关于汽车尾气污染及其治理的问题研究.docx

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关于汽车尾气污染及其治理的问题研究

江西理工大学南昌校区

毕业设计（论文）

题目：

关于汽车尾气污染及其治理的问题研究

系：

机电工程系

专业：

汽车检测与维修

班级：

09汽车班

学生：

蒋诗敏

学号：

09314127

指导教师：

晁云职称：

江西理工大学南昌校区

毕业设计（论文）任务书

机电系汽车检测与维修专业09级（12届）09汽车班学生蒋诗敏

题目：

关于汽车尾气污染及其防治问题的研究

专题题目（若无专题则不填）：

原始依据（包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等）：

通过学生在汽车试验室和实习单位的实践，并查阅相关书籍，学生应掌握汽车尾气的危害及其相关的防治方法。

课题在应用上要求可以为汽车设计及生产企业提供参考。

在内容上要求做到详细的介绍汽车尾气的化学组成、形成机理、对环境的危害及其相关的防治方法，以利于保护环境和节约能源。

主要内容和要求：

（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：

本课题首先概述了中国目前汽车尾气的排放情况，然后介绍了尾气的形成机理、化学组成、尾气对环境的危害，最后对其相关的机内净化、机外净化、提高燃油品质、替代原料技术进行了论述。

主要指标包括尾气有害物排放标准和净化的参数。

要求：

1、论文能够指引人们了解汽车尾气的危害及其相关的防治方法。

2、论文写作规范必须符合《江西理工大学（南昌校区）毕业论文统一格式的规定》与《毕业设计大纲》的相关规定。

3、论文结构严谨，逻辑性强，论述层次清晰，概念准确，语句通顺。

4、论点鲜明，论据确凿，材料翔实可靠，说服力强，有一定的学术水平。

5、论文有自己的见解，对所论的问题有深入的分析。

6、不得抄袭和剽窃他人成果。

日程安排：

一、2011年12月确定论文的大致方向和相关资料的搜集

二、2011年01月完成论文文献综述、开题报告和论文提纲

三、2011年02月论文开题

四、2012年03月向指导老师提交论文初稿

五、2012年04月完成论文

主要参考文献和书目：

[1]曹磊.全球十大环境问题.环境科学；1995，16：

86-89

[2]徐湘波.建筑物及汽车空调负荷.国防科技大学出版社；1996

[3]肖益鸿.汽车尾气催化净化技术发展动向；中国有色金属学报；2004S1期

[4]张林.城市交通与城市污染；环境保护；1982年03期

[5]余南廉.环境分析测试工作者的良师益友；江西冶金；1981年03期

[6]颜幼平.几种新型的汽车尾气净化催化剂；广东化工；2005年10期

[7]王立安.大力发展和推广天然气汽车；城市燃气；2006年11期

[8]温雯.柴油机机内净化方法分析；北京汽车；2008年04期

[9]张谦.机动车排放污染控制策略及应对措施；甘肃科技；2008年11期

[10]候岩峰.催化技术与等离子技术应用于柴油机尾气净化的研究；天津大学

[11]佟德辉.降低车用柴油机排放的SCR技术控制策略研究；山东大学；2009年

指导教师签字：

年月日

教研室主任签字：

年月日

江西理工大学南昌校区

毕业设计（论文）开题报告

机电工程系汽车检测与维修专业2009级（2012届）汽车班学生蒋诗敏

题目：

关于汽车尾气污染及其防治问题的研究

本课题来源及研究现状：

近年来，由于城市机动车辆迅速增加，汽车尾气污染也日趋严重。

尤其是一些大城市，汽车尾气已成为大气污染的大户，氮氧化合物成为空气中的首要污染物，以广州、北京为首，其次是上海、武汉、郑州、沈阳等城市。

据调查，北京市三环路以内在非采暖期，汽车排放的污染物占大气污染物的一半以上。

北京、广州及我国的中、南部地区，特别是沿海城市均已发生或面临光化学烟雾的威胁。

部分大、中城市出现煤烟机动车尾气混合型污染。

空气污染引起人体呼吸系统疾病，造成人群死亡率增加。

重庆市污染严重地区肺癌死亡率逐年上升，超过50人/10万，比相对清洁区高4.7倍。

长沙市个别街区的肺癌死亡率高达94.36/10万。

尽管各个部门已认识到汽车尾气污染的严重性，并相应制定了一些手段,但是这些手段有很多不足之处，不能对汽车尾气污染予以严格的控制。

自20世纪80年代以来，我国曾多次对机动车尾气进行大规模治理，但却起起落落，大家对机动车尾气的治理认识不一致，技术研究投资力度不足，这限制了我国污染防治技术水平的进度，还有对机动车尾气的危害认识不足和机动车增长量过快，我国机动车增长量远高于世界水平，但是道路面积的增长速度并不理想，致使区域面积内尾气排放量大增，而导致大气环境污染日趋严重。

课题研究目标、内容、方法和手段：

本课题研究目标是找出汽车尾气的危害及其相关的防治方法。

本课题研究内容是首先概述了中国目前汽车尾气的排放情况、然后介绍尾气的形成机理、化学组成、尾气对环境和人类的危害，并且对机内净化和机外净化还有改用燃料的一些防治方法进行了论述。

本课题的研究方法和手段是利用现代仪器和工具检测出机动车尾气的有害成分以及这些成分的形成机理，找出抑制其生成的方法，并且通过查阅权威人士的论文、网上搜索、查阅书籍、或咨询老师来研究。

设计（论文）提纲及进度安排：

<一>论文提纲：

一、前沿

二、大气污染的基本现状

三、汽车尾气对环境的危害及其危害分析

四、如何治理汽车尾气的危害

<二>进度安排：

一、2011年12月确定论文的大致方向和相关资料的搜集

二、2011年01月完成论文文献综述、开题报告和论文提纲

三、2011年02月论文开题

四、2012年03月向指导老师提交论文初稿

五、2012年04月完成论文

主要参考文献和书目：

[1]曹磊.全球十大环境问题.环境科学；1995，16：

86-89

[2]徐湘波.建筑物及汽车空调负荷.国防科技大学出版社；1996

[3]肖益鸿.汽车尾气催化净化技术发展动向；中国有色金属学报；2004S1期

[4]张林.城市交通与城市污染；环境保护；1982年03期

[5]余南廉.环境分析测试工作者的良师益友；江西冶金；1981年03期

[6]颜幼平.几种新型的汽车尾气净化催化剂；广东化工；2005年10期

[7]王立安.大力发展和推广天然气汽车；城市燃气；2006年11期

[8]温雯.柴油机机内净化方法分析；北京汽车；2008年04期

[9]张谦.机动车排放污染控制策略及应对措施；甘肃科技；2008年11期

[10]候岩峰.催化技术与等离子技术应用于柴油机尾气净化的研究；天津大学

[11]佟德辉.降低车用柴油机排放的SCR技术控制策略研究；山东大学；2009年

指导教师审核意见：

教研室主任签字：

年月日

摘要

随着汽车工业的不断发展，汽车的保有量不断增加，汽车在给人类带来方便的同时，也对人们的健康和社会环境造成了危害。

如何应对并能解决由于汽车保有量高速发展造成的大气污染，并且适应汽车燃料结构的调整，这正是世界各国急需解决的问题，而解决的最好办法，就是大力发展天然气汽车。

本文首先介绍了中国目前汽车尾气的排放情况，尾气的形成机理、化学组成以及相关的机内净化、机外净化、提高燃油品质和替代原料技术。

然后分析了汽车尾气对环境的影响及其危害，并从治理汽车尾气的角度提出大气污染治理的措施与方案。

最后对如何发展天然气汽车理论和实践中的主要问题进行了尝试性的研究，大力指出发展天然气汽车是解决汽车尾气对大气污染问题的最好办法，并在理论上及实际操作方面为人类环境保护和我国汽车业提供了参考与借鉴。

关键词：

大气污染环境保护汽车尾气天然气汽车

Abstract

Withthedevelopmentofautomobileindustry,thecarretainsthequantityincreasesceaselessly;thecarisinwhilethemankindbringsconvenience,butalsoonpeople'shealthandsocialenvironmentharm.Howtodealwithandsolvethecarretainsthequantityrapiddevelopmentcausedbyatmosphericpollution,andadaptedtotheautomobilefuelstructureadjustment,itisworldeachcountryisbadlyinneedofsolvingproblems,andthebestwaytosolve,istopromotethedevelopmentofnaturalgasvehicle.

ThispaperfirstintroducesthecurrentsituationofChinaautomobileexhaustemission,emissionmechanism,chemicalcompositionandrelatedinternalpurification,externalpurification,toimprovethequalityoffuelandalternativerawmaterialstechnology.Thentheanalysisofautomobileexhaustontheenvironment'sinfluenceandharm,andfromthevehicletailgastreatmentofairpollutioncontrolmeasuresandprograms.Finallyonhowtodevelopnaturalgasvehicleinthetheoryandpracticeofmainproblemhasmadeatentativestudytopointout,developnaturalgasvehicleautomobiletailgasontheairpollutionproblemisthebestwayto,andintheoryandpracticaloperationforhumanenvironmentalprotectionandChina'sautoindustrytoprovidereferenceanduseforreference.

KeyWords:

atmosphericpollutionenvironmentalprotection

Vehicleexhaustnaturalgasvehicle

前言1

1.大气污染的基本现状2

1.1什么是大气污染2

1.2大气污染的现状分析3

2.汽车尾气对环境的影响及其危害分析4

2.1中国汽车业的发展情况分析4

2.2中国的汽车尾气排放情况分析5

2.3汽车尾气的形成及其化学组成6

2.4汽车尾气的危害性8

2.5汽车尾气排放对中国的影响10

3.如何治理汽车尾气污染11

3.1天然气汽车的优点12

3.2在国内逐步推广使用天然气汽车的可行性分析14

3.3发展天然气汽车需解决的几个主要问题17

结论21

参考文献22

致谢23

前言

环境和能源是近一个世纪人类最关心的两个问题，也是我国乃至世界各国坚持走可持续发展的重要战略问题。

高速发展的汽车保有量，给人类带来经济的繁荣和精神文明的发展，同时也给我们的城市带来了大气污染和汽车能源紧张等一系列问题。

如何应对并能解决由于汽车保有量高速发展造成的大气污染，并且适应汽车燃料结构的调整，这正是世界各国急需解决的问题，而解决的最好办法，就是大力发展天然气汽车。

本文正是在这样的背景下，从汽车发展的角度来考虑当前的环保问题，着重针对大气污染的现状，对汽车尾气对环境的影响及其危害进行分析，并从治理汽车尾气的角度提出大气污染治理的措施与方法，并我国大力发展天然气汽车的一些关键问题，使之能成功地缓解并解决大气污染和汽车能源紧张等一系列问题，以获得持续发展的动力，同时能够对人类环境保护和我国汽车业提供现实的借鉴与指导意义。

第一章大气污染的基本现状

1.1什么是大气污染

大气污染是指人类活动和自然过程产生的污染物排入大气环境，导致大气质量下降。

造成大气污染的自然因素有火山爆发、不利气象条件等。

但更重要的因素是人们的生活和生产活动。

如工业生产中会排放有害的工业废气和粉尘；采暖供热要燃用大量煤炭，排放烟尘和其它污染物；各种交通工具也会产生有害气体。

大气污染物主要包括总悬浮颗粒物（TSP）、降尘、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）等。

大气污染的危害包括严重影响人体健康，造成癌症、呼吸系统疾病等病症，影响动植物生长，破坏自然景观和人工设施，改变大气能见度、温度、风速、降水等。

严重的大气污染还可造成大范围、突发性的人体危害，如伦敦烟雾事件和洛杉矶光化学烟雾事件，均使成千上万的人同时发病。

另外，长期生活在低浓度大气污染环境中的人群的健康状况也会不断恶化。

1.2大气污染的现状分析

目前，中国能源结构以煤为主，占一次能源消费总量的75%，中国大气污染主要是由燃煤造成的，属于能源结构性的煤烟型污染。

主要污染物是烟尘和二氧化硫。

大气污染程度随能源消耗的增加而不断加重。

1998年二氧化硫排放总量已达2090万吨，超过美国，成为世界最大的二氧化硫排放国。

目前已有62.3%的城市，环境空气二氧化硫年平均浓度超过国家环境空气质量二级标准（保障人群在环境中长期暴露不受危害的基本要求），日平均浓度超过三级标准（人群在环境中短期暴露不受急性健康损害的最低要求）。

可见我国城市大气二氧化硫污染程度之严重；城市总悬浮颗粒物超标普遍，1998年，全国城市年平均浓度达到289微克/立方米，超过国家二级标准。

目前中国工业发展水平大体上相当于发达国家50年代初的水平，但大气环境污染程度与其60年代末期的公害泛滥时期相近，特别是冬季采暖期更为突出。

在全国640个城市中，空气质量符合国家一级标准的不到1%，国内空气污染最为严重的十大城市（太原、北京、乌鲁木齐、兰州、重庆、济南、石家庄、青岛、广州、沈阳）均在世界污染状况最严重的20个城市之列。

一些城市二氧化硫和悬浮颗粒物浓度已达到伦敦烟雾事件时的水平，如遇到不利于扩散的天气条件，很可能出现重大烟雾事件。

近年来，由于城市机动车辆迅速增加，汽车尾气污染也日趋严重。

尤其是一些大城市，汽车尾气已成为大气污染的大户，氮氧化物成为空气中的首要污染物，以广州、北京为首，其次是上海、武汉、郑州、沈阳等城市。

据调查，北京市三环路以内在非采暖期，汽车排放的污染物占大气污染物的一半以上。

北京、广州及我国的中、南部地区，特别是沿海城市均已发生或面临光化学烟雾的威胁。

部分大、中城市出现煤烟-机动车尾气混合型污染。

图1-1汽车尾气对周围环境影响图1-2汽车尾气减少对大气的污染

空气污染引起人体呼吸系统疾病，造成人群死亡率增加。

重庆市污染严重地区肺癌死亡率逐年上升，超过50人/10万，比相对清洁区高4.7倍。

长沙市个别街区的肺癌死亡率高达94.36人/10万。

第二章汽车尾气对环境的影响及其危害分析

汽车是现代文明的一个标志，它的蓬勃兴起只不过100多年的历史。

20世纪初，人们对马路上来来往往的汽车并没有什么反感，因为那时汽车还不多。

到了第二次世界大战结束以后，随着汽车数量的日益增加，汽车排放的废气成了世界上许多大城市空气污染的“祸首”。

2004年10月11日《文汇报》刊载“中国汽车社会灾难报告：

尾气直接危害人民生活”一文，给了我们一组也许触目惊心的数字：

到2000年末，全世界汽车保有量已超过6亿辆。

平均每千人拥有汽车116辆；全世界的汽车保有量以每年3000万辆的速度递增，预计到2010年将达10亿辆；目前，全世界有10亿多城市人口的健康受到空气污染的威胁；到2020年全世界死于空气污染的人数将达到800万；中国汽车保有量将在2005年达到3356万辆，2020年达到13103万辆；在我国l1个最大城市中，空气中的烟尘和细颗粒物每年使5万人夭折，40万人感染上慢性支气管炎。

通过上面几组数字的对比，我们知道了汽车正在以及将给我们带来什么。

汽车给生活带来的便利、为社会做出的贡献有目共睹，但汽车给环境、给健康带来的危害却往往被忽略。

在我国，数以千万计的汽车日复一日地污染着我们赖以生存的空气，越来越多的城市人充当着“吸尘器”的角色。

据权威机构预测。

到2010年。

我国许多大城市的汽车尾气排放量将比现在增长一倍。

北京市在治理汽车尾气上所下的功夫有目共睹，但随着汽车数量的猛增，去年上半年汽车污染就已出现上升趋势；在广州，汽车尾气被市民评为“最不可忍受的污染物”；在郑州，汽车尾气成为空气质量大幅反弹的三大要素之一……

2.1中国汽车业的发展情况分析

　　在我国的一些城市，从“自行车王国”跨越到“汽车社会”也就是几年的时间。

2002年，被称为“中国汽车元年”，在这一年里，业界对汽车增长速度使用频率最高的一个词是“井喷”。

2003年，轿车更迎来了市场高达75.28%的增长率，中国汽车工业的发展步入了“快车道”。

除了国内外汽车企业的进一步合纵连横之外，国内的家电、手机、烟酒等传统行业也开始大规模进军汽车制造业。

2004年，新一轮的“造车运动”开始突破理性的藩篱，翻番的产量加速将中国向汽车社会推进。

据国务院发展研究中心研究，一个国家一般在拥有汽车的家庭达到10%-20%时便开始进入汽车社会。

目前只有北京、深圳、东莞、广州4个城市达到或接近这个水平，而我国城镇百户家庭汽车拥有量在2010年将达到7.05%，到2015年将达到15.29%。

中国汽车工业协会发布的最新报告显示，2004年1-7月份，我国汽车累计产量突破300万辆，达到303.05万辆，同比增长23.5%；累计销售289万辆，同比增长20.6%。

预计中国汽车保有量将在2005年达到3356万辆，2010年达到5669万辆，2020年达到13103万辆。

中国汽车工业协会发布2010年12月汽车产销数据，12月份我国汽车生产186.5万辆，环比增长6.3%，同比增长22.3%;销售166.7万辆，环比下降1.8%，同比增长17.9%;全年累计产销双双超过1800万辆，分别完成1826.5万辆和1806.2万辆，同比增长32.4%。

一方面，产销均突破1800万让中国汽车市场再次成为世界首位，这一纪录也超过了美国历史上销量最高的年份。

但这个世界第一，是中国的市场第一，中国消费者的需求是第一，而中国的企业的规模和产销并不是世界第一，即使全部加起来也是这样。

不仅中国的企业销量与占有率喜忧参半，汽车产量再创历史新高，也给能源、环境和交通带来了巨大压力。

中国润滑油信息网行业分析师认为，“合资自主”、“新能源”、“北京治堵”以及“1800万辆”四大关键词以较高票数被业界认为最能体现2010年中国车市整体印象。

随着汽车产销量的激增，国内汽车保有量也迅速扩大。

虽然中国千人汽车保有量还不足世界平均水平的一半，但已经给国内的能源供应、环境保护和道路交通带了巨大压力。

近年来国内新增炼油能力全部被新增汽车吃掉，汽车尾气成为许多大城市空气污染的主要来源，全国600多个城市三分之二出现交通拥堵，北京、广州等一些超大城市已经车多为患。

另一方面，产销均突破1800万的中国汽车市场，不仅在数量上，在质量上也有了很大的进步。

2010年，中国汽车工业延续了上年发展态势，在购置税优惠、以旧换新、汽车下乡、节能惠民产品补贴等多种鼓励消费政策叠加效应的作用下，汽车产销创全球历史新高，再次蝉联全球第一。

各车型全面增长，自主品牌份额有所提升，汽车出口逐步恢复，大企业集团产销规模整体提升，行业经济效益明显提高。

据中汽协分析，2011年中国汽车产业仍将呈现较好的发展态势。

一方面宏观经济仍将快速发展，城乡居民生活水平稳步提高，城镇化、工业化进程加快，出口逐步恢复;另一方面，虽然一些大城市车多为患，但许多三、四线城市汽车保有量相对较低，还有着巨大的增长空间。

2.2中国的汽车尾气排放情况分析

2004年“两会”期间，一份由19位政协委员联名提交的《关于出台有效措施，治理汽车污染建议案》引起了有关方面的关注。

该议案以大量的调查数据和事实，突显了我国突飞猛进的汽车工业给环境所造成的灾难性后果。

抛开能源、占地以及交通等诸多问题，滚滚车流给我们的环境带来的污染已经到了触目惊心的地步。

有资料显示，中国的汽车尾气排放标准比大多数发达国家落后近10年，并且执行情况参差不齐。

即使是达到排放标准的车辆，其排放的一氧化碳（CO）数量也是欧洲车辆的2倍左右，碳氢化合物（HC）和氮氧化物排放数量是欧洲车辆的3倍以上。

与美国标准相比，中国汽车CO排放量上限高出56%，NOx高出32%，HC则高出3倍以上。

虽然上海和北京标准较高，但是与欧洲和美国相比仍然宽松很多。

专家指出：

我国各大城市污染正在从煤烟型污染向汽车尾气型污染转化。

有调查表明，南方许多城市的机动车尾气已成为大气污染的首要来源。

广州市空气主要污染源为：

机动车尾气占22%，工业排放占20.4%，建筑工地扬尘占19.2%。

作为第一批环保模范城市的深圳，如今机动车尾气污染竟然已占大气污染的70%，每年排放各种有害物质达20多万吨，并且还在以每年超过20%的速度上升。

北京的汽车污染形势一样严重。

随着城市煤烟型污染控制取得成效，今后城市机动车排放污染对空气质量的影响将越来越突出。

2.3汽车尾气的形成及其化学组成

　　汽车尾气污染物主要包括：

一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、臭气（甲醛等）。

据统计，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物200—400kg，氮氧化合物50—150kg；美国洛杉矶市汽车等流动污染源排放的污染物已占大气污染物总量的90%。

汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。

汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。

汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应，生成臭氧，它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾。

其对健康的危害主要表现为刺激眼睛，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。

汽车尾气中一氧化碳的含量最高，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。

汽车尾气中的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。

汽车尾气中的碳氢化合物有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