[科普中国]-机动车废气

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废气的成份及危害沿公路（特别是经常发生交通阻塞的道路周围）居住的人们、交通管理人员和驾驶员，都是汽车排出废气的直接受害者。一般来说，引起光化学烟雾和大气污染的直接因素是一氧化碳气体的氮氧化物。甲醒、碳化氢（人们认为它会致癌）以及与高辛烷有关的铅也通常被人们作为危害因素提出来。机动车废气的危害与大气污染类似，但更严重。吸人量过大时可能会产生中毒症状，比如头晕、恶心、呕吐甚至昏厥。1

废气的预防最好的防御方法是避免吸人废气。比如，开车时关闭窗户，保持车距，避免到阻塞的道路上驾驶，在夜间车辆少的时候行驶。在选择居住场所时，要避开公路边地势低的地方，以防止废气侵袭，室内要安装空调。常常受到废气侵袭的工作人员在工作时要戴上口罩，这样，多少可以防御一些废气，在精神上也可以得到一些安慰。另外，要经常到空气新鲜的地方和山里去度假。驾驶员在发动车时要注意防废气，同时，还要采取积极的防御措施，相互监督， 一起预防废气。1

机动车废气治理目前，汽车管理部门对废气所采取的方法主要是利用喷射式燃烧器。此外，在许多方面，如汽油添加剂、新型汽油、催化利用净化装置等研究上也取得了很大的进展。驾驶员也要主动采取措施防止废气。例如在阻塞或等待时应将发动机熄火。管理部门也应加强废气监测，对于废气超标的车辆，一律要强制维修或报废。1.

汽油车尾气治理治理汽车尾气污染最关键的环节是使用高效的催化剂。随着排放标准日益严格，汽车尾气催化净化技术也在逐步发展。汽油车尾气净化的基本原理是在催化剂作用下通过氧化、还原等反应使有害物质转变为相对无害的物质，主要反应包括CO和HCs的氧化以及NOx的还原：

催化剂既要使NOx还原，同时还需要使CO和HCs氧化。为了使这三种污染物能同时达到最佳转化效果，首先应按化学反应计量系数控制反应体系中氧的含量。氧过量会抑制NOx的还原，而氧不足则导致CO和HCs不能完全氧化。所以为了提高三种污染物总的转化效率，催化剂只有在靠近理论空燃比（约14.67）时，才能发挥其最大的效率，人们通常把此区域称为“操作窗口”（Operating Window）。2

柴油车尾气治理尽管代用燃料发动机，如天然气发动机、甲醉燃料发动机、混合燃料及电驱动发动机都取得了较大进展，但目前占主导，地位的仍然是汽油机和柴油机。柴油机凭借其优良的动力性与经济性仍是找同农忖及山区主要的运输动力之一， f旦排放污染物的净化成为具进一步推广应用的瓶颈。

（1）柴油机尾气的特点
近年来，随着工业的快速发展，大气质量益成为居民关注的焦点。雾磊、灰磊等恶劣天气的频发，城市空气中的颗粒物（PM）的监控，尤其是PM2.5值逐渐成为环境监测的重要指标。PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于2.5 μm 的颗粒物，也称为“可人肺颗粒物” 。在机动车发动机排放物中，柴油机的PM 排放量远远超出汽油机。PM 对于人类健康的危害表现在两个方面：一是由于直径较小， PM 中的碳颗粒长期悬浮大气中不沉降，容易被吸人肺叶，造成肺组织的损伤，使肺功能衰退或肺组织及肺结构改变、呼吸道防护组织发生变化等。二是碳粒上吸附的HCs和硫酸盐，恃别是HCs中含有大部分的多环芳香炬，可能有致癌作用。2

（2）治理措施

柴油机实际空燃比远大于理论值，尾气中的氧含量是汽油机的几十倍，强氧化性使柴油机尾气中还原性气体短类HCs（不包括颗粒物）和CO 仅为汽油机的几分之一到几十分之一，因此其主要污染物为NOx。目前汽油机因为普遍采用了电控汽油喷射和三元催化转化装置， NOx 已经控制到了可接受的水平，而柴油机排气温度比汽油机低， NOx排放控制技术还未达到汽油机的水平。汽油机中使用的三效催化剂不适应柴油机尾气的特点，需要开发新的尾气净化技术，即开发在富氧条件下使NOx选择催化还原、NOx储存还原和使用四效催化剂等技术和产品。2

摩托车尾气治理随着全球摩托车排放法规的不断严格，现在已经制定了多种摩托车尾气净化治理方案 。催化转化装置（催化剂）在摩托车排放系统中的应用也越来越受到重视。同内绝大部分摩托车生产商都在进行满足欧E 排放标准的整车开发工作，并取得了初步成功。

摩托车尾气净化催化剂必须具备下列特点：首先，在较短的时间内和较低的温度下具有很好的催化活性和较高的净化效率，能够对尾气中的有毒物质如汽油添加剂等具有很好的抗中毒性能；其次，具有很好的抗热冲击性能和较高的机械强度，催化剂涂层与载体结合牢固，耐骤冷骤热的破坏，且在尾气高速流过催化净化器及摩托车运行的震动不会导致催化剂涂层脱落； 第三，催化剂对气体流动具有较低的阻力，对摩托车发动机原有动力影响不大。由于摩托车尾气处理技术方案的不同，对催化方式和催化剂也有着不同的要求。2

使用其他燃料的汽车尾气治理目前我同能源消超总盘中以使用汽油和柴油为主的内燃机消耗为主。为了缓解这个矛盾，加快车用替代燃料的研究与推广已经成为迫切的任务。车用替代燃料是指能够全部或部分替代汽油、柴油的燃料，主要有烃类气态燃料、醇类燃料、二甲醇和生物柴油等。乙醇是一种很好的代用清洁燃料，它可以增加汽油的含氧量，使其燃烧更充分，降低污染物的排放。2