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悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛
山东保蓝环保工程有限公司   2019-10-20 05:35

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  尾气排排放的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。

  机动车排放CO、NOx、CH化合物排放量将继续增加;光化学烟雾的问题将日益突出,城市中NOx的浓度和超标频率都将增加引发更多的城市环境问题。

  我国机动车排放污染在城市大气污染中所占的平均比率将上升到79%。到2010年,我国400多个城市的空气污染将从煤烟型转化为煤烟与机动车的混合型污染,控制机动车尾气污染将成为城市环境保护的重头戏。

  一氧化碳是由于汽车燃料中烃的不完全燃烧而产生的,极易与人体中的血红蛋白结合,它与血红蛋白的亲和力是氧的30倍,一氧化碳和人体红血球中的血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白;

  能削弱血液向各组织输送氧的功能,造成感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍,重者危害血液循环系统,导致生命危险。

  汽车尾气中还含有大量的二氧化碳,虽然它不是污染物,但它是使全球变暖的主要排放物。全球变暖直接危害人的健康,使疾病流行与死亡率增加,还易引起皮肤癌、免疫系统紊乱等其它疾病。

  汽车尾气含哪些成分和危害?汽车尾气主要是指从排气管排出的废气。废气中含有 150~200种不同的化合物,其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅的化合物及颗粒物。有害气体扩散到空气中造成空气污染。汽车尾气的颗粒物中含有强致癌物苯并(a)芘,在一般情况下,1克颗粒物含有约70微克苯并(a)芘,每燃烧1千克汽油可产生30毫克苯并(a)芘。当空气中的苯并(a)芘浓度达到0.012微克/立方米时,居民中得肺癌的人数就会明显增加。汽车尾气不仅对人产生危害,对植物也有毒害作用,尾气中的二次污染物臭氧、过氧乙酯基硝酸脂,可使植物叶片出现坏死病斑和枯斑。乙烯可影响植物的开花结果。汽车尾气对甜菜、菠菜、西红柿、烟草的毒害更为严重。公路两侧的农作物减产与汽车尾气的污染明显相关。

  汽车尾气中含有上百种不同的化合物,其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍。英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称固体悬浮颗粒:固体悬浮颗粒的成分很复杂,并具有较强的吸附能力,可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部,以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位,引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累到临界浓度时,便可能会激发形成恶性肿瘤。此外,悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛,阻塞皮肤的毛囊和汗腺,引起皮肤炎和眼睫膜炎,甚至还可能造成角膜损伤。一氧化碳:一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环,与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白,从而削弱血液向各组织输送氧的功能,危害中枢神经系统,造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍,重者危害血液循环系统,导致生命危险。所以,即使是微量吸入一氧化碳,也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。氮氧化物:氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮,它们都是对人体有害的气体,特别是对呼吸系统有危害。在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟,即可造成人的呼吸系统功能失调。碳氢化合物:目前还不清楚它对人体健康的直接危害。但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下,会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾,其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛红肿和喉炎。1952年12月,伦敦发生光化学烟雾,4天中死亡人数较常年同期多4000人,45岁以上的死亡最多,约为平时的3倍;1岁以下的约为平时的2倍。铅:铅是有毒的重金属元素,汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅,燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病,并影响肝、肾等重要器官的功能及神经系统。由于铅尘比重大,通常积聚在1米左右高度的空气中,因此对儿童的威胁最大。尾气在直接危害人体健康的同时,还会对人类生活的环境产生深远影响。尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味,达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生,造成土壤和水源酸化,影响农作物和森林的生长。近100年来,温室效应已成为人类的一大祸患。冰川融化、海平面上升、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等都对人类的生存带来了极为严峻的挑战。而二氧化碳则是导致温室效应的罪魁祸首。

  汽车尾气的危害程度主要取决于汽油的成分。过去,车用汽油通常都用四乙基铅作为防爆剂,这样的汽油一1做含铅汽油。含铅汽油使汽车排放的尾气中含有较高浓度的铅,对人体健康危害严重。鉴于此,我国已于2000年开始使用无铅汽油,相应的四乙基铅被一系列新型汽油防爆剂所取代。在我国,无铅汽油是指含铅量在O.013g/L以下的汽油。所以说无铅汽油并非铅含量为零的汽油,因此,汽车尾气中仍然含有少量的铅。农村居民,一般从空气中吸入体内的铅量每天约为1微克;城市居民,尤其是街道两旁的居民每天吸入的铅量会大大超过这个数值。目前,无铅汽油中取代四乙基铅的新型防爆剂主要有:芳香烃类、甲基叔丁基醚(MTBE)、三乙基丁醚、三戊基甲醚、羰基锰(MMT)、醇类等,其中以MTBE用量最大。废气中含有 150~200种不同的化合物,其主要有害成分为:未燃烧或燃烧不完全的CH、NOx、CO、CO2、SO2、H2S以及微量的醛、酚、过氧化物、有机酸和含铅、磷汽油所形成的铅、磷污染等。其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅的化合物及颗粒物。有害气体扩散到空气中造成空气污染。汽车尾气的颗粒物中含有强致癌物苯并(a)芘,在一般情况下,1克颗粒物含有约70微克苯并(a)芘,每燃烧1千克汽油可产生30毫克苯并(a)芘。当空气中的苯并(a)芘浓度达到0.012微克/立方米时,居民中得肺癌的人数就会明显增加。汽车尾气不仅对人产生危害,对植物也有毒害作用,尾气中的二次污染物臭氧、过氧乙酯基硝酸脂,可使植物叶片出现坏死病斑和枯斑。乙烯可影响植物的开花结果。汽车尾气对甜菜、菠菜、西红柿、烟草的毒害更为严重。公路两侧的农作物减产与汽车尾气的污染明显相关。★汽车尾气净化催化剂——三效催化剂TWC(Three-Way Catalyst)汽车尾气的主要有害成分是碳氢化合物(CnHm)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。这三种物质对人体都有毒害,其中CnHm及NOx在阳光及其他适宜条件下还会形成光化学烟雾,危害更大。消除汽车尾气中这些有害成分的方案主要有两种:一种是改进发动机的燃烧方式以减少有害气体的排放;另一种是采用催化转化器将尾气中的有害气体净化。首先,1975年美国在新型车上安装了催化转化器,接着日本、西欧等国家也先后采用催化转化器以满足自己国家汽车排放法规的要求。汽车催化转化器有两种类型,一种是氧化型催化反应器,使尾气中的CnHm和CO与尾气中的余氧反应,生成无害的H2O和CO2,从而达到净化目的。

  由于对NOx等污染物排放标准的强制化和降低燃料消耗的要求,一方面应尽量控制空燃比在14.6附近运转,另一方面应采用控制点火时间和废气再循环等方法,以减少尾气中的NOx。然而这些方法的缺点是往往会增加尾气中的CnHm和CO。为了解决这个问题,出现了三效催化剂(英文名为Three-Way Catalyst),简称TWC。这种催化剂的特性是用一种催化剂能同时净化汽车尾气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CnHm)和氮氧化物(NOx),但为了发挥其催化性能,必须将空燃比经常控制在14.6±0.1附近,这种催化净化器具有较高的净化率,但需要有氧传感器、多点式燃料电子喷射、电子点火等闭路反馈系统相匹配。这种催化净化器是利用尾气中的O2、NOx为氧化剂,CO、CnHm(以CH2为代表)和H2为还原剂,在理论空燃比附近可发生如下反应:

  现在应用的三效催化剂大部分是以多孔陶瓷为载体,再附着上所谓的活化涂层(Washcoat),最后用浸渍的方法吸附活性成分。催化剂的活性成分主要采用贵金属铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等。由于贵金属资源少、价格贵,各国科学家都在致力于研究经济上和技术上都可行的稀土/钯三效催化剂。预计这种催化剂将有很好的应用前景。

  三效催化净化器的优点是净化率与燃料经济性都比较好,主要问题是成本费用昂贵。由于柴油机排放的气体中残留的氧较多,使氧传感器的控制不灵敏,故三效催化净化器一般不用于柴油机,而只适用于汽油机。



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