我国汽车污染现状及控制措施研究，本文主要内容关键词为：现状及论文,我国汽车论文,措施论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
几千年前，人类发明了一种叫“轮子”的东西，它使人类社会的发展进入了一个崭新的阶段。到十七世纪，塔尔·格莱斯发明了自行车，当时的自行车还只是木轮且没有脚踏板。1860年脚踏板被发明，紧接着约翰·唐纳发明了充气轮胎，这是自行车得到广泛应用的里程碑。1886年，德国人C.F.Benz发明了第一辆汽车，仿佛人类社会的发展被加速了。本世纪五十年代以后，汽车产量迅猛增加，在促进社会发展和经济繁荣的同时，汽车排出的CO、HC、NO[,X]、SO[,2]、黑烟和颗粒物等有害物质不仅导致酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等环境问题，还给人类的健康带来了危害〔1〕。
一、汽车污染现状
1984年我国颁布第一个汽车排放标准时， 全国汽车保有量仅有200多万辆。从1983年以来，汽车保有量变化如图1所示〔2〕。到1995年，全国民用汽车保有量已达1100多万辆，北京市汽车保有量占全国的1 ／10。近十年，汽车保有量平均年增长率为13%，到2000年我国汽车保有量将达到2000万辆〔3〕。
图1 自1983年我国汽车保有量情况
从90年代开始，汽车污染问题在大城市已日益突出。1990年7月， NO[,X]日均浓度分布统计显示，北京、天津、南京、上海、广州等大城市为污染严重区域。自1992年起，广州市NO[,X] 的污染负荷开始超过SO[,2]〔4〕，表明我国NO[,X] 污染在城市中已由煤烟型转变为机动车型污染。1995年全国机动车排放的CO和NO[,X]分别为2200万吨和140 万吨。大城市中，汽车排放额CO对大气污染的分担率达85%，NO[,X]达40%〔3〕。预计在下一个十年里，全球车数增长约1倍〔6〕。 要保持污染不再恶化，还需不断努力。
面对日益严重的大气污染，我国于1998年起在《中国环境报》开始报导重点城市空气质量状况，上半年空气质量周报结果显示，NO[,X]已成为北京、广州、上海、武汉、杭州、合肥、大连、深圳、珠海9 个城市的主要污染物，北京和广州市NO[,X]空气污染指数达四级，出现了中度污染。以北京为例，CO的63%、HC的73%、NO[,X]的22%均来自汽车污染〔5〕。如图2显示，北京市NO[,X]浓度与车辆数的相关性（相关系数为0.9847）〔6〕。目前，主要交通街道已成为严重污染区， 如北京三环以内，CO100%超标，长沙市主干道CO超标4倍。汽车排放的铅对大气污染分担率达89～90%，1995年全国汽油消耗量为2900万吨，其中含铅汽油占40%〔3〕。
图2 北京市NO：浓度与汽车数量的关系
汽车尾气不仅污染环境，同时也危害人类的健康。一氧化碳是汽油机有害排放物中浓度最高的一种成分，一氧化碳的慢性中毒主要表现为中枢神经受损，记忆力衰退等，当空气中CO浓度达90mg／m[3]以上时，人们在接触几小时后，就会产生恶心、头晕、疲劳等症状，严重时会窒息死亡。汽车排气中所含碳氢化合物成分有百余种之多，被人体吸入后会破坏造血机能，造成贫血，神经衰弱，降低肺对传染病的抵抗力。有些化合物如醛类等会直接刺激人的眼、鼻黏膜，使其功能减弱。汽车排出的氮氧化物中的NO与血液中血红蛋白的亲和力比CO还强，通过呼吸道及肺进入血液，使其失去输氧能力，产生与CO相似的严重后果。NO很易氧化成剧毒的NO[,2]，可引起肺水肿，还能刺激眼黏膜，麻痹嗅觉。汽车排气中的颗粒物（PM），主要由于汽油中的四乙基铅燃烧后生成的铅化合物微粒以及不完全燃烧生成的碳粒等。除浓度外，粒子的直径及化学性质起决定作用，5μm以下的粒子可以沉积在肺细胞内，引发肺病变，粒子携带的苯并（a）芘是强致癌物质，可引发癌症。 铅化合物微粒扩散到大气中，对人体健康十分有害，当血液中铅量积累到一定程度时将使人的心、肺等发生病变，侵入大脑时则引起头痛。铅化合物对儿童神经系统的危害尤为严重，可引起儿童智力减退，影响正常发育〔7〕。
广州不久前的一次体验显示，受检的37万司机中，有5304人须暂时离岗休息、治疗。1993年，广州市还发生过7 名小学生因机动车尾气中毒事件〔8〕。曾小岚曾对成都市铅含量与NO[,X] 含量相关性做了大量研究，得出二者具有相关性（相关系数分别为0.570、0.622）〔9〕。 1997年暑期浙医大儿童医院对来作健康体检的杭州市区1～6岁幼儿，其中男童349名，女童280名，共629名检查了血铅浓度。629名儿童血铅水平波动在0.1～26μg／dL之间，中位数为7.4μg／dL，国内外学者认为儿童血铅≥10μg／dL即属中毒状态，杭州市幼儿血铅的人数占样本数的27.58%。〔10〕
二、造成汽车污染的原因
目前，中国汽车污染已达到相当严重的程度，其原因何在？从所收集的资料来看，造成汽车尾气污染的主要原因有以下几个方面：
1 生产技术落后
我国机动车排放超标有其历史渊源，从总体来看，全国汽车工业水平落后于世界汽车工业水平10年至20年，而我国的汽车发动机工业水平又落后于汽车工业水平。由于我国的汽车制造技术从经济角度考虑较多，贪图造价上的便宜，使汽车总体结构简单化，其技术性能先天远远落后于先进国家〔11〕。目前世界几大汽车生产厂考虑的是如何减少排放，增加安全性和可靠性，如新型奥迪旅游轿车和丰田汽车公司已研制出混合动力装置，装有液压、柴油机和电动机，加速时使用柴油机，平时使用电动机驱动以减少污染物排放；奔驰公司正在努力使氢气成为汽车燃料，只有水是最终产物，从而不产生任何污染物〔1〕。 而我国还在提高发动机的动力性、经济性和可靠性上下功夫，所以发动机的改造是我国汽车排放达标的关键因素。尤其是改进发动机燃烧性能是减少汽车排放污染的关键。由于车辆制造水平低，单车排放量相当国外同类产品 5～10 倍。中国和美国机动车排放因子（g／km ）比较如图3（车辆行驶速度为35km·h[-1]）〔12〕：
图3 中国和美国各种车型排放因子
各城市主要交通道路机动车流量统计表一
车流量(辆/小时)
最低值最高值平均值
重庆
1512 3516 2651
合肥
1167 2061 1413
天津
2752 4049 3091
包头652 1202
848
南宁813 1127
917
西安
1103 2907 1787
南昌702 3564 1411
武汉
1146 3006 1810
长沙
1127 3688 1652
济南--
2334 1189
平均 1219.32745.4 1676.9
图4 1990～1996年全国民用汽车与公路情况
2 车辆使用条件差
机动车分布不平衡，道路及相关基础设施落后。不断增加的交通拥挤，不合理的城市交通结构及运行机制及陈旧过时的机动车队，使机动车污染上升。大量汽车拥挤在少数几个城市，交通容量大，尤其是在上下班时间，各种车辆混行，乱停车现象严重，交通管理落后，堵塞现象严重，汽车不得不频繁启动和长时间低速行驶。由于汽车发动机燃烧不充分，废气排放量大，如表一显示了重点城市道路交通机动车流量状况〔13〕；另一个原因是高大建筑物的数量和密度增加，阻止了自然通风对污染物的稀释作用，空气流速减缓，缺少停车场对空气污染也起促进作用；还有车辆售后服务不完善，维修保养质量差。这将给环境加上沉重的负担。
图4〔13〕明显显示出中国汽车和道路发展是不平衡的， 汽车一直处于猛增势头，这对道路改造形成巨大的压力。
燃料质量差，70号低标号汽油还在大量使用，1995年生产和消费占市场的50%左右，汽油、柴油质量达不到要求〔3,11〕。因此，油品质量改善也是一项艰巨的工程。
3 管理方面落后
我国机动车排放标准制定得太低，仅相当于国外70年代末期水平，比现在的美国标准低3～15倍，比日本宽10～20倍〔11〕。 出厂新车的排放污染物大大超过国外，如表二〔14〕：
生产车排放水平单位：克表二
CO HCNO[,X]
我国60～1259～256～24
国外 10.88
3.88
排放标准不但低，而且更新的也慢。国外的排放标准一般1～3年修改一次，且逐步严格，而我国一些83年的标准直到93年才修订〔11〕。汽车报废制度不严格，使在用车使用条件差。相反，美、日、欧等国则制定了严格的报废制度，回收废车。美国和德国把每辆车重量的75%部件回收重新利用起来，并在努力提高到80%；法国现在回收利用汽车部件接近75%，而且争取到2002年提高到85%，并希望最终达到95%〔14〕。
另外，由于汽车尾气污染的监督管理涉及到多方面，目前尚未形成监督管理的有效机制，有关法规尚不配套，监督执法不够有力〔3〕，所以车况不良频繁超标的车辆仍在使用。部分汽车技术性能落后，没有专门的排气控制措施；一些超龄服役的在用车迟迟不能报废；一些技术状况不良的汽车带病行驶；一些车辆过量超载、超龄、超负荷运行。昆明市1996年3月路检测试表明，全市机动车频繁不合格的占45%， 对频繁超标车主发出限期治理后，三次复测率分别为42.7%、36.3%、27%，这在我国其它城市已很普遍〔15〕。有人对香港和广州汽车尾气污染作了比较，结果表明香港路况条件好、车速均匀，因此尾气排放均达标；而广州则是严重汽车尾气污染城〔10〕，这也充分反映出我国的管理水平与发达地区之间的差距。
三、解决汽车污染的措施及建议
我国在经济迅速发展的同时，汽车对环境的污染日趋严重。1987年《中华人民共和国大气污染防治法》颁布以来，交通部、公安部等部门制定了《汽车排气污染监督管理办法》和一批机动车排放标准，并成立了管理监督结构；汽车生产企业积极采取措施，引进技术，改善发动机燃烧状况，提高产品质量；北京、上海、广州、天津、大连、深圳、哈尔滨、海口等地已陆续使用无铅汽油。1993年又颁布了《汽车大气污染物排放标准》、《摩托车污染物排放标准》，制定了《汽车排气污染监督管理办法》和《防治汽车、摩托车排气污染的技术政策》，但这些标准只相当于欧美国家七十年代水平。我国汽车尾气污染目前没有出现被控制住的趋势，反而有加重趋势〔3,11〕。因此管理者的素质是保证社会发展和环境净化的一个主要因素，具有一个执法严明的管理队伍，汽车污染将会大大降低。
目前，世界大范围汽车需求量增加，尤其在亚太和南美市场，象印度、中国、南非、巴西、阿根廷和许多其它能源市场国家开始向外国汽车公司开放他们的商业经济，汽车需求量快速增加〔7〕， 控制汽车污染迫在眉睫。科学技术已成为经济变革及社会发展、环境保护的重要因素。
对于汽车尾气污染的治理，技术方面采用无铅汽油或污染少的燃料如天然气、甲醇等；发动机的内部改造有废气再循环、曲轴箱强制通风、优化燃烧室结构、迟延点火及催化法消除有害气体；还有目前出现的混合动力装置都将污染降低到最低限度〔16〕。98年的6月24 日在北京召开的国际汽车展示会上，我们已见到我国汽车市场正在受到世界各国高质量、低能耗汽车的冲击。管理方面，各国出台了更加严格的汽车排放法规，如1966年，日本颁布了世界上第一个全国性汽车排放标准，随后其它一些发达国家也纷纷立法，严格限制汽油油耗和CO、HC和NO[,X]排放量。80年代中期，奥地利、荷兰和德国采取经济手段鼓励人们买低排污车辆，而加拿大和澳大利亚等国则采取强制性要求。近几年，排放标准日趋严格，如美国加州制定了从1994～2003年分阶段实施的排放标准，将使加州在2000年以前汽车HC、CO和NO[,X]的排放量分别比现在减少90%、50%和80%。有的地方对汽车行驶时间加以限制，如巴西的圣保罗市按汽车牌照的尾数分成五组，每组车在每周内有一天不能行驶。我国如北京、天津、上海、成都等大中城市，按牌照尾号的单、双，限制部分车辆行驶，降低车流密度。为减少进入市区的车辆，英国政府积极发展市内公共交通，有的地方规定进入市内的人需把车停在郊外，乘公共交通工具进入市内。新加坡则限制市内某些地段车辆的乘员数，少于三人不予放行〔17〕。
社会需要管理，环境也同样需要管理。科学管理已渗透了人类社会各个领域，交通管理更不例外。这些国外的管理经验值得我们借鉴，但是不能照搬，因为我国有自己的具体情况。我国可以根据自己的国情实施如下措施：
1）优先发展公共交通事业，优化公共交通体系，提高服务质量，吸引人们乘坐公交车。
这包括提高公路的铺设质量和数量，同时进行立体交通运输网的建设，包括发展地铁和空中运载能力，这样可缓解马路上拥挤不堪的人流和车流，减少交通量，缩短出行时间，提高车辆运行速度以减少汽车排污；兴建必要的停车场，特别是在各大商业区，如在建设各种高楼大厦时，规定其整个一层或半地下为停车场，以减少道路乱停车现象；改善交通工具的质量及服务质量，使人们在使用这些交通工具时有一种舒适的感觉。
2）采用无污染或污染少的交通工具，如自行车和电动汽车， 目前法国、美国、德国分别正式推行了电动汽车。
3）采用无污染或污染少的燃料，包括无铅汽油、天然气。
北京于1997年7月1日，上海于10月1日开始实施城市无铅化。 近期，北京市液化石油公司与市公交总公司合作，在市区4 条重要公交线路上改装300辆公共汽车，试验表明， 以液化石油气作燃料与汽油燃料相比，CO减少92%，CH减少31.6%，还能不同程度地减少铅、氯、溴、硫等有害物质，并节约开支25%左右〔18〕。但使用无铅汽油也要进行细致具体的研究，如目前发动机的性能是否适合无铅汽油？汽油生产工艺水平是否能生产出高质量的汽油？使用无铅汽油，消除了铅污染，是否带来其它更严重的污染，如苯等芳香族化合物污染？因它们比铅更易于在空气中扩散，更易于被人体吸收，危害更大。有资料显示〔19〕：使用无铅汽油，改用一种含氧添加剂RFG，其主要成分是MTBE 作为抗暴剂，而人们又不断发现MTBE对人类造成的危害，美国正在对它进行重新认识。所以中国的汽油无铅化道路怎么走，还需要从各国已有的经验中吸取教训，不要盲目推广。
4）另外，从世界范围的原油和天然气储量看〔7〕，亚洲和澳大利亚一起分别占4%和7%，中国属于短缺国家，因此，为减少污染，汽车燃料结构将发生变化，相应的社会能源结构及经济政策也应变化，创建有利于高质量燃料在市场上流通的环境是非常必要的。
5）控制汽车排气污染， 包括改造发动机性能（主要是发动机燃烧性能）以适应新型燃料；安装汽车尾气净化装置；制定严格的排污标准制度，加强车辆检测管理。〔20〕
6）收取排污费的措施虽然能起到促进降低污染物排放， 但不能作为主要的解决方法。
如果不从交通基础设施改造来改善交通，道路容纳不了过多的车流量，又缺少必要的停车场，造成交通堵塞，车速低并频繁的启动，必然会造成污染，而收取排污费可能是又一起乱收费事件，最终问题还是得不到根本解决。并且，如果收取的排污费不足以抵上治理污染的费用，那么，人们都愿意缴纳排污费而不愿意花费更多的钱去治理污染。交了排污费之后，也许有人会心安理得地认为污染环境是正当的。国家和社会应该通过一些优惠政策鼓励人们主动进行污染治理，还给人类一片清澈的蓝天。
（收稿日期：1998年10月19日）