汽车尾气对空气质量的影响研究

,*,*,*,*,2013.08.08,汽车尾气对空气质量的影响研究,何书行,目录,长春市汽车情况,对能源和经济的影响,汽车尾气与空气质量,对温室效应的影响,降低汽车尾气危害的建议,目录,长春市汽车情况,对能源和经济的影响,汽车尾气与空气质量,对温室效应的影响,降低汽车尾气危害的建议,2012年底，长春市的汽车保有量超过120万辆；与同等城市相比，均高于东北三省的其他两个省会城市。,1,长春市汽车情况,截止,2013,年,8,月初，长春市的汽车保有量为1370025辆。其中，全市私家车110万辆，占80%。,市区汽车保有量为766650辆。其中，市区私家车61万辆，占79%。,注：数据来源于长春市交警队,1,长春市汽车情况,由于经济的快速发展，我市的机动车保有量增长快速，至今势头仍然未减缓。,1,长春市汽车情况,不同排量的汽车数量,排量为1.4及以下有30万辆,排量为1.6-2.0有25万辆,排量为2.4及以上有15万辆,大排量汽车的公私比例,私人10万辆,公用5万辆,43%,36%,21%,1,长春市汽车情况,目录,长春市汽车情况,对能源和经济的影响,汽车尾气与空气质量,对温室效应的影响,降低汽车尾气危害的建议,2.1,汽车尾气污染,主要污染物为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯丙芘及固体颗粒物等。,各种污染源对大气污染的贡献度,2,汽车尾气与空气质量,2,汽车尾气与空气质量,一氧化碳,：含量最高，它可经呼吸道进入肺泡，被血液吸收，与血红蛋白相结合，形成碳氧血红蛋白，降低血液的载氧能力，削弱血液对人体组织的供氧量，导致组织缺氧，从而引起头痛等症状，重者窒息死亡。,氮氧化合物,：含量较少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的3倍。氮氧化合物进入肺泡后，能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，增加肺毛细管的通透性，最后造成肺气肿。亚硝酸盐则与血红蛋白结合，形成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。,碳氢化合物,：有200多种，其中C2H4在大气中的浓度达0.5ppm（十万分之一）时，能使一些植物发育异常。汽车尾气中还发现有32种多环芳烃，包括3,4-苯并芘等致癌物质。当苯并芘在空气中的浓度达到0.012ug/m3时，居民中得肺癌的人数会明显增加。离公路越近，公路上汽车流量越大，肺癌死亡率越高。,二氧化硫和悬浮颗粒物,：会增加慢性呼吸道疾病的发病率，损害肺功能。二氧化硫在大气中含量过高时，会随降水形成“酸雨”。,铅化合物,：可随呼吸进入血液，并迅速地蓄积到人体的骨骼和牙齿中，它们干扰血红素的合成、侵袭红细胞，引起贫血；损害神经系统，严重时损害脑细胞，引起脑损伤。当儿童血中铅浓度达0.60.8ppm时，会影响儿童的生长和智力发育，甚至出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘，危及胎儿。,2,汽车尾气与空气质量,光化学烟雾概念,主要是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮（,NO2,）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，变得不稳定，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应，其产物就是含剧毒的光化学烟雾。,汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。,光化学烟雾危害,人体健康：刺激眼睛，引起红眼病；刺激鼻、咽喉、气管和肺部，引起慢性呼吸系统疾病。,光化学烟雾能使树木枯死，农作物大量减产；能降低大气的能见度，妨碍交通。,美国在上世纪,60,年代曾因光化学烟雾死亡超过千人。,2,汽车尾气与空气质量,PM,2.5,概念,环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5m的颗粒物，也称细颗粒物。这个值越高，就代表空气污染越严重。可吸入颗粒物又称为PM,10,，指空气动力学当量直径在10微米以下的颗粒物。,来自环保部门的数据显示，北京雾霾的污染物中，机动车占22.2，燃煤占16.7，扬尘占16.3，工业占15.7。杭州机动车尾气排放对PM,2.5,的“贡献率达33。,2,汽车尾气与空气质量,颗粒物浓度（微克,/,立方米）,车流量少的郊区,车流量大的城市主干路,地下车库,森林公园,PM,2.5,(,车内,),108,147,122,113,PM,2.5,(,车外,),33,53,42,35,PM,10,(,车内,),195,680,308,210,PM,10,(,车外,),17,75,45,32,车内外,PM,2.5,与,PM,10,差距,注：数据来源广州市,汽车尾气排放的标准随着时间推移而逐步提高，我国现在小型汽车使用欧四的标准；大型汽车采用欧二的标准。,2012年底北京开始施行机动车国V排放标准，广州在2013年3月也开始施行。,2,汽车尾气与空气质量,2.2 汽车尾气排放标准,车尾气中所含污染物的多少与汽车行驶条件关系很大：汽车在空档时THC(总碳氢化合物) 和CO浓度最高；低速时THC和CO浓度较高；高速时NOx浓度较高，THC和CO浓度较低。由于汽车在进出停车场时一般是低速行驶，因此THC和CO排放量较大。,汽车尾气组分,空档,低速,高速,NOx(PPm),0-500,1000,4000,CO,2,6.5-8%,7-11%,12-13%,H,2,O,7-10%,9-11%,10-11%,O,2,1.0-1.5%,0.5-2.0%,0.1-0.4%,CO,3-10%,3-8%,1-5%,H,2,0.5-4.0%,0.2-1.0%,0.1-0.2%,THC (PPm),300-8000,200-500,100-300,2,汽车尾气与空气质量,2.3,尾气排放量与车速关系,该项目共有2个地下车库，其一是小区一期地下车库，车库出入口设有两个（称为一地下车库）；其二是小区二期的地下车库（称为二地下车库），车库出入口设有两个。,通风机的排风口高度均约5m。根据设计方案及类比资料调查，确定该项目地下停车库汽车尾气计算参数。,2,汽车尾气与空气质量,停车泊位（个）,日进出单车次数（次/日）,日最大车流量（辆/日）,高峰进出车辆数,地下车库一,198,4,792,198,地下车库二,95,4,380,95,利用小区内的车库信息，通过计算公式，分析汽车尾气排放量。,2.4,实际测算,2,汽车尾气与空气质量,废气排放量：,D=QT(K+1)A/1.29,其中：,D废气排放量m3/h；，,Q汽车进出车库流量，辆/h；,T车辆在车库（场）内运行时间，min；,K空燃比，12:1；,A燃油耗量，kg/min。,污染物排放量：,G=DCF,其中：,G污染物排放量，kg/h；,C污染物的排放浓度，ppm（容积比）；,F容积与质量换算系数,2.4,实际测算,计算公式,停车场的汽车尾气排放量与汽车在停车场内的运行时间和车流量有关。,一般汽车出入停车场的行驶速度要求不大于,5km/h,，出入口到泊位的平均距离如按照,50m,计算，汽车从出入口到泊位的运行时间约为,36 s,；从汽车停在泊位至关闭发动机一般在,1s,3s,；,而汽车从泊位启动至出车一般在,3s,3min,，平均约,1.5min,，故汽车出入停车场与在停车场内的运行时间约为,2min,。根据调查，车辆进出停车场的平均耗油速率为,0.2,升,/,分钟，即,0.15,公斤,/,分钟。,当汽车进出停车库时，平均空燃比约为,121,。,2,汽车尾气与空气质量,2.4,实际测算,计算参数,车辆类别,污染物名称,单位,怠速行驶,(5km/h),备注,小型车（汽油）,CO,%,4.07,容积比,HC,（以正戊烷计）,ppm,1200,容积比,NOx,（以,NO2,计）,ppm,600,容积比,汽车废气主要污染物体积浓度与质量一体积浓度换算系数分别为,CO,为,1.25,HC,为,3.21,NO2,为,2.05,。,2,汽车尾气与空气质量,2.4,实际测算,计算参数,排气量（m3/h）,污染物排放浓度 （mg/m3）,总量,NOx,CO,THC,NOx,CO,THC,地下车库一,20200,1.5,27.5,0.767,0.606,11.1,0.31,地下车库二,10100,1.48,26.9,0.752,0.594,10.8,0.303,2,汽车尾气与空气质量,根据,汽车车库建筑设计规范,（,JGJ10098,）中要求每小时通风次数不小于,6,次，按停车库体积及单位时间换气次数，计算单位时间废气排放量，再按照污染排放速率，计算各停车库的污染排放浓度。,2.4,实际测算,结论,污染物,排放浓度(mg/m3),排放速率(kg/h),CO,28.3,47.68,HC,2.14,3.61,NOx,0.68,1.15,高峰期车辆排放的污染物情况,2,汽车尾气与空气质量,2.4,实际测算,结论,目录,长春市汽车情况,对能源和经济的影响,汽车尾气与空气质量,对温室效应的影响,降低汽车尾气危害的建议,未来几天各地气温,气候变暖的现象越来越明显，温室效应的影响越来越大。,汽车排放的碳氧化合物是温室效应最大的贡献者。,3,对温室效应的影响,从不同领域对二氧化碳排出量的分担率可以看出，来自交通行业的二氧化碳排出总量大于,20%,，道路交通约占其中的,17%,。,来源于石油消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因石油消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：石油加工、炼焦及核燃料加工业，,51.7%,；交通运输、仓储和邮政业，,18.9%,；化学原料及化学制品制造业，,5.9%,；农业，,4%,；其他服务业，,4%,。,3,对温室效应的影响,3,对温室效应的影响,目录,长春市汽车情况,对能源和经济的影响,汽车尾气与空气质量,对温室效应的影响,降低汽车尾气危害的建议,定长春市私人汽车总量为60万辆,数据一,数据二,数据三,数据四,小排量,20,30,15,15,中排量,20,15,30,15,大排量,20,15,15,30,4,对能源和经济的影响,数据一,数据二,数据三,数据四,年耗油量,(万升),价值,(万元),年耗油量,(万升),价值,(万元),年耗油量,(万升),价值,(万元),年耗油量,(万升),价值,(万元),小排量,10000,73000,15000,109500,7500,54750,7500,54750,中排量,12000,87600,9000,68400,18000,131400,9000,68400,大排量,15000,120000,11250,90000,11250,90000,22500,180000,总,37000,280600,35250,267900,36750,276150,39000,303150,车辆数量的急速增长虽然能够拉动经济的增长，但对能源的消耗也是同时增长。,4,对能源和经济的影响,对能源消耗和经济的影响,百公里,耗油量,价值,(RMB),年耗油量,(5000公里/年),价值,(RMB),小排量,10,73,500,3650,中排量,12,88,600,4380,大排量,15,120,750,6000,4,对能源和经济的影响,目录,长春市汽车情况,对能源和经济的影响,汽车尾气与空气质量,对温室效应的影响,降低汽车尾气危害的建议,5.1,政府政策,1.鼓励购买混合动力汽车，在遇到堵车时的燃油消耗量、尾气排放量等要远远低于仅靠汽、柴油内燃机驱动的车，排放量下降约80，可节省燃料50。,2.加大力度 发展完善公共交通体系,3.限制私人汽车的购买量,4.,提升油品质量,5.,减少柴油使用的车辆，公共汽车逐步更新,5,降低汽车尾气危害的建议,5.2,社会公众,1.提升对环境问题的意识,2.购买混合动力汽车或小排量汽车,3.提高车辆使用率，提倡拼车上下班，拼车接送学生上下学,4.规范驾驶，尽量保持最经济的车速，避免紧急加油和刹车，保持匀速时所排放的废弃较少。,5,降低汽车尾气危害的建议,5.3,规划,1.合理提前规划城市交通网络,2.重视公共交通规划，加大力度实施,3.重视实际情况调查，了解最近真实情况,4.根据情况及时调整,5.重视道路绿化，有助于减少尾气的污染，还能提升城市景观,5,降低汽车尾气危害的建议,Thanks for Your Attention,环保低碳，让生活更美好,