機動車尾氣對大氣環境的污染現狀與治理PAGE學號：哈爾濱師范大學學士學位論文題目機動車尾氣對大氣環境的污染現狀與治理學生指導教師教授年級級班專業化學系別化學系學院化學化工學院哈爾濱師范大學學士學位論文開題報告論文題目機動車尾氣對大氣環境的污染現狀與治理學生姓名指導教師年級級班專業化學2014年3月說明本表需在指導教師和有關領導審查批準的情況下，要求學生認真填寫。說明課題的來源（自擬題目或指導教師承擔的科研任務）、課題研究的目的和意義、課題在國內外研究現狀和發展趨勢。若課題因故變動時，應向指導教師提出申請，提交題目變動論證報告。課題研究起止時間和進度安排：2014.03.01-2014.03.15確定論文題目，查找資料，撰寫開題報告2014.03.16-2014.03.20查找資料，進一步分析題目，研究內容2014.03.21-2014.04.10資料歸納，整理分析，收集與數據統計2014.04.11-2014.04.30提交論文，指導老師審批，反復修改2014.05.01-2014.05.07定稿，準備論文2014.05.08交論文，答辯課題研究所需主要設備、儀器及藥品：無外出調研主要單位，訪問學者姓名：無指導教師審查意見：同學通過查閱大量的外文文獻，確定畢業論文的研究內容。選題新穎合理，思路清晰，時間安排較合理，作為指導老師，我同意該同學開題。指導教師（簽字）年月教研室（研究室）評審意見：同意開題物理化學教研室（研究室）主任（簽字）年月院（系）審查意見：同意開題化學化工院（系）主任（簽字）年月學士學位論文題目機動車尾氣對大氣環境的污染現狀與治理學生指導教師年級專業化學系別化學系學院化學化工學院哈爾濱師范大學2014年5月機動車尾氣對大氣環境的污染現狀與治理夏同明摘要：本文介紹了機動車尾氣污染物的危害性和影響因素以及國內外常用的尾氣排放控制技術。通過法律法規和技術兩個層面對機動車尾氣污染的治理方法進行陳述。關鍵詞：機動車尾氣環境污染治理方法隨著汽車工業的發展，世界汽車年產量已達8000余萬輛，廢氣污染在嚴重地威脅著人類的生態環境。美、歐、日等發達國家已先后制訂了嚴格的汽車排放法規，汽車生產商也先后投入巨額資金對汽車廢氣污染進行控制和改進，目前已取得了相當的成就，值得我們借鑒。

我國的汽車工業還十分落后，廢氣污染十分嚴重。例如，廣州市目前的機動車(包括摩托車)數量約為1400余萬輛，僅為洛杉磯和東京的1/4，但其污染物的排出量卻與這兩個城市的總量相當，每天排放到大氣的有害物質所產生的大氣污染十分嚴重，已出現了類似洛杉磯40年代初期所發生的光化學煙霧[1]征兆，同時已成為全國上呼吸道和肺癌的高發病率區，嚴重地威脅著市民的身體健康和生態環境。

1、機動車尾氣的主要成分以及危害性汽車排放污染物中含有大量的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、鉛、碳微粒和其他雜質粉塵等，這些物質對人類和整個生態環境危害極大。

一氧化碳(CO)[2]與人體血液中的血紅素有很強的親和力，使血液喪失對氧的輸送能力而產生缺氧中毒。當環境中CO的濃度超過100ppm(100×10-6)時，人體就會產生頭暈、乏力等不適感；隨著CO濃度的增加，會進一步產生頭痛、嘔吐、昏迷等癥狀；當CO濃度超過600ppm時，短期內會引起窒息死亡。

汽車廢氣中排出多種氮氧化物(NOx)[3]，其中一氧化氮(NO)與人體血液中血紅素的親和力比CO還強，兩者結合后會產生與CO相似的癥狀，一般情況下對人體的眼睛、鼻子、咽喉、支氣管和肺部等會帶來更大的損害，嚴重時至人于死地。

碳氫化合物(HC)為燃油未經完全燃燒后排出的氣體，具有一定的毒性和易燃易爆的特性，其中的苯類物質又具有致癌作用[4]。

HC與NOx在陽光下極易發生光化學反應[5]，形成以臭氧(O3)和以醛類為主的光化學煙霧。當O3達到一定濃度時，會令生物在短期內發生高溫氧化而脫水死亡；醛類有機物帶有毒性，對眼睛和呼吸系統有強烈的刺激作用，嚴生的會導致中毒死亡。

二氧化硫(SO2)[6]為燃油中的硫燃燒后的生成物，人體吸入SO2后，即產生咳嗽、咽喉腫痛、呼吸困難、胸悶、四肢乏力，進一步會引起支氣管炎、肺炎和心臟病等，嚴重的會導至人畜死亡。SO2還極易與大氣中的水蒸氣結合生成亞硫酸煙霧，達到一定積聚量后便形成酸雨，使水土酸化，破壞林木、植物的生長。故此，應盡量減少燃油中的含硫量。

鉛(Pb)為一種有毒的金屬，它由燃油中的鉛化物添加劑(如四乙鉛)經高溫燃燒后還原而成的鉛微粒。鉛與血液中的血紅素結合后，使血紅素產生異變。當血液中的鉛含量達到一定的程度時，會積聚于肝、腎、大腦和脊髓中，嚴重地破壞人體的神經系統和造血功能。

碳微粒和其他雜質粉塵是柴油機的主要排放物，由于其粒徑極小，約為0.01～0.2um，能長期懸浮于空氣中，易于通過呼吸系統而沉積于肺泡內，極具致癌作用。

鉛、碳微粒和其他雜質粉塵等因粒徑極小，SO2又具有膠粘性，特別是鉛微粒，因無法燃燒，一旦被吸附在催化劑的表面上，便令三元催化凈化器喪失催化功能，此即為三元催化凈化器的鉛中毒[7]。

2、機動車廢氣排放物的影響因素汽車廢氣中CO、HC和NOx三種有害氣體的影響因素比較多，主要為可燃混合氣的空燃比，點火提前角、發動機的負荷和轉速以及發動機的內部結構等。2.1可燃混合氣空燃比的影響空燃比(A/F)[8]對CO、HC和NOx的影響見圖1。在理論空燃比附近，CO曲線有一個拐點，當A/F減少時，可燃混合氣過濃，燃油無法充分燃燒，CO生成物便急劇增加；當A/F增大時，氧含量充足，燃油可以充分燃燒，使CO生成量減少，而且比較穩定。2.2點火提前角的影響

隨著點火提前角[9]的增大，HC和NOx生成物都會急劇增加，其原因與燃燒時的速度、壓力、溫度等有關，當點火提前角增大到一定值后，由于燃燒時間過短，HC和NOx生成量便有所下降。當然，正確的調整點火正時是非常必要的，過遲的點火提前角會使發動機動力下降，油耗增大，工作不穩。2.3發動機負荷和轉速的影響

由于NOx是高溫燃燒時的生成物，當發動機的轉速和負荷提高時，使氣缸的燃燒溫度升高，NOx生成量隨之增大，CO和HC的生成量稍有增加，但影響較小。

碳微粒的影響因素主要有空燃比、發動機的溫度、轉速和負荷以及燃燒室的形狀[10]，燃油的霧化情況等。空燃比過濃，溫度過低，均不利于燃油的霧化和燃燒，使碳微粒生成量增加；發動機轉速和負荷增大，使燃燒溫度提高，有利于完全燃燒，使碳微粒的生成量減少。

SO2和Pb微粒的生成主要與燃油中的含硫量和鉛化合物的加入量有關。因此，往往對燃油中的最大含硫量作了限制，推行使用無鉛汽油[11]。

2.4發動機的內部結構的影響[12]車用發動機在正常運轉情況下，HC的生成區主要位于汽缸壁的四周處，故對整個氣缸容積來說是不均勻的，而且對排氣過程而言HC的分布也是不均勻的。在發動機一個工作循環內，排氣中HC的濃度會出現兩個峰值，在這個階段會對產生大量的污染物。3、機動車尾氣污染的控制對策3.1從政策法規層面上治理3.1.1從源頭抓起,嚴格控制生產廠家新生產的機動車尾氣是否能夠達標[13]排放,關系到整個機動車尾氣污染防治工作能否正常進行。為此,各級經貿、質監部門必須從源頭抓起,把尾氣排放是否達標做為汽車能否出廠的硬性指標,適當提高新生產機動車尾氣的排放標準,大力淘汰尾氣排放超標的機動車輛生產線,鼓勵生產廠家采用多種能夠降低車輛尾氣污染物排放的控制技術,從源頭上控制車輛尾氣污染。3.1.2鼓勵生產廠家發展環保型汽車中國機械工業聯合會副會長、中國汽車工程學會理事長張小虞在海南環保汽車論壇[14]上指出，隨著環保意識與日俱增，環保汽車將成為未來汽車行業的發展趨勢。環保是汽車工業必須跨越的關口。從汽車誕生那天起，汽車工業就面臨環保、能源消耗和安全問題，中國要從汽車大國變為汽車強國，就必須跨越這三道關口，為消費者提供環保型汽車。再者，現代柴油機[15]在車用動力中占據著越來越重要的地位，動力性高、經濟性好、節能、環保的優點日益顯現。我國柴油汽車大幅度增長，對改善我國大氣環境，推進我國汽車清潔化具有十分重要的現實意義。3.1.3在使用中嚴格監督,有效控制機動車尾氣排放應該將機動車尾氣排放納人城市大氣環境污染總量控制內，嚴格控制機動車數量，新車上路前，要全項監測尾氣污染物指標，達標后，登記造冊，經審批，到公安交通機關辦理上路手續。嚴防機動車非法落戶和尾氣排放超標的國外車輛入境。各地市級以上環保部門、公安交警要嚴格機動車尾氣排放的定期檢測、巡檢、抽檢制度，禁止排氣不合格的車輛運行，并及時淘汰油耗大，污染重的超期服役車輛，堵絕報廢汽車非法交易。3.1.4提高燃料質量,強制推廣使用無鉛汽油機動車排放標準的提高與機動車燃料的品質有著很大的關系，原國家環保局從1988年開始，制定有關機動車污染物管理的系列國家排放標準并組織實施。1997年開始推進中國汽油無鉛化，全面提高了汽油質量，同時也把油品質量的提高放在了很重要的地位，組織制定并于1999年頒布實施了國家污染物排放標準——《車用汽油有害物質控制標準》[16]，汽油中的各種有害物質在我國首次得到控制。汽油生產及銷售部門必須嚴格執行車用燃料監督管理的規定,停止出售含鉛汽油,堅決淘汰90號以下的低標汽油,自覺接受管理部門的監督和檢查。對于違反規定的要取消其生產、銷售資格,并視情節輕重給予相應的處罰。3.1.5完善環境立法和標準體系國內環境立法起步較早，也較完善。如果要適應商品經濟，那些模糊性、伸縮性、原則性較大的規定條文，實施起來就困難了，某些條款缺乏量化的刑事處罰和經濟約束手段要及時補充和修改。機動車尾氣排放標準和大氣環境3.2從技術層面上治理3.2.1廢氣再循環[17]已查明NOx是燃油在高溫燃燒中的生成物。廢氣再循環就是根據發動機的不同工況，將廢氣中的一部分(3%～15%)引入燃燒室，用以降低氣缸的燃燒和溫度速度，從而進一步減少NOx的排放量。

3.2.2二次空氣供給[18]二次空氣供給系統是在排氣管的上段設置一個反應器，通過空氣泵、控制閥、單向閥和噴射管等引入適量的新鮮空氣，在高溫下，令CO和HC在熱反應器內繼續燃燒(生成H2O和CO2)，從而進一步減少了CO和HC的排放量。有的發動機則向三元催化器提供二次新鮮空氣，以使CO和HC在催化器內獲得更充分的氧化反應(燃燒)。3.2.3三元催化凈化裝置[19]三元催化凈化器的工作特性是要求發動機處于理論空燃比狀態下工作時，才表現出良好的凈化效果。現代電控燃油噴射發動機的電控系統為了實現對理論空燃比的監測和控制而應用了能檢測廢氣中氧殘留量的氧傳感器，電控系統接收到氧傳感器反饋的信號后便及時調整噴油量，使發動機工作處于理論空燃比狀態，從而實現了燃油噴射的“閉環”控制。三元催化凈化器的最佳工作溫度為400～800℃，如果同時不配合使用氧傳感器時，則很快就會出現早期損壞，壽命大大縮短。

3.2.4汽油中加入千分之0.1～0.4g四乙鉛后便可大大提高汽油的抗爆性能，有利于減少機件的損壞，但鉛對人體的毒害非常大，同時也會使三元凈化器中毒而早期失效，所以世界各國已嚴格限制含鉛汽油的生產和使用。

3.2.5低硫份柴油硫主要存留于柴油中，燃燒后生成毒性極大的SO2。美、歐、日等國家對柴油中的含硫量要求非常嚴格，限值為0.05%～0.10%。而我國的煉油技術相對來說較為落后，限值為0.5%左右，與國外的差距甚大。因此，努力提高我國的煉油技術，降低柴油中的含硫量已成為煉油行業的重要任務。3.2.6富氧燃料和燃油添加劑[21]甲醇、乙醇、異丁醇、叔丁醇、乙基叔丁基醚等許多含氧化合物具有很高的辛烷值，是良好的抗爆劑。汽油中加入少量的含氧化合物可以改善燃料的燃燒性能，可明顯地減少CO和HC的生成。但過量的加入會影響發動機的動力性。美國AST-MD4814-94標準規定含氧化合物的體積加入量：甲醇類為2%；非甲醇類為2.75%。4、發展前景隨著我國經濟的不斷的發展，汽車尾氣對大氣的污染和治理已經成為人民政府共同面臨的挑戰。汽車尾氣污染物控制技術的現狀與發展都很有前景。為治理大氣污染，我國政府已先后頒布了多項法律法規及相關的治理辦法，以法律為依據，有效地實現汽車尾氣排放的控制與管理。在政府的領導下，各大企業積極響應，向社會提供高效低耗、低排放的環保型車，提供高品質的燃油、燃氣，提供高效耐用的尾氣凈化產品。這是相關企業提高自身競爭力的重要途徑，也是相關企業為防治汽車尾氣污染應盡的職責和貢獻。同時，人們應該遵守各項規章制度，節能減排，用自己的行動保護自己賴以生存的自然環境，這樣才能成為最終的受益者。近些年來，各個領域的學者不斷研究各項處理汽車尾氣的技術手段爭正在不斷成熟和運用。第一代汽車尾氣催化劑將活性氧化鋁制備成球狀或丸狀小顆粒，然后在這些小顆粒的毛細孔中吸附一些貴金屬，從而起到催化作用。Al2O3由于具有很好的化學穩定性,低溫氧化鋁具有較大的比表面積,優良的機械性能,良好的耐熱震性能等優點,廣泛用于催化劑載體。將氧化鋁300度焙燒2h,700度焙燒2~4h,得到?-Al2O3。第二代產品是將吸附有貴金屬的活性氧化鋁涂附于蜂窩陶瓷表面，從而制備出性能優良的汽車尾氣催化劑載體。從早期使用的普通金屬Cu、Cr、Ni，到后來的貴金屬Pt、Pd、Rh，汽車尾氣凈化催化劑已成為治理尾氣污染的有效途徑。目前國內外已成功開發了含少量貴金屬的稀土汽車尾氣凈化催化材料，特別是用于活性涂層的鈰稀土復合氧化物已成功用于汽車尾氣凈化器上，催化性能與使用壽命大大提高。稀土鈣鈦礦型復合氧化物催化劑具有良好的三效催化活性，與貴金屬催化劑相比，價格低廉，與一般金屬氧化物相比，高溫穩定性強，當前已成為汽車排氣催化劑研究的熱點。另外，納米技術將成為進一步提高催化劑載體表面積和優化內部結構的新的突破口。這些技術的發展和應用將使我們被受鼓舞，催化活性高于普通三效催化劑，納米稀土三效催化劑將是成本低、催化效果好的新型催化劑并成為今后研發的熱點。參考文獻：[1]BaiLiang.Presentsituationanddevelopmenttrendofcontroltechnologyofautomotiveexhaustpollution[J].EnvironmentalStudyandMonitoring,2001,14(2),P104-106(Ch).白亮.汽車尾氣污染物控制技術的現狀與發展[J].環境研究與監測,2001,14(2),P104-106..[2]杜慶祥.SCi泡沫陶瓷用作柴油機尾氣凈化催化劑載體的研究[J].汽車工程,2007,29(10):87[3]劉小云.蜂窩陶瓷載體的孔型結構、性能及其應用[J].FOSHAN.CERAMICS,2005,11(5):14-16.[4]高娃.汽車尾氣催化劑及其金屬載體的研究進展[J].兵器材料科學與工程,2000,23(4):67-70.[5]褚潤,張國珍,等.納米技術在凈化汽車尾氣方面的應用研究[J],化境科學與管理,2007,32(1):111-113.[6]華愛紅,李麗,丁國良.淺談汽車尾氣污染的危害及防治措施[J].科技訊.2007.(04)[7]吳國正,馬麗萍,賀克雕.汽車尾氣的污染與防治[J].廣東化工.2007.(05)[8]武喜懷.汽車尾氣對人體健康的危害[J].內蒙古石油化工.2007.(05)[9]張建民,李國彥,王同建.汽車尾氣排放對人體健康及環境的影響[J].天津科技.2007,(04)[10]夏青松.歐Ⅳ發動機排氣后處理技術[J].天津化學化工,2008,22(2),P5-8(Ch).[11]張勇.汽車尾氣污染及其凈化處理技術[J].大學化學,2001,16(2),P43-46(Ch).[12]黃濤.電暈凈化汽車尾氣的方法與關鍵技術[J].大學化學,2001,16(2),P43-46(Ch).[13]曾佩蘭,黃可龍,劉素琴,等.汽車尾氣凈化催化劑載體氧化鋁模板的自組織行為研究[J].貴州化工,2002,27(6):16-18.[14]劉永莉.汽車催化劑發展的回顧及展望[J].大學化學,2001,16(2),P43-46.[15]褚潤,張國珍,等.凈化汽車尾氣方面的應用研究[J],化境科學與管理,2007,32(1):111-113.[16]李玉山,王來軍,等.單鈀汽車尾氣催化劑研究進展[J].化工新型材料,2006,34(7):1-4.[17]李佩衍,閻紅,等.汽車尾氣凈化催化劑載體表面改性的研究[J].稀土,2001,22(2):46-49.[18]康新婷,湯慧萍,等.汽車尾氣凈化用貴金屬催化劑研究進展[J].稀有金屬材料工程,2006,35(增刊2):112-116.[19]李玉山,王來軍,催化劑與污染處理的研究[J].化工新型材料,2009,35(8):2-2.[20]肖霞,何新秀.我國汽車尾氣污染的催化凈化[J].環境科學研究,1998(5):6-9.[21]宋靖,曾令可.汽車尾氣凈化器用催化劑載體的研究現狀[J].陶瓷,2007,9:13-15.RESEARCHPROGRESSOFMOTORVEHICLEEXHAUSTPOLLUTIONSTATUSANDGOVERNANCEAbstract:Thispaperbrieflyintroducestheharmandinfluencefactorsofvehicleexhaustpollutantandexhaustemissioncontroltechnologyincommonuse.Bylaws,regulationsandtechnicalaspectsofmotorvehicleexhaustpollutiongovernancemethodstatementKeywords:motorvehicleexhaust;；environmentalpollution；treatmentmethod論文（設計）題目機動車尾氣對大氣環境的污染現狀與治理作者評閱人評閱人職稱教授意見同學的論文《機動車尾氣對大氣環境的污染現狀與治理》選題符合專業培養目標,能夠達到綜合訓練目的。該生查閱文獻資料能力一般，能收集關于汽車尾氣凈化與治理的資料，寫作過程中基本能綜合運用汽車尾氣凈化與治理的知識，全面分析問題。文章篇幅完全符合學院規定，內容基本完整，層次結構安排合理，論點比較突出，論述能較好地服務于論點，有一定的邏輯性。但是缺乏個人見解，語言表達一般，從文章的整體結果來看基本達到學士學位論文要求，同意參加答辯。評閱人簽字評閱意見論文評閱人意見論文評閱人意見論文（設計）題目機動車尾氣對大氣環境的污染現狀與治理作者評閱人評閱人職稱副教授意見同學按期圓滿完成了《機動車尾氣對大氣環境的污染現狀與治理》的畢業論文，論文選題新穎實用，研究對象與研究目標明確，研究具有重要的實用價值。同學在撰寫畢業論文期間，閱讀了大量的外國文獻，對