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论汽车尾气的危害与优化毕业论文

摘要

随着人们生活节奏的加快，人们要求越来越高的效率，于是汽车产业在节奏中应运而生并以惊人的速度飞快发展着……

然而，随着汽车数量增多，它所带来的负面影响却是不容忽视的……

汽车尾气是空气污染的一个重要因素。

日前，全世界拥有汽车约8亿辆，平均7人一辆，汽车是给我们的生活带来了很多便利，但任何事物都有两面性，便利也要付出代价，那就是污染。

汽车排出的有害气体在当前己取代了粉尘，成为大气环境的主要污染源。

据不完全统计，世界每年由汽车排入大气的有害气体?

一氧化碳（也就是人常说的煤气）达2亿多吨，太致占总毒气量的1/3以上，成为城市大气中数量最大的毒气，而且它在大气中寿命很长，一般可保持二、三年。

所以它是一种数量大，累积性强的毒气。

随着汽车保有量不断增加，汽车排气污染日益严重随意对其的研究具有很大的意义。

通过本论文的研究一是让人们了解汽车尾气排放物对环境的各种影响，尤其是大气污染的加剧，提高大众的环保意识，采取各种措施，自觉减少环境污染，保护我们可爱的地球家园，让政府有关部门尽快颁布有关法规，制定尾气排放标准，二是研究尾气排放方法，加强汽车尾气排放的监督，减少汽车尾气排放污染物。

关键词：

汽车尾气;污染;排放量

Abstract

Aspeopleliferhythmaccelerate,peoplerequiremoreandmoreefficient,andtheautomobileindustryintherhythmoftheemergeasthetimesrequireandwithbreathtakingspeedswiftdevelopment......

However,withtheincreaseinthenumberofcars,itbringsnegativeeffectscannotbeneglected......

Automobileexhaustisanimportantfactorinairpollution.Recently,thewholeworldhasaboutcars,anaverageof7peopleacar,thecarisbroughttoourlivesalotofconvenience,buteverythinghastwosides,convenienttopayaprice,thatispollution.Automobileexhaustharmfulgasinthecurrenthasreplacedthedust,becomethemainpollutionsourceoftheatmosphericenvironment.Accordingtoincompletestatistics,theworldeachyearbytheautomobileharmfulgasdischargedintotheatmosphereofcarbonmonoxide（?

Isoftensaidgas）reached2morethan100milliontons,thetotaltoxicgasiscausedbymorethan1/3,becomethecityatmosphereinthelargestnumberofpoisonousgasintheatmosphere,andithasalonglifespan,thegeneralcanmaintaintwoorthreeyears.Soitisoneofanumberoflarge,stronggasaccumulation.

Keywords:

Automobileexhaustpollution;emissions;

绪论

汽车虽然是21世纪最重要的交通工具，但他有许多弊端。

汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。

可以说，汽车是一个流动的污染源。

在世界各国，汽车污染早已不是新话题。

20世纪40年代以来，光化学烟雾事件在美国洛杉矶、日本东京

汽车排气管排出内燃机废气

等城市多次发生，造成不少人员伤亡和巨大的经济损失！

进入21世纪，汽车污染日益成为全球性问题。

随着汽车数量越来越多、使用范围越来越广，它对世界环境的负面效应也越来越大，尤其是危害城市环境，引发呼吸系统疾病，造成地表空气臭氧含量过高，加重城市热岛效应，使城市环境转向恶化。

有关专家统计，到21世纪初，汽车排放的尾气占了大气污染的30～60%。

随着机动车的增加，尾气污染有愈演愈烈之势，由局部性转变成连续性和累积性，而各国城市市民则成为汽车尾气污染的直接受害者。

第1章汽车尾气带来的危害

通常来说,在车辆不多的情况下,大气的自净能力尚能化解车辆排出的毒素,但眼下车满为患,交通拥堵已成为家常便饭。

汽车本应具备的便捷、舒适的特点却被越来越多的车辆逐渐抵消,加之汽车的尾气害人不浅,“汽车灾难”逐步形成。

机动车排放的一氧化碳、一氧化氮、碳氢化合物、光化学烟雾等污染物,严重影响空气环境质量,并直接危害市民身体健康。

汽车排放源主要来自三个方面:

尾气排放,燃油蒸发排放和油箱通风。

后两方面所造成的排放物相对第一方面来说要小得多,通常后两方面一氧化碳、氮氧化物为总排放量的1%-2%,碳氢化合物为20%左右。

因此,汽车排放主要来自发动机燃烧产生的尾气。

尾气中含有一氧化碳、氮氧化物、苯、硫化物、芳烃和烯烃等有害气体,严重威胁着人类的身体健康。

其中一氧化碳与人体血红蛋白的结合能力是氧的250倍,因而能阻止血红蛋白向人体组织输送呼吸到的氧气。

当空气中一氧化碳的浓度在50µL/L以上时,冠心病患者就会感到胸痛,并使心电图发生变化,还可以引起头痛、头晕、恶心、动脉硬化、脑溢血和末梢神经炎等症状,对胎儿和幼儿的生长发育影响更大。

有证据表明,汽车排气中许多烃类化合物有致癌作用,但这种作用是化合物本身的直接效应,还有许多物质的协同作用至今尚不清楚,据美国环保机构统计,美国每年的癌症病例中,约58%是由空气排气引起空气污染造成的。

氮氧化物能导致人的呼吸困难、呼吸道感染和哮喘等症状,同时使肺功能下降。

尤其是儿童,即使短时间接触氮氧化物也可以造成咳嗽、喉痛。

尾气排放的有害物质不但增加了大气污染,破坏环境生态平衡,更重要的是,这些污染物在一定条件下会生成二次污染—光化学烟雾,对人体造成更大的危害,光化学烟雾是机动车排出尾气中的碳氢化合物、氮氧化物在特定的气温条件下,即静风、湿度低、温度高、并在阳光长时间照射时会产生一种复杂的烟雾,这种烟雾叫“光化学烟雾”。

1.1汽车尾气排放的主要污染物

一氧化碳（CO）它是燃油不充分燃烧的产物，车速越慢排放量越多，大城市空气中90%的CO来自汽车尾气。

CO对人体最大的危害是当人吸入含有CO的气体时，人体血液中的血红蛋白（Hb）便立即同CO结合，生成碳氧血红蛋白（COHb），使这部分Hb不能与氧气（O2）结合生成O2Hb而失去输送O2的功能，导致人体各部分组织缺氧，特别

是人脑组织和心脏缺氧，进入昏迷状态，严重者死亡。

CO与人体血红蛋白的结合力是O2的250倍，对人体的呼吸和循环系统危害严重。

氮氧化物（NOX）它主要是在高温燃烧条件下生成的二氧化氮（NO2）。

汽车尾气中主要是NO，但NO在空气中很快被氧化成NO2，而NO2与Hb有极高的亲和力。

NO2是一种毒性很强的腐蚀剂，当空气中的NO2被吸入到肺内，就会在肺泡内形成亚硝酸（HNO2）和硝酸（HNO3），由于这2种酸有较强的刺激作用，就会增加肺毛细血管的通透性，导致胸闷、咳喘、气喘甚至肺水肿等症状的疾病。

　　碳氢化合物（HC）属挥发性有机物，与NO2在大气环境受到紫外线照射后，产生一种浅蓝色光化学烟雾，损伤人的眼睛和呼吸器官，诱发各种疾病。

　　颗粒物碳烟和苯并（a）芘（BaP）。

汽车排放的BaP和柴油机排放的碳烟都有一定的致癌作用。

目前已从汽车尾气中分离出300多种环芳烃化合物，其中，苯并（a）芘（BaP）是公认的强致癌物质，在交通繁忙路口及其附近BaP污染特别严重。

BaP对人体健康的危害，并不像CO那样快，而是被人吸入后，有一个非常复杂而缓慢的转化过程，再加主观因素和客观因素等综合作用，最终可能导致癌症发生。

铅。

美国的马斯特斯认为，汽车排放的铅占大气中铅的90%，大部分颗粒物直径为0.5μm或者更小，因此可以长时间地漂浮在空气中。

长期吸入含铅空气，可引起慢性铅中毒症状，有头痛、头昏、全身无力、失眠、记忆力减退等神经系统综合症。

尤其是对少年及幼儿的中枢神经系统和造血系统影响更大。

此外，还有甲醛、二氧化硫等多种有毒物质。

1.2尾气的直接危害和间接危害

首先我们介绍尾气的直接危害：

科学分析表明，汽车尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。

一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍。

英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称，与交通事故遇难者相比，英国每年死于空气污染的人要多出10倍。

现在，我们来分析一下汽车尾气中的有害物质。

固体悬浮颗粒：

固体悬浮颗粒的成分很复杂，并具有较强的吸附能力，可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。

固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系统疾病。

当悬浮颗粒积累到临界浓度时，便会激发形成恶性肿瘤。

此外，悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛，

阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎，甚至造成角膜损伤。

一氧化碳：

一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。

一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。

所以，即使是微量吸入一氧化碳，也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。

氮氧化物：

氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮，它们都是对人体有害的气体，特别是对呼吸系统有危害。

在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟，即可造成人的呼吸系统功能失调。

碳氢化合物：

目前还不清楚它对人体健康的直接危害。

但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下，会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。

这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和喉炎。

1952年12月，伦敦发生光化学烟雾，4天中死亡人数较常年同期多4000人，45岁以上的死亡最多，约为平时的3倍；1岁以下的约为平时的2倍。

铅：

铅是有毒的重金属元素，汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅，燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。

城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。

人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病，并影响肝、肾等重要器官的功能及神经系统。

由于铅尘比重大，通常积聚在1米左右高度的空气中，因此对儿童的威胁最大。

二恶英：

二恶英是对人体健康有很大威胁的环境污染物，它有强烈的致癌性，而且能造成畸形，对人体的免疫功能和男女生殖功能造成损伤，是目前世界上已知的毒性最强的有毒化合物之一。

其次我们来看看尾气的间接危害：

尾气在直接危害人体健康的同时，还会对人类生活的环境产生深远影响。

尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味，达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生，造成土壤和水源酸化，影响农作物和森林的生长。

近100年来，气候变暖已成为人类的一大祸患。

冰川融化、水位上涨、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等都对人类的生存带来了严峻的挑战。

而二氧化碳则是地球变暖的罪魁祸首。

汽车尾气的危害从世界范围看，空气污染的另一重大因素是汽车尾气。

汽车尾气

中含有一氧化碳、氧化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒，尤其是含铅汽油，对人体的危害更大。

铅在废气中呈微粒状态，随风扩散。

农村居民，一般从空气中吸入体内的铅量每天约为一微克；城市居民，尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。

锡进入人体后，主要分布于肝、肾、脾、胆、脑中，以肝、肾中的浓度最高。

几周后，铅由以上组织转移到骨骼，以不溶性磷酸铅形式沉积下来。

人体内约90％～95％的铅积存于骨骼中，只有少量铅存在于肝、脾等脏器中。

骨中的铅一般较稳定，当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸碱类药物而破坏了酸碱平衡时，铅便由骨中转移到血液，引起铅中毒的症状。

铅中毒的症状表现很广泛，如头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、乏力、食欲不振、上腹胀满、暖气、恶心、腹泻、便秘、贫血、周围神经炎等；重症中毒者有明显的肝脏损害，会出现黄疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。

汽油主要由碳和氢组成，汽油正常燃烧时生成二氧化碳、水蒸气和过量的氧等物质。

但由于燃料中含有其他杂质和添加剂，且燃料常常不能完全燃烧，常排出一些有害物质。

研究表明，汽车尾气成分非常复杂，有100种以上，其主要污染物包括一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物。

一氧化碳会阻碍人体的血液吸收和氧气输送，影响人体造血机能，随时可能诱发心绞痛、冠心病等疾病。

碳氢化合物会形成毒性很强的光化学烟雾，伤害人体，并会产生致癌物质。

产生的白色烟雾对家畜、水果及橡胶制品和建筑物均有损坏。

氮氧化合物使人中毒比一氧化碳还强，它损坏人的眼镜和肺，并形成光化学烟雾，是产生酸雨的主要物质，可使植物由绿色变为褐色直至大面积死亡。

汽车尾气在我国大中型城市，汽车尾气排放已成为主要的大气污染源。

有资料表明[1]，上海市的汽车总量只相当于日本东京的1/12，但空气中主要由汽车排放的CO、HC和NOx的总量却基本相同。

目前我国在用汽车量有1300多万辆，然而随着经济的迅速发展和社会需要的增加，在今后10～15年内，中国汽车保有量将以年均9%的速度增长。

由此可见，减少汽车尾气排放物的紧迫性。

汽车尾气净化催化剂是控制汽车排放，减少汽车污染的最有效的手段。

主要用贵金属作催化剂和稀土汽车尾气净化催化剂。

贵金属催化剂主要选用铂、钯等作催化剂，具有活性高、寿命长、净化效果好等优点而很具实用性。

可由于这些贵金属价格昂贵，因此很难广泛推广。

稀土汽车尾气净化催化剂是采用稀土、碱土金属和一些贱金属制备的催化剂。

也有用稀土加少量贵金属制备的催化剂。

其特点是价格低、热稳定性好、活性较高、使用寿命长。

因此

在汽车尾气净化领域备受青睐。

稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主，其中氧化铈是关键成份。

由于氧化铈的氧化还原特性，有效地控制排放尾气的组分，能在还原气氛中供氧，或在氧化气氛中耗氧。

二氧化铈还在贵金属气氛中起稳定作用，以保持催化剂较高的催化活性。

由于欧洲、美国和日本等发达国家对汽车尾气排放控制较早也较严格，因此，他们所用的汽车尾气净化催化剂较广泛。

目前主要是三元催化剂。

这种催化剂即有使HC和CO氧化成H2O和CO2的氧化剂，也有使NOx还原成N2的还原剂。

这样就能起到很好的净化作用。

而这种三元催化剂又少不了稀土元素。

据有资料报道，世界汽车尾气净化催化剂市场的需求量以每年7%的速度在不断增长。

因此可以看出稀土在汽车尾气净化催化剂中用量的可观性。

1995年美国在汽车尾气净化催化剂领域的稀土用量达11000吨（按氧化物计），占美国1995年稀土总消费量的44%，1996年日本用于催化剂领域的氧化铈也达1500吨，而我国在这一领域的应用可以说是空白。

我国虽然在对汽车尾气排放的控制上较发达国家起步晚些，但我国科学工作者利用稀土资源优势，早在70年代中期就开始对稀土汽车尾气净化催化剂进行了研究。

有证据表明，汽车排气中许多烃类化合物有致癌作用，但这种作用是化合物本身的直接效应，还有许多物质的协同作用至今尚不清楚，据美国环保机构统计，美国每年的癌症病例中，约58％是由空气排气引起空气污染造成的。

氨氧化物能导致人的呼吸困难、呼吸道感染和哮喘等症状，同时使肺功能下降。

尤其是儿童，即使短时间接触氨氧化物也可以造成咳嗽、喉痛。

尾气排放的有害物质不但增加了大气污染，破坏环境生态平衡，更重要的是，这些污染物在一定条件下会生成二次污染一光化学烟雾，对人体造成更大的危害，光化学烟雾是机动车排出尾气中的碳氢化合物、氮氧化物在特定的气温条件下，即静风、湿度低、温度高、并在阳光长时间照射时会产生一种复杂的烟雾，这种烟雾叫“光化学烟雾”。

第2章、汽车尾气分析仪的应用原理

尾气分析是指在发动机不同工作状况下,通过检测废气中不同成分气体的含量来判断发动机各系统故障的方法。

汽车发动机可燃混合气在燃烧过程中会产生HC、CO、NOX等有害气体和CO2、H20、O2等无害气体。

由于尾气成分与发动机的工况有着直接的联系,所以通过汽车尾气的检测可分析发动机的工作状况、性能好坏,可以检查包括燃烧情况、点火能量、进气效果、供油情况、机械状况等诸多方面。

当发动机各系统出现故障时,尾气中某一种或几种成分必然偏离正常值,通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量,可判断发动机的故障所在。

尾气分析主要内容有混合气空燃比、点火正时及催化器转化效率等,主要分析的参数有CO、HC、CO2、O2和空燃比（A/F）或相对空燃比（λ）。

HC是未燃燃料、可燃混合气不完全燃烧或裂解的碳氢化合物及少量的氧化反应的中间产物。

CO主要来自在空气不足的情况下可燃混合气的不完全燃烧,是汽油机尾气中有害成分浓度最大的物质。

CO2是可燃混合气燃烧的产物,它能够反映出燃烧的效率。

NOX常常发生在高温大负荷的情况下,在没有底盘测功机时只能靠路试去测量,一般不作分析。

尾气成分与发动机各部分技术状况的关系：

2.1尾气排放与发动机机械部分的关系

进排气门、气缸衬垫的密封性,活塞、活塞环、缸套的磨损与密封性等因素,与之有关的尾气成分有HC、CO。

相关的检测项目有气缸压力、气缸漏气率和进气真空度。

2.2尾气排放与发动机电控燃油喷射系统的关系

空气流量、水温、进气温度、节气门位置、转速等信号、燃油压力调节器的技术状况及电子控制单元（ECU）等影响喷油时间与压力的因素;喷油器、进气管内壁状况等影响喷油雾化质量的因素,与之有关的尾气成分有HC、CO。

相关的检测项目有燃油压力、空燃比（A/F）、相关电路信号、空气流量计信号（L型）、进气压力传感器信号（D型）、转速信号、温度信号、负荷信号、氧传感器信号等。

2.3尾气排放与发动机电控点火系统的关系

点火线圈初级绕组的断电电流、点火初级电路电阻、电容器等影响点火能量的因素,真空提前装置、点火模块、与点火有关的传感器信号等影响点火正时的因素,火花塞、高压线、分电器等影响失火率的因素,与之有关的尾气成分有HC。