汽車尾氣污染及其控制技術研究獲獎科研報告摘要：機動車污染與機動車保有量、燃料利用率、燃料性能及交通狀況等諸多因素密切相關，隨著機動車保有量的迅速增加和城市化進程的加快，中國一些大城市的大氣污染類型正在由煤煙型向混合型或機動車污染型轉化，機動車尾氣排放已經成為主要城市的重要污染源。

城市交通運輸需要大量的能源。在全世界所生產的全部能源中，20%以上用于交通運輸。這些能源消耗導致了城市、區域和全球性的空氣污染。在城市的交通中心，機動車是造成空氣中CO含量的90%～95%、NOx和碳氫化合物（CH）含量的80%～90%以及大部分顆粒物的原因。這些污染物不僅能夠在空氣中長久停留，還能引起污染更嚴重的光化學煙霧。在發達國家的城市中，汽車排放污染物成為空氣污染的最主要來源。

基于此，本文針對汽車尾氣污染及其控制技術進行分析研究。

關鍵詞：汽車尾氣;控制技術;污染;危害

一、汽車尾氣污染危害分析

（一）碳氫化合物、氮氧化物危害

汽車尾氣中含有碳氫化合物和氮氧化物。

碳氫化合物是發動機廢氣中的未燃部分，還包括供油系中燃料的蒸發和滴漏。單獨的碳氫化合物只有在含量相當高的情況下才會對人體產生影響，一般情況下作用不大，但它卻是產生光化學煙霧的重要成分。

NOx是發動機有一定負荷時大量產生的一種褐色的有刺激性氣味的廢氣。發動機廢氣剛一排出時，氣體內存在的NO毒性較小，但容易被氧化成毒性較大的NO2等其他氮氧化合物。NOx進入肺泡后能形成亞硝酸和硝酸，進而對人體的肺部組織產生較強的刺激，進而導致人體肺部毛細血管的通透性造成較為嚴重的影響，極易導致肺氣腫的產生，威脅到人們的生命安全。

NOx與HC受陽光中紫外線照射后發生化學反應，形成有毒的光化學煙霧。當光化學煙霧中的光化學氧化劑超過一定濃度時，具有明顯的刺激性。它能刺激眼結膜，引起流淚并導致紅眼癥，同時對鼻、咽、喉等器官均有刺激作用，能引起急性喘息癥，可以使人呼吸困難、眼紅喉痛、頭腦暈沉，造成中毒。光化學煙霧還具有損害植物、降低大氣能見度、損壞橡膠制品等危害。

（二）一氧化碳危害

在內燃發動機中，CO是空氣不足或其他原因造成不完全燃燒時，所產生的一種無色、無味的氣體。CO吸人人體后，非常容易和血液中的血紅蛋白結合，它的親和力是氧的300倍。因此.肺里的血紅蛋白不與氧結合而與CO結合，致使人體缺氧，引起頭痛、頭暈、嘔吐等中毒癥狀，嚴重時可能導致死亡[2]。

（三）顆粒物（PM）危害

由發動機燃燒室排放出的顆粒物有三個來源，其一是不可燃物質，其二是可燃的但未進行燃燒的物質，其三是燃燒生成物。燃燒過程排出的顆粒物質的組成中大部分是固態炭，火焰中形成的固體炭粒子稱為炭黑。炭黑可以在燃燒純氣體燃料時形成，但更多的則是在燃燒液體燃料燃燒時形成。顆粒物質的組成中除炭黑外還有碳氫化合物、硫化物和含金屬成分的灰分等。含金屬成分的顆粒物主要來自于燃料中的抗爆劑、潤滑油添加劑以及運動產生的磨屑等。柴油發動機燃料燃燒不完全時，其內含有大量的黑色炭顆粒。炭煙不僅本身對人的呼吸系統有害，而且炭煙粒的孔隙中往往吸附著二氧化硫及有致癌作用的多環芳香烴等物質。

二、汽車尾氣污染控制技術

（一）汽車尾氣凈化技術完善

縱觀現階段汽車行業的發展，大部分汽車制造企業會通過在排氣口增設尾氣凈化裝置的方式來減少尾氣污染。雖然此方式的應用具備便捷性、低成本性、高推廣性，但是無法真正達到理想的尾氣治理效果，更多的體現出“治標不治本”。基于此，可以通過對尾氣凈化技術的完善來實現對汽車尾氣的有效控制，具體包括曲軸箱通風裝置、燃油蒸發污染控制裝置、汽車磁化凈化器、汽車電子點火器等裝置技術[4]。上述裝置技術的應用，都可以實現對汽車尾氣的充分過濾，進而促使汽車排放的尾氣相較于以往的汽車尾氣，在危害性方面大幅度減小。

（二）汽車保養與維護的強化

針對汽車尾氣排放的控制，通過對汽車保養與維護的強化可以達到控制污染的目的。雖然汽車在初期階段可以達到我國規定的排放標準，但是隨著使用時間的不斷延長，會使汽車排放尾氣的危害不斷增大。基于此，需要注重對汽車的定期維護與保養，定期進行濾芯和機油的更換，定期進行燃油系統清潔、定期進行維護維修，特別是汽車尾氣后處理裝置，存在時效性，應當根據使用年限和車輛行駛里程，定期更換，確保汽車處于穩定運行狀態，減少汽車尾氣排放過程中所產生的污染，進而實現汽車尾氣排放達到國家標準要求。

（三）新能源技術的研發

傳統石油資源的應用，難免會使汽車在運行期間產生毒害氣體，影響到生態環境和人們的身體健康。并且石油資源并非是取之不盡用之不竭的，總有一天會消失殆盡。基于此，新能源技術的研發逐漸被提上日程，并受到人們的高度關注。以燃料電池汽車為例，通過電化學反應方式的應用將空氣與氫氣轉變為動能，進而實現對汽車動力的提供[5]。相較于普通蓄電池，燃料電池是通過對原子化合成分電子的捕捉，實現電能的轉化，因此可以達到降低污染的作用。而除去乙醇、燃料電池、天然氣應用于汽車能源之外，當前電動汽車的研發逐漸受到各大汽車企業的重視，例如現階段風頭正盛的特斯拉、蔚來、小鵬等企業，都側重對電動汽車的研發和推動。相較于傳統能源汽車，電動新能源汽車更加環保，并且在油耗成本方面表現較為突出。但是縱觀現階段新能源技術的研發，雖然已經取得初步成效，但是當前新能源技術的研發仍存在些許問題，例如虧電嚴重、充電時間長等，所以需要進行新能源技術的不斷深入研發和不斷完善與優化。

（四）三元催化凈化技術

所謂尾氣后處理，是指發動機在運行過程中，所產生的尾氣在排氣系統進行吸附、催化、過濾、轉化以及再生的方式進行尾氣污染物的減少。而縱觀現階段汽車尾氣污染的控制，其中針對三元催化轉化器的應用已經取得良好的效果，通過在排氣系統中安設三元催化轉化器，可以對CO、NOX、HC等物質的處理、還原，實現對汽車尾氣污染的有效控制[6]。三元催化轉化器主要構成包括殼體、陶瓷載體、催化劑、以及減震密封墊等組成，安置位置在汽車發動機出口1.2m位置。三元催化器在實際運行期間，若催化劑床體溫度未達到250℃，那么催化劑無法充分發揮出相應的作用和效果，而北方城市在冬季溫度較低的情況下，三元催化器到達正常工作溫度的時間較長，期間尾氣排放得不到有效控制，因此還需對三元催化凈化技術進行深入研發。