汽车尾气对于哈尔滨空气质量情况的影响

摘 要：介绍了近几年哈尔滨市的汽车保有量情况，用数理统计的方法对汽车保有量和尾气成分进行了分析。结果表明：汽车尾气的排放对哈尔滨市的空气污染影响不大。但随着汽车保有量的增加，也会对空气质量产生一定的负面影响。

关键词：哈尔滨 空气质量 汽车尾气

中图分类号：X511文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（a）-0116-01

1 汽车尾气污染现况

随着经济的发展和物质水平的提高，私家车数量急剧增加。汽车尾气对环境造成了很大危害。在西方发达国家中，由于汽车工业发展较早，汽车普及率较高，汽车尾气的排放量对西方发达国家的空气质量带来严峻挑战。因此，通过数学分析、计算汽车尾气中有害物的排放量，有助于对环境污染进行进一步分析。

汽车尾气排放的主要气体污染物为CO、HC、NOx、SO2、Pb和固体颗粒物质等。[1-2]

机动车主要污染物的危害主要体现在以下几个方面：

（1）一氧化碳（CO）。

CO是由于烃燃料不完全燃烧而生成的中间产物。一氧化碳和人体红血球中的血红蛋白有很强的亲合力，亲合后生成碳氧血红蛋白（COHb%），从而血液向各组织输送氧的功能减弱，造成反应迟钝，记忆力减弱等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。[3]

（2）二氧化硫（SO2）。

SO2是酸雨形成的主要成分，主要来源于燃料燃烧，会对生态系统的酸碱平衡造成破坏，对建筑物等造成腐蚀。湿润的粘膜表面吸收后易生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。

（3）碳氢化合物（HC）。

HC是由于烃燃料不完全燃烧而生成的中间产物，在气态条件下表示为VOCs，固态是则以颗粒物的形式存在。HC中的醛类会刺激人的鼻、眼和呼吸道，其中的多环芳香烃又是一种强致癌物质[4]。

（4）氮氧化物（NOx）。

NOx是在火花塞点火时，空气中的N2与O2在瞬时高温高压下反应所得的产物。NOx可分为NO和NO2，会形成酸雨和光化学烟雾。NO毒性不大，但会对中枢神经系统产生阻碍，并且NO易氧化生成有剧毒性的NO2。NO2会使肺功能降低，危害儿童和哮喘病人，通过使过滤性毒菌易感染性增加，使得人体对毒菌的抵抗力降低。[5]

（5）颗粒物（PM）。

颗粒物，又称尘。大气中的固体或液体颗粒状物质。颗粒物可分为一次颗粒物和二次颗粒物。一次颗粒物是由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物，例如土壤粒子、海盐粒子、燃烧烟尘等等。机动车排放的固体颗粒物是城市大气颗粒物的主要来源。颗粒物分为两类：PM2.5和PM10，前者直径不超过2.5微米，是人类头发直径的1/30，后者则较粗大，当前的欧盟空气质量标准限定，一个人每年吸入的PM2.5最多为40 μg/m3，PM10为每25 μg/m3。联合国世界卫生组织的指导原则建议：PM2.5和PM10的年接触量分别为每立方米20 μg/m3和10 μg/m3。

研究区域主要包括和兴路、征仪路、文昌桥等交通比较繁忙的路段。

2 哈尔滨汽车保有量的分析

据国家统计局哈尔滨调查队2012年7月份的统计显示，哈尔滨市机动车保有量达91.66万辆。哈尔滨市城市居民每百户家庭拥有汽车13.5辆，比去年增加了4.1辆，同比增长44.1%。2013年，哈尔滨将汽车保有量突破110万辆，相当于每三户家庭就有一辆车。

私家车保有量的急剧增加使得市区交通越来越繁忙。在哈尔滨市省政府交通岗的观测数据显示：2002年该路段的交通流量是8200辆/h，而2010年的交通流量是13000辆/h。和兴路和征仪路交通流量主要集中在上午7：00～9：00和下午17：00～18：00的时间段。和兴路的交通流量达到了6000辆/h左右，小型汽车占80%左右，约为4800辆/h；大型货车和卡车比例较低，仅占15%，约为900辆/h；公交车流量为约300辆/h，约占总流量的5%左右。征仪路的交通流量达到了4200辆/h左右，其中主要也是小型汽车，大约为2800辆/h。

3 汽车尾气排放量估算与数据分析

汽油车排气污染物排放的测量常用双怠速法、简易工况法和工况法。计算机动车尾气的排放量需要确定汽车污染物排放因子、各类车辆的数量、行驶里程等基本参数。汽车污染物排放因子采用2010年7月1日起实施的中国W阶段排放标准GB 18352.3-2005。[6]因为在2000年以前汽车采用的技术和燃油均有差异，使得排放标准达不到现阶段国家标准，这会造成计算结果偏小。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。

汽车尾气污染物的排放可参照按下列公式计算：

废气排放量：D=QT（K+1）A/1.29

式中：D——废气排放量，m3/h；Q——汽车流量，辆/h；T——车辆运行时间，min；

K——空燃比，12：1；A——燃油耗量，kg/min。

根据统计学分析和计算，对哈尔滨市2013年机动车尾气排放量进行了粗略估算，因为哈尔滨冬天供暖会产生大量排放，所以选取夏季空气质量数据进行估算更加合理。其中CO排放量达到44971.40 t；NOX排放量达38525.45 t；PM排放量主要考虑柴油车排放的炭黑等颗粒物，总量达585.13 t。

2013年哈尔滨市化学需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物四项主要污染物排放量分别控制在30.97万t、2.245万t、11.67万t和15.02万t以内。

通过氮氧化物的对比可以发现，汽车尾气中的氮氧化物排放占总的氮氧化物排放的25.65%。由此可见，对于哈尔滨这样的重工业城市，再考虑哈尔滨将近半年的时间需要燃煤供暖的特殊情况，汽车尾气对于哈尔滨空气污染的贡献率还是低于全国其他大城市平均水平的。

参考文献

[1]国家环保局大气处.汽车对大气的污染及其控制[M].北京：气象出版社，1988.

[2]张怡.城市道路空气污染概况及道路扩散模型综述[J].公路交通技术，2013（1）：141-145.

[3]金鲲鹏.用乌克兰汽车尾气排放标准计算潍坊市区在公路交通高峰期的单位时间内汽车尾气中CO，CH和NOx的排放量[J].潍坊学院学报，2006（6）.

[4]熊慕慕.机动车尾气排放与大气污染[J].南阳师范学院学报，2007，6（3）：43-45，54.

[5]韩冰.兰州市机动车尾气排放特征研究[D].兰州交通大学，2013.

[6]韩玉梅，罗新正.汽车尾气对烟台市大气环境的影响研究[J].烟台大学学报，2013（1）：74-78.

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