大城市汽车尾气污染治理与绿色交通发展建议1

1、大城市汽车尾气污染治理与绿色交通发展建议小组成员：郑秋坚（组长) 蒋东兴 黄鹏 洪梓杰 郑楚鑫摘要： 通过对汽车尾气污染的产生及影响因素的分析和尾气成分对身体健康危害的介绍， 结合北上广深和南京成都杭州等近十个一线城市和二线城市近几年城市汽车数量、种类及这些城市近年的汽车尾气污染情况，分析尾气的形成原因， 并提出了相应的控制对策。最后浅谈了绿色交通的概念，主要影响因素及规划原则等。关键词： 汽车尾气； 影响因素； 健康； 对策； 大城市；绿色交通；1 汽车尾气形成的原因汽车尾气的产生及其影响因素汽车在把燃料中的化学能转换为热能再转变成机械能过程中， 是以空气作为氧化剂。目前的汽车发动机每燃烧

2、1kg汽油， 约消耗 3kg空气中的氧。汽车尾气主要来自汽车的曲轴箱混合气、 燃油蒸发系统和发动机汽缸的废气排放 （表 1） ， 其中65%的汽车尾气来自发动机的汽缸排放。排放出的尾气中除了完全氧化的最终产物CO2和H2O外， 还有汽油中未燃烧的轻烃HC、 汽油燃烧不充分而产生的CO、 汽油在高温富氧条件下转化成的NOX 等。汽车尾气排放量和排放成分与内燃机结构、 燃料组分， 以及交通状况、 机动车状况和排气污染物负荷有关。空燃比是影响汽车尾气污染物含量的最基本因素。以汽车尾气的三种主要有害成分CO、HC、NOX 为例， 其影响不尽相同。影响CO的主要是空燃比、 进气温度、 大气压力等运转条件

3、；HC的含量取决于汽油燃烧的完全程度； 而空燃比、 点火提前角、 燃料室形状、 进排气重叠时间、 燃料组分等都对NOX有影响 1 。汽车在怠速、 低速时尾气污染物以 CO 为主， 而快速行驶时以 NOX为主 2 。不同工况下汽车排出有害成分的浓度 3 见表2二汽车尾气对健康的危害汽车尾气污染物对人体健康的危害很大， 尤其是对儿童和老人。1 CO： 城市环境中的CO几乎全部由汽车产生。CO与血红蛋白的亲和力比O2与血红蛋白的亲和力高 200倍-300 倍， 因此能迅速进入人体肺部， 并被血液吸收， 形成碳氧血红蛋白而降低血液的载氧能力。当人体血液中碳氧血红蛋白达到 2.5%时， 减弱人的感觉能力

4、； 超过 2.5%， 改变心脏机能， 加快心绞痛的发作次数； 达到 10%-20%时引起心肌、 血液和中枢神经组织变化； 达50%时， 引起胸部和心脏器官损伤； 如果CO浓度超过时就可能危及生命。2 HC和 NOX：汽车排放的碳氢化合物约有 100种， 其中含有苯、等致癌物和致突变物。HC和NOX 在强阳光作用下发生光化学反应， 产生二次污染物， 短期曝露在光化学氧化剂浓度的环境里， 刺激人的眼、 鼻、 喉， 使人产生头痛、 记忆力衰退等症状，提高支气管炎和肺气肿患病率，造成呼吸困难， 重则死亡。 3 Pb ： 汽车废气排出的铅占环境铅污染的 30%。烷基铅作为防爆剂加入汽油中， 在内燃机中燃

5、烧形成铅化合物， 约有 70%排入大气损害人的中枢神经系统。铅还可随血液进入脑组织， 损害大脑和大脑皮质细胞， 干扰代谢活动，影响氧与营养物质的供应等， 无机铅进入人体后妨碍血质的合成， 对造血系统有很大的影响。儿童对铅敏感性很强， 当儿童血中铅浓度达到时就会出现中毒症状， 表现为精神呆滞、 智力下降、举止异常， 甚至发生惊厥。4 醛： 由机动车废气中直接排出， 也是光化学作用的产物。甲醛是刺激性气体， 对眼睛有刺激作用， 可引起落泪； 乙醛对皮肤和粘膜有刺激作用； 丙烯醛对眼晴有催泪作用， 同时对呼吸有强烈刺激， 可引起支气管细胞损害， 严重者出现肺水肿。3、 大城市近年汽车状况近五年，我国

6、机动车保有量保持较快增长速度，年均增量达1591万辆，2011年全年增加1773万辆。山东、广东、河南、江苏、河北、浙江、四川、安徽等8个省的机动车保有量超过1000万辆，其中山东、广东机动车保有量超过2000万辆。2011年，广东、山东、云南、四川等4个省的机动车年增量超过100万辆，其中广东省机动车年增量最高，达130万辆。全国共有23个城市的机动车保有量超过100万辆，其中，北京、重庆、成都、上海、广州、杭州、天津等7个城市的机动车保有量超过200万辆。2011年，我国汽车、摩托车分别增加1493万辆、260万辆，汽车保有量超过1亿辆。汽车占机动车的比率首次超过摩托车，我国机动车结构由摩

7、托车为主向汽车为主转变。全国14个城市的汽车保有量超过100万辆，其中北京汽车保有量超过470万辆。私人小、微型载客汽车迅速增长，保有量超过6100万辆。近五年，我国驾驶人数量年均增加1986万人，2011年全年增加2269万人。1）北京据北京市交通委统计，北京市机动车数量在2005年2010年间迅速攀升，从258万辆增加到481万余辆，其中2010年增长79万余辆。2012年2月，北京市机动车保有量首次突破500万大关，总数达到501.7万辆；截至去年11月，北京市机动车保有量已达518.9万辆，比2011年底增加20.6万辆。而据1月10日的最新统计数据，目前北京全市机动车保有量已突破52

8、0万辆，驾驶员达到748万人。交通部门预测，2016年北京市的机动车保有量将达到600万辆的上限。2）南京南京市汽车状况的特点3） 天津从图中可以看出，轿车，中型柴油车增长迅速，重型柴油车，中型汽油车，轻便摩托车保有量下降比较明显。其他车型相对稳定。4） 成都成都机动车保有量超200万辆 全国第三成都公共交通目前以公共汽车和出租车为主。成都目前拥有超过300多条公交线路，营运公交车11147辆，公交网络覆盖全部城区、郊区和部分郊县。成都市出租车数量约为12,000辆，其中中心城区有约9,500辆，车型主要为捷达、大众速腾. 成都是中国汽车消费的热点一线城市。截止2012年8月，成都全市登记在册

9、的机动车共有284万辆，从2009年初起平均每天新增汽车1000辆，其中八成为私人汽车。根据统计数据，2011年末成都市拥有私人汽车突破160万辆，紧随北京、广州之后，位列全国第三，每百户成都家庭拥有轿车23辆。5） 广州2006-2010各类汽车数量统计表Possession of Civil Motor Vehicles (2010)单位:辆(unit)项 目Item全  市Total# 私人Private合    计Total21463641790457汽&#

10、160; 车Motor Vehicles15989341261159载客汽车 Passenger Vehicles13648161145037大  型Large297322039中  型Medium6020339428小  型Small12580611087205微  型Minicar1682016365载货汽车 Trucks220106111663重  型Heavy258105524中  型Middle3127012741轻

11、  型Light16045791276微  型Mini25692122其他汽车 Others140124459电  车Trolleybuses and Trams277无  轨 Trolleybuses277有  轨 Trams摩托车Motorcycles535064528374普  通 Ordinary534031527344轻  便 Light10331030挂  

12、;车Trailers12052923其他类型车Other Kinds of Vehicles371注:本表由广州市公安局交警支队提供。Note: The data in this table is provided by the transportation policy branch of Guangzhou policy bureau.Possession of Civil 

13、;Motor Vehicles (2009)单位:辆(unit)项 目Item全  市Total# 私人Private合    计Total19547271629067汽  车Motor Vehicles13405401032988载客汽车 Passenger Vehicles1131335934071大  型Large271831658中  型Medium6262640387小  型S

14、mall1026334877220微  型Minicar1519214806在载客汽车中:轿车 of Passenger Vehicles: Cars19374495025载货汽车 Trucks198054446重  型Heavy2892711693中  型Middl  型Light807621微  型Mini154613892在载货汽车中:普通载货 of Trucks: Ordinary&

15、#160;Trucks279其他汽车 Others279电  车Trolleybuses and Trams无  轨 Trolleybuses604530595321有  轨 Trams603111593905摩托车Motorcycles14191416普  通 Ordinary9336753轻  便 Light425拖拉机Tractors# 大中型 Large and Middle小型

16、方向盘式 Small挂  车Trailers其他类型车Other Kinds of Vehicles注:本表由广州市公安局交警支队提供。Note: The data in this table is provided by the transportation policy branch of Guangzhou policy bureauPossession of&

17、#160;Civil Motor Vehicles (2008)单位:辆(unit)项 目Item全  市Total# 私人Private合    计Total18387961524832汽  车Motor Vehicles1171731876921载客汽车 Passenger Vehicles969078784147大  型Large262301606中  型Medium6417740939小&

18、#160; 型Small863251726618微  型Minicar1542014984在载客汽车中:轿车 of Passenger Vehicles: Cars575676493931载货汽车 Truck  型Heavy111503239中  型Middle2859711841轻  型Ligh  型Mini920657在载货汽车中:普通载货 of Trucks:

19、 Ordinary Trucks8124046328其他汽车 Others225784699电  车Trolleybuses and Trams330无  轨 Trolleybuses330有  轨 Trams摩托车Motorcycles659794647327普  通 Ordinary657659645201轻  便 Light21352126拖拉机Tractors109# 大中型 L

20、arge and Middle1小型方向盘式 Small挂  车Trailers6894574其他类型车Other Kinds of Vehicles371注:本表由广州市公安局交警支队提供。Note: The data in this table is provided by the transportation policy branch of Guangzhou 

21、;policy bureau.全社会车辆数(2007年)               项 目全市#私人市区合    计182276414880041515345汽  车1041917960948757024载客汽车835808778351664083大  型252491335中  型6477841043小  

22、型729963606355微  型1581815350在载客汽车中:轿车481847407377载货汽车18527915775788911重  型112843260中  型3122913243轻    型17531192在载货汽车中:普通载货8896949772其他汽车20830248404030电  车309309无  轨309309有  轨摩托车773520526747757745普  

23、通770431754673轻  便30893072拖拉机2322大中型1小型方向盘式2222挂  车6957553其他类型车381全社会车辆数(2006年)               项 目全市市区增城市从化市合    计18300801502036220988107056汽  车8891328148485682817456载客汽车68

24、47586392243549210042大  型2458023401906273中  型639896050524051079小  型580233540512313548367微  型1595614806827323在载客汽车中:轿车379785353816207875182载货汽车186284158798206236863重  型1118595191113553中  型339512789142821778轻  型138443118958150634422微

25、  型27052430165110在载货汽车中:普通载货950248081798014406其他汽车1809016826713551电  车279279无  轨279279有  轨摩托车93319467981616390789471普  通93005867677916386489415轻  便313630374356拖拉机5514405061大中型44小型方向盘式5474365061挂  车6875660420368其他类型车4949均来自广州统计年鉴6）

26、 兰州“十五”期间兰州市的机动车数量随着经济的增长也逐年增加,2001年拥有15.01万辆,2002年拥有16.52万辆,2003年拥有18.17万辆,2004年拥有19.98万辆,到了2005年兰州市机动车保有量已增加到21.98万辆,“十五”期间共增加了6.97万辆,2005年较2001年增加了46.4%.7） 重庆据资料显示，近年来，重庆市机动车保有量以每年20 一25 的速度迅猛增长。据市车管所统计 】，至2003年底，全市机动车保有量约7526万辆，其中主城区3O多万辆，而私人汽车保有量为l289万辆，年增长速度为243 。截至2005年5月底，重庆市机动车的保有量已达到1 001

27、269辆，其中汽车48万余辆，摩托车51万余辆，各年度机动车保有量增长情况见图1 。8） 杭州近年来机动车增长速度过快，至2009年底，杭州市机动车保有量超过157.9万辆其中市区116.7万辆，主城区55.3万辆，同比增长15.6%，截至2011 年底，杭州市的机动车保有量已经达到200 多万辆，且每年还有30万人在驾校苦学，随时准备加入这座没有交通平峰的城市。如此高比例的汽车拥有量给城市的能源消耗和环境带来极大的压力，最近几年杭州的汽车保有量也是处于不断的增长趋势中。9） 深圳2005年底，深圳汽车保有量为77.08万辆，2010年9月为163.55万辆，5年增长112.18%。而从去年以

28、来，每天前往车管所登记上牌的车辆多达800900辆。2009年深圳市机动车保有量145万辆，比2008年增长了12.8%，截至2010年9月，深圳注册汽车保有量160万辆，加上外地驻深和每日入境、过境车辆(约30万辆)，在深圳道路行驶汽车总量已超过190万辆。10） 上海四大城市尾气污染状况1） 北京北京市政府2011年年初公布的北京市“十二五”时期主要污染物总量减排工作方案显示，“十二五”期间，北京市的主要污染物总量减排指标要比5年前减少二氧化硫13.4%以上、氮氧化物12.3%以上、氨氮减少10.1%以上。北京市相关部门提出，5年内将全市机动车保有量控制在600万辆以内，2015年底前淘汰

29、老旧机动车40万辆，削减机动车排放氮氧化物1万余吨。从2011年起，新增公交车须实施国五排放标准，力争2012年对本市新增轻型汽油车、重型柴油车执行国五排放标准，并供应配套的车用燃油，还要对非道路柴油动力机械执行国三标准。2）天津3）兰州以兰州市为例,兰州风沙较大,过多的尘埃导致发动机活塞子间隙因磨擦而变小,使混合气体温度较低,均匀性差,造成燃料不完全燃烧而出现HC过量排放;过多的尘埃也导致燃烧室内沉积物的增加,从而使之象海绵体那样捕集燃料,黏附在表面上的液态燃料难以气化,使其保持未燃状态,也出现HC的超标排放.兰州市的汽车保有量与发达城市相比较低,但单车排放量较高.“十·五”期间兰

30、州市机动车尾气的污染物排放量见表1.由表1 可见,“十·五”期间兰州市机动车尾气污染物排放量2004 年较2001 年的增长率为:颗粒物37. 31 % , 甲醛32. 94 % ,CO 32. 94 %, HC 32.94 % ,NOx51. 99 % , SO272. 70 % ,有机酸93. 43 %.2005 年由于部分机动车改用天然气做燃料,致使尾气污染物有所降低.4）重庆根据资料 统计，2003年、2004年重庆市主城区机动车尾气污染排放量见表1。重庆市主城区的汽车尾气污染较为严重，尽管2004年主城区汽车尾气达标率达80 ，而汽车尾气主要污染物之一氮氧化物(NOx)的含

31、量在主城区却一直上升，2005年上半年比2004年年增长了92 ，许多路段都能闻到呛人的汽车尾气味道。由于重庆市区是由两江夹持的半岛山城，属于亚热带湿润季风气候，气象和地理条件均不利于汽车尾气污染物的扩散，易造成尾气污染物积聚。近年来山城重庆人口密集，高楼林立，形成都市热岛效应，而汽车尾气的大量排放，更加重了市区的大气污染。主城区车辆行驶平均车速低，汽车平均排放水平相当于目前发达国家新车排放水平的515倍。纵向比较重庆市各年的二氧化氮年日均浓度，其变化情况【2 如图2。从图2可以看出，2004年NO：年日均浓度为0067 mgm。，较2003年NO：浓度上升了457 ，日均浓度范围为00020

32、201 mg,m。，日均值超过国家二级标准的占405 ，最大日均值超标068倍。日均浓度超过008 mgm 的天数有15 d。所有测点二氧化氮浓度均有不同程度的上升，升幅范围为23 728 ，主城区环境空气中二氧化氮日均浓度分布状况相对集中，主要集中在004007 mgm 之间，占317 ；其次分布在006008 mgm之间，占293 ；日均浓度大于008 mgm。的比例占155。与2003年相比，日均浓度分布在低浓度段(O04 mgm。)的比例明显减少，高浓度段(>006 mgm )的比例明显增加。横向比较重庆市与全国其他重点城市NO：年均浓度值 】，见图3。由图3知，重庆市为遭受汽车

33、尾气排放，氮氧化物污染浓度较严重的城市之一。5）杭州杭州市，2005年二氧化硫排放总量12.59万吨，烟尘排放总量4.27万吨，粉尘排放量为10.87万吨；而到了2008年，杭州灰霾天数达158天，比2000年和2001年的每年12天翻了十多倍。专家指出，杭州的灰霾天气，40%-50%是汽车尾气造成的。一辆黄标车，按照每年行驶2万公里计算，年排放CO937(kg) 、HC139(kg)、NO139.6(kg)，目前，杭州市登记在册的高污染车辆仍有28727辆，每年可排放排CO（一氧化碳）26917吨，HC（碳氢化合物）3993吨，NOX  （氮氧化物）4010吨。6）南京五汽车尾气污

34、染控制对策(1)研制低污染动力源的汽车，是解决尾气排放净化的根本措施。目前人们重视的方法是使用转子发动机，它结构简单、体积小、重量轻、成本低、维修方便、NO排放量少。此外，还有研制原子能汽车、电动汽车等不用汽油和柴油作燃料的汽车，以解决大气污染问题。最后就是发展燃气汽车，燃气汽车是指用液化石油气(LPG)和压缩天然气(CNG)作为燃料的汽车。由于其具有燃烧彻底，排污少等优点，是目前我国最具推广价值的低污染汽车，尤其适用于城市公共汽车和出租汽车。(2)加强技术攻关，促进完全燃烧，是解决尾气净化的根本方法之一。这要求改进进气系统、燃烧室及配气相位等方面的方法。目前广泛采用电子控制喷射尽量不用化油器

35、的做法，就是为了使燃料完全燃烧。对发动机排气进行处理，加装净化装置也是解决尾气排气问题很好的方法。三元催化净化技术是在发动机尾气排气系统上安置净化装置，减少有害气体的排气量。要大力发展和使用电喷发动机加三元净化装置的汽车及其他环保型车辆。(3)加强对汽车尾气污染的检查、治理执法力度，完善管理体制。在国家机动车管理办法和排放标准的基础上，制定适合重庆发展的汽车废气排放标准，并通过立法来保证实施；明确有关部门职责，做到各司其职，相互配合，环保部门应严格依据国家颁布的检测技术规范和排放标准对汽车实施初检、年检，对超标排放的车辆责令其限期治理，并负责组织实施道路行使汽车的检测、检查工作；在相关的法律法

36、规中明确规定各部门的职责，划清权限，完善管理体制；建立以政府为核心，环保部门为主体，公安、交通等职能部门相结合，以机动车排污监督检测为手段的有机整体，对生产、运行、维护等各环节进行统一管理；严格执行车辆报废制度加快更新车辆进度。(4) 加快交通管理的现代化。通过电子化管理，提高市区各路口车辆的通行能力，减少车辆在市区的怠速、低速的使用时间，加宽道路和修建环型岛来提高车速。此外，城市交通基础建设的发展计划应与城市机动车拥有量的递增相符合。减少汽车有害气体的排放是一个复杂的技术和社会问题。汽车环保不仅是汽车工业自身的事，也需要其他行业的配合，如燃油质量对汽车的排放有至关重要的影响。另外，正确使用和

37、合理保养，加强道路建设和管理，减少堵车时间，也是减少汽车排放污染的重要措施。六绿色交通发展绿色交通是一个理念，是以减少交通拥挤、降低能源消耗、促进环境友好、节省建设维护费用为目标的城市综合交通系统。绿色交通的狭义概念更加强调交通系统的环境友好性，主张在城市交通系统的规划建设和运营管理过程中注重环境保护和生活环境质量。绿色交通的广义概念包含了推动公交优先发展、促进人们在短距离出行中选择自行车和步行的出行模式，节约能源、保护环境、建立公共交通为主导的城市综合交通系统等。低碳交通则进一步强调了减少温室气体(GHG)排放这一全球性命题和关乎人类社会命运前途的关键问题，重在强调采取各种措施减少交通运输带

38、来的CO2排放量。由此可见，绿色交通的本质是建立维持城市可持续发展的交通体系，以满足人们的交通需求，同时注重节约资源、保护环境和社会公平。绿色交通具有明确的可持续发展的交通战略目标，能够以最少的社会成本实现最大的交通效率，与城市环境相协调，与城市土地利用模式相适应，多种交通方式共存，优势互补。因此可以说，从广义上看，绿色交通等价于城市可持续交通；从狭义上看，可持续交通包含绿色交通。2 绿色交通的主要影响因素研究探讨影响绿色交通的主要因素和影响机理，是实现城市绿色交通的基本前提。影响绿色交通的因素很多，可以从降低交通需求总量、减少道路网络内机动车数量、改善机动化交通整体运行状况，改变机动车单体排放水平，以及改变出行者的交通行为特征等5 个角度来认识。图1 是绿色交通主要