以外幾乎無(wú)明顯影響。當(dāng)綠化覆蓋率達(dá)到10%和40%時(shí)，空氣中SO2、TSP和苯并芘3種污染物的凈化率分別是20%、15.7%、23.6%和80%、62.8%、94.5%[16]。有些植物可以吸收、吸附有害氣體和粉塵，起到凈化空氣的作用。綠化覆蓋率達(dá)到40%以上的城市，空氣質(zhì)量明顯優(yōu)于綠化率為10%的城市。鑒于西安市道路兩旁大部分已進(jìn)行綠化，可以對(duì)道路兩旁的建筑物應(yīng)用垂直綠化、屋頂綠化等技術(shù)，盡可能提高綠化率。此外，馬樹(shù)華等[17]通過(guò)研究汽車尾氣對(duì)五角槭、山荊子、山梨和茶條槭4樹(shù)種葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響，表明茶條槭更適合于尾氣污染嚴(yán)重區(qū)(如交通干線等)栽培，而五角槭、山梨和山荊子則適合于輕污染區(qū)(如小區(qū)、公園等)栽培。

(3) 增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)、遵守交通規(guī)則。有時(shí)候交通擁堵并不是因?yàn)檐嚵髁看?，而是行人不遵守交通?guī)則，造成汽車為避讓行人減速或停車等待，還有些司機(jī)搶道、強(qiáng)行超車，最終不成功，卡在中間造成混亂。所以，遵守交通規(guī)則既可確保安全又為減少污染物排放做貢獻(xiàn)。通過(guò)電視、廣播等媒體宣傳教育，加強(qiáng)全民環(huán)保意識(shí)，盡量選擇乘坐公交車或者騎自行車，低碳環(huán)保出行，不僅可以減少污染，還可以避免擁堵節(jié)省時(shí)間。

(4) 適當(dāng)控制城市內(nèi)機(jī)動(dòng)車數(shù)量。減少機(jī)動(dòng)車數(shù)量是最直接的控制污染物排放的手段，加大對(duì)黃標(biāo)車和無(wú)標(biāo)車違反限行規(guī)定的懲罰力度，建立黃標(biāo)車淘汰的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制。西安市是文化古都、旅游勝地，節(jié)假日會(huì)有外地游客乘車來(lái)游玩，可以通過(guò)限號(hào)來(lái)限制外來(lái)車輛進(jìn)入市內(nèi)，平時(shí)出行高峰期也通過(guò)限號(hào)來(lái)控制城市內(nèi)行駛車輛，進(jìn)而降低污染物排放。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)動(dòng)車一方面改變著交通和運(yùn)輸?shù)姆绞?，使人們的生活更加便捷和舒適，而另一方面機(jī)動(dòng)車尾氣的排放嚴(yán)重污染城市空氣環(huán)境，帶來(lái)城市熱島、產(chǎn)生光化學(xué)煙霧等一系列環(huán)境問(wèn)題，并且有害氣體損害呼吸系統(tǒng)，威脅人們的身體健康。通過(guò)對(duì)西安市機(jī)動(dòng)車保有量現(xiàn)狀的調(diào)查和預(yù)測(cè)，到2015年，西安市機(jī)動(dòng)車保有量約為222萬(wàn)輛，尾氣排放量約為104萬(wàn)t，機(jī)動(dòng)車尾氣將成為西安市目前和未來(lái)大氣污染物的重要來(lái)源之一，所以防制機(jī)動(dòng)車尾氣污染對(duì)保護(hù)我們的生活環(huán)境、營(yíng)造良好的生存空間，提高城市空氣質(zhì)量具有深遠(yuǎn)的意義。然而，防治和減少汽車尾氣污染物的排放是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題和廣泛的社會(huì)問(wèn)題，需要從技術(shù)改革、行政管理、法律法規(guī)、城市建設(shè)、道德教育等諸多方面綜合考慮,選擇合適的防制對(duì)策,走綜合、全面的治理道路。

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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

* 陜西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2013K11-31)；西安市城鄉(xiāng)建設(shè)資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：SJW2014002)

2014-10-10；2014-10-30修回

鄭治中，男，1991年生，碩士研究生，研究方向：景觀格局與熱環(huán)境效應(yīng)。E-mail：1078243326@qq.com

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