汽车尾气对城市环境质量影响的调查.doc

汽车尾气及噪声对城市环境质量影响的调查南京医科大学 柏鸿凌 07120132摘要 目的 汽车尾气和噪声是城市大气的主要污染源之一，通过对交通路口大气中主要污染物和噪声的检测和调查，了解汽车尾气和噪声对城市环境的影响。方法 通过监测城市中两处交通要道的CO、NO2、IP、噪声等指标了解汽车尾气排放情况和交通噪声污染情况。结果江苏省空腔医院门前十字路口CO浓度为2.94 0.82mg/m3，IP为0.006 mg/m3，噪声强度为88.55 0.055dB均显著高于对照组，金斯利喜来登酒店门前十字路口IP为0.00617 0.004 mg/m3，噪声强度为77.89 0.945dB均显著高于对照组。NO2质量浓度三组尚未发现差异。由于样本含量过少，各种污染物超标率尚未发现差异。结论 机动车是南京市CO、IP和噪声的重要污染来源，我们应当采取及时有效的措施改善这一情况。尚不能确定机动车是否与南京市空气NO2污染有关。关键词 汽车尾气 交通噪声 环境质量 前言：汽车是现代文明的标志，汽车的出现和大量使用极大地推动了人类社会的向前发展。与此同时，汽车排放的大量废气和产生的交通噪声也正在污染我们的生活环境，汽车尾气和交通噪声已成为现代城市最主要的大气污染源之一。汽车尾气污染直接危害城市居民生活，它可以引发呼吸系统疾病，造成地表空气臭氧含量过高。使城市环境转向恶化，城市居民则成为汽车运输污染的直接受害者。随着我国经济的高速增长，汽车家庭普及率不断提高，我国汽车保有量年平均增长率接近15 ，截止2005年我国汽车保有量已达3356万辆。中国汽车市场需求完全可能保持20年甚至更长时间的持续、稳定、快速增长。按照保守估计，到2010年，中国家用轿车保有总量将达到1466万辆，其中城镇居民家用轿车保有量约1400万辆到2020年，中国家用轿车保有量将达到7200万辆。但与此同时在2005年全国监测的522个城市中，有397 的城市处于中度或重度污染中，机动车尾气已经成为大中城市空气污染的重要来源。在我国的许多城市，汽车尾气已经成为大气污染的罪魁祸首。2003年深圳市空气污染物中二氧化氮占了583 ，成为空气中最主要的污染物，而机动车尾气排放是二氧化氮的最主要来源。2005年成都市环境检测中心站的调查分析表明，城区三环路以内有机动车产生的一氧化碳年排放量233961万吨，碳氢化物年排放量34613万吨，氮氧化物年排放量5.3746万吨。与汽车市场蓬勃的发展相比，尾气污染已经成为令人触目惊心的现实。1汽车尾气中有害物质的污染危害11一氧化碳一氧化碳是一种无色、无味、无臭的易燃有毒气体，是由各种碳氢化合物的不完全燃烧所产生的，在燃烧过程中由于空气供给量不足，在缺氧条件下产生了一氧化碳，如空气滤清器滤芯堵塞，阻风门不能完全开启，连接胶管老化凹瘪等，使空气流通过程中阻力增大，进入量减少，燃烧不充分。研究表明，人对一氧化碳的承受能力相当高，一个健康的人能短时间承受血液中含量为20 一一40的一氧化碳的侵袭。但长期吸收一氧化碳对城市居民身体健康是一个潜在威胁。它能削弱血红蛋白向人体各组织输送氧的能力，影响神经中枢系统，严重时会使人中毒死亡。一氧化碳是大城市中数量最多、分布最广的污染物，大中型城市中一氧化碳约80是汽车尾气排放的。12碳氢化合物碳氢化合物是一种无色无味的气体，微溶于水，慕中包括多种烃类化合物，进入人体后使人产生慢性中毒。有些化合物会直接刺激人的眼、鼻、呼吸系统，使其功能减弱。机动车排放的碳氢化合物中包含有200多种有机物成分，其中部分被证明是致癌物质。汽车尾气的碳氢化合物来自三种排放源。对一般汽油发动机来说，约60的碳氢化合物来自内燃机废气排放20 一25 来自曲轴箱的泄漏其余的15 一20 来自燃料系统的蒸发。甲烷是窒息性气体，其嗅觉阈值是1428mg，只有高浓度时才对人体健康造成危害。乙烯、丙烯和乙炔则主要是对植物造成伤害，使路边的树木不能正常生长。13氮氧化物氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮，高浓度的一氧化氮会引起人体中枢神经的瘫痪和痉挛。二氧化氮则是一种毒性很强的气体，对人的呼吸系统和免疫功能有很大危害。氮氧化物形成光化学烟雾的主要物质。氮氧化合物是在内燃机气缸内大部分气体中生成的，氮氧化合物的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素，从燃烧过程看，排放的氮氧化物95 以上可能是一氧化氮，其余的是二氧化氮。人受一氧化氮毒害的事例尚未发现，但二氧化氮是一种红棕色呼吸道刺激性气体。气味阈值约为空气质量的15倍，对人体影响甚大。由于其在水中溶解度低，不易为上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部，引发支气管炎、肺水肿等疾病。14颗粒物碳的聚焦颗粒，包括气溶胶、烟、尘、雾和碳烟等。它上面附着苯并芘等致癌物质，并且细微颗粒可直接侵入人体肺脏的最深部，起哮喘、支气管炎等呼吸道疾病。其中汽车尾气排放的含铅颗粒大部分来自内燃机的废气排放。一般汽油的含铅量在008 一013之间，铅主要作用于神经系统、造血系统、消化系统和肝、肾等器官。交通噪声危害城市交通的迅速发展也逐渐暴露了交通噪声对环境的破坏问题。道路运营期所产生的交通噪声，必然会给周边地区居民工作、生活、学习和休息带来严重干扰，尤其是对噪声敏感的人群影响更为严重。2南京市汉中路处于城市中心地带，周围不仅有大量的商业店铺更有大量的居民和学校学生、办公人员等，此处交通流量大，人群也集中，因此，研究道路汽车尾气和交通噪声污染的影响并提出相应的防治措施势在必行。对象与方法1对象1.1调查地点：分别选取学校周围两个交通要道作为检测的主要地点，并在校园内设立一处监测点作为对照，分别为：1号汉中路喜来登十字路口；2号汉中路口腔医院十字路口；3号五台校园岁月阁旁。1.2调查时间：分别于连续两天监测时间：2011年12月13日、14日下午的14:00和15:00在各个监测点进行检测1.3检测指标及检测仪器： 1.3.1 IP（可吸入尘）P5L2C微电脑粉尘仪量表 1.3.2 NO2DDY-1.5电子时控大气采样器、吸收管（盐酸萘乙二胺比色法） 1.3.3 COTY-9500CO分析仪（北京天跃环保科技有公司生产） 1.3.4 噪声HS5633噪声仪 1.3.5 温度、气压DYM3型空盒气压表 1.3.6 5分钟单向车流量手机计时，人工计数2方法2.1实验方法32.1.1.可吸入颗粒物（IP）:a测量前电量检查:按下power键，再按BATT键，表头指针在双红线内表示电量充足。b灵敏度调整：将选择旋钮指向灵敏度调整（SENSI.ADJ）位置，预热35分钟。按START/STOP键，使计数器读数。对照检验表（S）值（620 CPM），用小改锥插入微调孔槽内轻轻转动调整，使计数器读数与检验表（S）值相差3 CPM以内即可（时间设定为1分钟）。c测量时粉尘测量：调整好灵敏度后，将选择电钮指向测量（MEASURE）位置，同时按下风扇（FAN）键.将时间按钮设定为1分钟。按START/STOP键，自动进行1分钟计数。2.1.2一氧化碳（CO）：按ON/OFF键打开仪器电源，待显示稳定后进行调零。用于手指按住传感器的进气口中（约1mm直径）。几秒至几十秒后，传感器内的CO全部反应，仪器显示下降到最低，然后逐渐上升。记下转折点数值K。放开按住传感器手指。待仪器稳定（约一分钟后），调整ZERO电位器。若K是正值，调整ZERO使仪器显示值减少K，若K是负值，调整ZERO使仪器显示值增大|K|。2.1.3噪声：a测量方法测点选择：测量高度约1.2米。测量条件：测量一定时间间隔的A声级瞬时值，动态特性取“慢”响应。读数方法：每个测点，每隔5秒读一个瞬时A声级，连续读取100个数据。b使用方法打开声级计电源（power on），响应选择固定为“S” （slow），测量时开关打向MEAS（measure），显示屏显示瞬间声级值（dB），如按下“Max Hold”，则声级数值固定于测量时间段某最大值，再按此键，则恢复正常测量状态。c数据处理L10 ：表示10%的时间超过的噪声级，相当于峰值。L50 ：表示50%的时间超过的噪声级，相当于平均值L90 ：表示90%的时间超过的噪声级，相当于本底值等效声级 LAeq(dB)=L50+d2/60 （d=L10-L90）2.1.4.二氧化氮：a实验用仪器:除一般通用化学分析仪器外，还应具备：多孔玻板吸收管、 空气采样器、分光光度计（7220型） b实验用试剂:所有试剂均用不含硝酸盐的重蒸蒸馏水配制。检验方法是要求用该蒸馏水配制的吸收液的吸光度不超过0.005(540nm，10mm比色皿，水为参比)。 （1）吸收液：称取5.0克对氨基苯磺酸，置于200毫升烧杯中，将50毫升冰醋酸与900毫升水的混合液分数次加入烧杯中，搅拌使其溶解，并迅速转入1000毫升棕色容量瓶中，待对氨基苯磺酸溶解后，加入0.05克盐酸萘乙二胺，用水稀释至标线，摇匀，贮于棕色瓶中。此为吸收液，4以下暗处可保存一月。 （2）亚硝酸钠标准贮备液：将粒状亚硝酸钠(优级纯)在干燥器内放置24小时，称取0.1500克溶于水，然后移入1000毫升容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含100微克NO 2- ，贮于棕色瓶中，存放在冰箱里，可稳定一个月。 （3）亚硝酸钠标准水溶液：临用前，吸取5.00毫升亚硝酸纳标准贮备液于100毫升容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含5微克NO 2- 。c实验步骤(1)采样：将5毫升采样用的吸收液注入多孔玻板吸收管中。吸收管的出气口与大气采样器相连接，以0.5升/分的流量避光采样至吸收液呈浅玫瑰红色为止(采气424升)。如不变色，应加大采样流量或延长采样时间。在采样同时，应检测采样现场的温度和大气压力，并做好记录。 (2)标准曲线的绘制：取6支10毫升比色管，按表1所列数据配制标准色列。测定二氧化氮时所配制的标准色列管号0123456标准溶液（mL）00.050.100.200.300.500.70吸收原液（mL）4444444水（mL）1.000.950.900.800.700.500.30NO2含量（g） 00.250.501.001.502.503.50NO2浓度（g/mL）加完试剂后，摇匀，避免阳光直射，放置15分钟，用1厘米比色皿，于波长540纳米处，测定吸光度。扣除空白试剂的吸光度以后，对应NO 2- 的浓度ug/mL，绘制标准曲线，并计算各点比值。 (3)样品的测定：采样后，将吸收液移入比色皿中，与标准曲线绘制时的条件相同测定空白和样品的吸光度。2.2统计方法对测量结果使用EXCEL2007建立基础数据库，统计分析采用SPSS17.0。多组均值比较采用方差分析，对差异有统计学意义的组使用LSD法进行两两比较，使用卡方检验进行率的比较。结果1一般情况：组别车流量(辆)气压（kpa）气温（）第一天第二天第一天第二天第一天第二天115814591.5591.712.511.521191283（对照）002.NO2浓度标准曲线：2.1实验原始数据：试管号123456吸光度00.0530.1340.1960.3070.423NO2含量（g）00.511.52.53.52.2标准曲线：3不同采样点监测结果表1 不同采样点环境污染物监测结果 CO（mg/m3） IP（mg/m3） NO2 （mg/m3） 噪声 （dB） 样本数n样本数n样本数n样本数n131.960.19360.006170.00480.0620.046277.890.945242.940.8260.006080.0750.061288.550.055331.5650.06560.00550.0005570.0420.024255.52.26表2 不同采样点测定结果超标情况 CO（mg/m3） IP（mg/m3） NO2 （mg/m3） 噪声 （dB） 样本数n超标数超标率样本数n超标数超标率样本数n超标数超标率样本数n超标数超标率1200%22100%200%22100%2200%22100%2150%22100% 3200%2150%200%22100%4.对以上数据进行分析，可得出以下结论：4.1 2组和3组（对照组）CO浓度有统计学差异（p0.05）,说明学校内一氧化碳浓度低于学校门口交通要道。(见表1)4.2 3组（对照组）和另外两组可吸入颗粒值有统计学差异（p0.05），说明学校外面两个地点的可吸入颗粒浓度均高于学校内部。（见表2）4.3 3组（对照组）噪声和另外两组有显著统计学差异（p0.05），说明学校外面两个交通要道的噪声均远远高于学校内部。(见表3)4.4 3组（对照组）与其余两组的NO2值并没有统计学差异（p0.05）,说明校园内外NO2浓度差异相差不大。（见表4）表1 CO浓度结果分析比较多重比较因变量:CO浓度(I) 组别(J) 组别均值差 (I-J)标准误显著性95% 置信区间下限上限LSD12-.78333.36116.073-1.6671.10043.31667.43167.491-.73961.372921.78333.36116.073-.10041.667131.10000*.40952.036.09792.102131-.31667.43167.491-1.3729.73962-1.10000*.40952.036-2.1021-.0979*. 均值差的显著性水平为 0.05。表2 可吸入颗粒物分析比较结果多重比较因变量:IP(I) 组别(J) 组别均值差 (I-J)标准误显著性95% 置信区间下限上限LSD12.16667.22771.475-.3187.65203.66667*.22771.010.18131.152021-.16667.22771.475-.6520.31873.50000*.22771.044.0146.985431-.66667*.22771.010-1.1520-.18132-.50000*.22771.044-.9854-.0146表3 噪声分析比较结果多重比较因变量:噪声(I) 组别(J) 组别均值差 (I-J)标准误显著性95% 置信区间下限上限LSD12-10.66000*1.15288.000-13.4810-7.8390322.39000*1.15288.00019.569025.21102110.66000*1.15288.0007.839013.4810333.05000*1.15288.00030.229035.871031-22.39000*1.15288.000-25.2110-19.56902-33.05000*1.15288.000-35.8710-30.2290*. 均值差的显著性水平为 0.05。表4 二氧化氮分析比较结果多重比较因变量:二氧化氮(I) 组别(J) 组别均值差 (I-J)标准误显著性95% 置信区间下限上限LSD12-.0128646688.0234459425.589-.061772048.0360427103.0202831184.0242688562.413-.030340828.07090706521.0128646688.0234459425.589-.036042710.0617720483.0331477873.0242688562.187-.017476160.08377173431-.0202831184.0242688562.413-.070907065.0303408282-.0331477873.0242688562.187-.083771734.017476160*对照组有个明显偏大数值，考虑到数据正确性，已将那离群值舍去。讨论 本次实验的结果显示学校周围交通主干道的IP、CO、噪声均远远超过对照（学校内部），提示汽车尾气可能是环境中CO、IP、噪声重要来源之一。三组NO2质量浓度没有统计学差异，可能是由于近年南京市出台机动车尾气管理的新政策，逐步提高上路机动车辆尾气排放标准所致。也可能由于实验员操作误差所致。三组噪声强度均超过标准，A组车流量多于B组，噪声强度和CO浓度却显著低于B组，这可能与测量人员的操作差异，测量时间的不一致有关。由于本次采样样本量较小，尚不能有效区别不同地点环境污染物超标率的差异。本次研究证实了机动车是南京市CO、IP和噪声的重要污染来源，尚不能确定机动车是否是南京市空气NO2污染主要来源。进一步研究，需要增加采样点的个数和样本含量，并对采样点周围生活人群进行流行病学调查，以进一步确定汽车尾气污染对人群健康的影响。目前，城市机动车保有量的高速增长是导致机动车尾气的污染加重的直接原因。随着机动车保有量的持续增长，机动车尾气的排放引起大气中的污染物升高，尤其是碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳和细颗粒物浓度上升。针对以上情况提出汽车尾气污染的防治措施1使用清洁能源型交通工具进行替代使用电力或太阳能动力来机车代替机动车。如果在一定的活动区域内，发展使用电力汽车或通过增加电动公交车以及电动出租车的使用会对机动车尾气对大气环境的影响具有很大的改善，开辟地铁，施行电力牵引行驶。尤其在大城市人口稠密的地区，开辟地下通道同时可解决乘车难问题以及减少大气环境污染。2加强相关环境立法和推广使用清洁燃料使用达标汽车和高质汽油，是既保证功效，又减少尾气排除量，减少污染的必经之路。政府应该制定相应的政策，鼓励研究和开发新型燃料和达到排放标准的汽车及新型动力车。各地市应严格贯彻执行国家燃油质量标准，对于燃油市场及加油站车用油品的质量进行监督，鼓励生产、销售和消费使用清洁能源，禁止生产、销售含铅汽油。逐步提高燃油品质，引导有利于推广清洁