热力学论文

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尾气控制与净化

姓名：努尔孜娅古丽·赛迪尔丁

班级：11082601

学号：1108260111

（2012年12月）

2 ﹡引言

21世纪的今天，汽车是人类不可缺少的交通工具，随着我国交通运输业的快速发展和消费水平的不断提高，机动车的数量每年以2%的速度迅猛增长，但使，汽车尾气却是大气的主要污染源。本文的目的在于帮助大家认清汽车尾气污染的危害性，增强人们的环保意识，唤起人们加快治理汽车尾气污染的步伐。机动车所排放的3种主要污染物分别为一氧化碳、碳氢化合物、氮级化物，其大气污染分担率分别达到71.5%，72.9%，3.8%，已上升为空气中污染物的主要来源；机动车尾气排放的颗粒物贡献率接近总10%。城市的大气污染已由原来的单纯煤烟型污染迅渐向煤烟和汽车尾气复合型污染转化，因而对人类、家畜、农业生态及自然生态有严重的潜在影响和危害。汽车排放的废气是一种流动分散污染源，它常常聚积在繁华地带和居民集居的地方。现代化城市高层建筑物鳞次栉比，使汽车排放的污染物不易稀释扩散，造成局部地区汽车排放物浓度过高。由于汽车排放物的排放高度在地面附近，处于人们呼吸区域，因此严重污染人类生活空间及呼吸层的同时，还容易形成臭氧层。例如一辆老式柴油车，一年就可以排放将近8t的空气污染物，在污染大气的同时还影响了人们的身体健康，已引起了各个国家的重视。

汽车尾气对环境及人体的危害

汽车尾气的主要污染物是：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）、铅（Pb）、苯并芘（BaP）等。它们对环境的污染主要表现为产生温室效应，破坏臭氧层，产生酸雨、黑雨等现象。对人体的危害主要表现为造成各种疾病，严重损害呼吸系统，并且具有很强的致癌性。

据有关专家研究的资料表明，汽车尾气成分非常复杂，有一百种以上，其主要污染物包括：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）、铅（Pb）、苯并芘（BaP）等，这些污染物不仅污染环境，对人体也有巨大危害。因为汽车中的CO与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍，所以当人体吸入含有CO的气体时人体血液中的血红蛋白（Hb）便立即同CO结合，生成碳合血红蛋白（COHb），使这部分Hb不能与O2结合生成氧合血红蛋白（O2Hb），而失去输送O2的功能，就会导致人体的各部分组织缺氧，特别是人脑组织和心脏缺氧，所以，即使有微量的一氧化碳吸入，也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。由于汽车尾气多排放在1.5米以下，因此儿童吸入的汽车尾气为成人的两倍！氮氧化物（NOx）的破坏力也很强。汽车排放的主要是NO，但NO在空气中很快被氧化成NO2。NO2是一种毒性很强的腐蚀剂，当空气中的NO2被吸入肺内，就会在肺泡内形成亚硝酸和硝酸，由于这两种酸具有较强的刺激作用，就会增加肺毛细血管的通透性，导致胸闷、咳嗽、气喘甚至肺气肿等症状的疾病。而碳氢化合物（HC），尽管目前人类还不清楚它对人体健康的直接危害，但HC和NOx在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，会产生一种复杂的光化学反应，生成一种新的污染物——光化学烟雾。

汽车用的汽油中，通常加有四乙（基）铅或四甲（基）铅作抗爆剂，这些铅的70%随尾气排入大气。 铅在废气中呈微粒状态，随风扩散。农村居民，一般从空气中吸入体内的铅量每天约为一微克；城市居民，尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。铅进入人体后，主要分布于肝、肾、脾、胆、脑中，以肝、肾中的浓度最高。几周后，铅由以上组织转移到骨骼，以不溶性磷酸铅形式沉积下来。人体内约90％～95％的铅积存于骨骼中，只有少量铅存在于肝、脾等脏器中。骨中的铅一般较稳定，当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸碱类药物而 3 破坏了酸碱平衡时，铅便由骨中转移到血液，引起铅中毒的症状。铅中毒的症状表现很广泛，如头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、乏力、食欲不振、上腹胀满、恶心、腹泻、便秘、贫血、周围神经炎等；重症中毒者有明显的肝脏损害，会出现黄疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。此外，长期慢性铅中毒者，心脏和肺将受到不同程度的损害，严重者智力下降，注意力不集中、甚至成为呆傻。据我们了解，若儿童铅中毒，不仅智商将降低，还会出现捣乱和过失行为。铅还具有高度的潜在制癌性，其潜伏期长达20-30年。而对于柴油机排出废气中所含的苯并芘等成分来说，它不但可破坏实验动物的肺组织、引起哮喘等危害，同时也具有致癌性。

不同浓度一氧化碳对人体的危害

2NO浓度（1/10000） 人和生物的影响

0.5 3~12月, 患支气管炎部位有肺气肿出现

1.0 闻到臭味

2.5 连续7h以上, 豆角、西红柿等植物叶子变白

5.0 刺激性臭味

10~15 眼、鼻、呼吸道受到刺激

50 引起咳嗽

80 3~5分钟 感到胸痛

100~150 0.5~1min发生肺气肿超过造成死亡

不同浓度的二氧化碳的危害

﹡防治城市汽车尾气污染的对策

汽车尾气治理政府管制的对策：

我国在对汽车尾气污染进行管制时应该借鉴国外经验，尽快建立起以税收管制手段为主、其他市场激励型管制手段为辅，并以不断完善的命令控制型管制体CO浓度（1/10000） 对人体的危害

10 慢性中毒但对健康者间题不大

30 4-6h内中毒, 引起麻木或植物神经麻痹

100 头疼、恶心、强活动时呼吸困难

120 全身无力、梢神不振动、瘫痪、痉挛

200 数小时后神经机能低下

400 4h后头痛晕眩，呼吸困难

1500 1h后死亡 4 制作为保障的环境管制新模式，引导汽车消费者和制造商对政府管制做出积极反应，进而自发采取有利于保护大气环境的消费和生产行为。

充分发挥市场激励管制的灵活调节作用

完善国内税收管制体制，开征汽车尾气的矫正税。矫正性税收可通过将私人边际成本提高到与社会边际成本相一致的水平，迫使厂商提高产品的价格，进而

缩减供给量，减少污染，以降低汽车尾气造成的负外部性。开征汽车尾气的矫正税还可以补偿受害者，因此应该以税收这一市场激励型管制手段为主。

调整我国税制结构，使税收种类向消费型转变。我国应借鉴欧洲国家的做法，以“鼓励消费，限制使用”为政策目标，适当调整汽车税费结构，降低生产阶段

的税费比重，将购置税与消费税合并为消费税，并采用分级税率，以提高保有阶段的税费比重。完善税种，在汽车使用阶段实施燃油税。燃油税是国外在汽车保

有及使用阶段的主要税种，目前美国的税率是50%，日本是20%，德国是28%，法国则是30%。各国政府征收燃油税最初目的是筹集修路资金和公平赋税，但在今天看来，燃油税为环保和解决汽车尾气污染的负外部性发挥着重要作用，现阶段在我国推行燃油税有很大意义。燃油税可以让少用油者少付税、多用者多收税，实现公平；借助车主省钱的主观动机使得污染排放量减少；使资源价格能够反映资源破坏和环境治理成本，实现可持续发展；由税务部门统一收取，并在中央和地方间得到合理分配，有利于开展环保工作。因此，应该尽快推出燃油税，并推广至社会全部汽车的消费者，将现有的费改为税，让税和燃油的使用直接挂钩。在具体操作上，不仅要随着不同时期防治污染技术与方法的不断更新提高，进而造成环境治理的边际成本的变化，随时调整税率，还应该随着地区环境条件、经济发展水平、人口密度状况等因素的差异作出调整，设计出差别税率。在燃油税基础上，为了突出保护大气环境，解决汽车消费的负外部性，在燃油税设计中进一步考虑征收控制机动车尾气污染的环境税，这也与目前西方发达国家征收燃油税的政策目标侧重于环境保护的趋势相一致。具体操作时，把大气环境污染税加人其中占燃油税的一定比例即可。在利用燃油税进行管制时，要注意各部门和各地区的合作管制。各地制定差别税这不仅指税务部门和环保部门要通力合作。而且要加强地方政府间的合作管制，因为汽车尾气造成的空气污染是无边界的。

弥补管制空缺，对汽车在报废和淘汰环节上进行管制。对于已报废的汽车，政府应该强行管制，规定不得再使用。对于当地淘汰而被转入异地使用的旧车要

在排污标准的审查上严格把关，提高再次使用的税率，并且对再次使用要另外征税。

借鉴国外经验，适当引人其他的市场激励型管制措施。实施政府补贴。政府对能降低污染程度，使用环保型汽车的汽车使用者给予相应补贴；对能开发研制节能、环保型汽车的厂商给予补贴。引人排污权交易制度。任何厂商只要使其汽车尾气排放量低于标准均可向环保局申请获取排放削减信用。排放削减信用既可用于厂商之间的交易，也可以自身存储以备将来之用。推行上牌额定制。在特定地区或者特定时间内，限制汽车牌照的供给量，控制当地汽车使用量。

完善传统的命令—控制型管制

①完善国内的法律法规体系。完善汽车尾气排放的相关法律和法规，为汽车尾气的治理提供法律保障。同时要完善税收环境体系，用法律和法规来监督和约束有关部门的腐败和行政效率低下的问题。

②提高汽车尾气排放和检测标准，采用发达国家和地区的控制标准和技术。另一方面，要提高我国燃油的质量，使之符合尾气排放新法规的要求。 5 ③强化政府对汽车尾气污染管制的观念，建立专门的管制机构进行专项管制。

﹡汽车尾气的净化处理技术

由于汽车运行严重的分散性和流动性，因而也给净化处理技术带来一定的限制。除了开发在机内净化技术外，还要大力开发机外净化处理技术。这应从两个方面入手：一是控制技术，主要是提高燃油的燃烧率，安装防污染处理设备和采取开发新型发动机。在提高车用燃油质量，适时推进环保型机动车方面，根据目前一些研究机构的研究成果一致认为：机动车燃油的化学组分直接影响到机动车发动机的性能和机动车污染物排放。

二是行政管理手段，采取报废更新，淘汰旧车，开发新型的汽车（即无污染物排放的机动车），从控制燃料使用标准入手。

汽车燃油的改用

①采用无铅汽油，以代替有铅汽油，可减少汽油尾气毒性物质的排放量。

首先应抓汽车油的改用。以无铅汽油代替四乙基铅汽油。这种汽油是用甲荃树丁醚作渗合剂，它不仅不铅，而且汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物均会减少。

汽车发动机内部的调试，可减少尾气污染物的排放量。

①减少喷油提前角。减少喷油提前角，可降低发动机工作的最高温度（1500摄氏度），使NOx的生成量减少。

②改善喷油器的质量，控制燃烧条件（燃比、燃烧温度、燃烧时间），可使燃料燃烧完全，从而可减少CO、HC和煤烟。

③调整喷油泵的供油量，可降低发动机的功率，使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧，从而也可以减少CO、CH和煤烟的生成。

发动机外部尾气净化措施

即汽车尾气由原有毒气体，变成为无毒气体，再排放到大气中。从而可减少对大气环境的污染。

①采用催化剂：将CO氧化成CO2，HC氧化成CO2和H2O，NOx被还原成为N2等。采用的催化剂有氧化锰－氧化铜；氧化铬－氧化镍－氧化铜等金属氧化物和白金属（铂）等贵金属。它们都可以净化CO、HC。催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之间。

②水洗：通过水箱，使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴，可支队粘在碳粒上的有毒物质，使碳粒子胀大而给予去除。

发动机内部净化处理措施

①正曲轴箱通气系统的设计：把从汽缸窜入曲轴箱的气体（主要是未燃气体）再循环进入进气歧管，使其再次燃烧，改变了过去将其直接排入大气所造成的污染。