汽车尾气的污染

汽车尾气的污染

汽车尾气排放由三部分组成：通过排气管排出的内燃机废气、曲轴箱泄漏的气体以及油箱和汽化器等燃料系统的蒸发气体。

汽车尾气排放的污染物主要有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、醛及含铅颗粒。

一、一氧化碳（CO）

一氧化碳是烃燃料燃烧的中间产物，主要是在局部缺氧或低温条件下，由于烃不能完全燃烧而产生，混在内燃机废气中排出。当汽车负重过大、慢速行驶时或空挡运转时，燃料不能充分燃烧，废气中一氧化碳的含量会明显增加。

一氧化碳是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体，对空气的相对密度为0.9670，它的溶解度很小。当它由呼吸道进入人体的血液后，会和血液里的红血蛋白（Hemoglobin，Hb）结合，形成碳氧血红蛋白（Carboxy－hemoglobin，COHb），导致携氧能力下降，使人体出现不良反应，如听力会因为耳内的耳蜗神经细胞缺氧而受损害等。吸入过量的一氧化碳会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。研究表明，人对一氧化碳的承受能力相当高，一个健康的人能短时间承受的血液中COHb含量为20%～40%。虽然对人体无副作用的一氧化碳阈值尚未确定，但长期吸收一氧化碳对城市居民身体健康是一个潜在威胁。

二、氮氧化物（NOx）

氮氧化物是在内燃机气缸内大部分气体中生成的，氮氧化物的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。从燃烧过程排放的氮氧化物95%以上可能是一氧化氮NO，其余的是二氧化氮NO₂。人受一氧化氮毒害的事例尚未发现，但二氧化氮是一种红棕色呼吸道刺激性气体，气味阈值为0.25mg·m－3，约为空气质量的1.5倍，对人体影响甚大。由于其在水中溶解度低，不易为上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部，引发支气管炎、肺水肿等疾病。在NO₂浓度为9.4mg·m－3（5ppm）的空气中暴露10分钟，即可造成呼吸系统失调。世界卫生组织环境健康评价组曾做出这样的结论：二氧化氮浓度0.94mg·m－3是短期暴露引起有害影响的最低水平，0.19～0.32mg·m－3最长1小时，一个月不能出现多于两次才能确保公共健康。

三、碳氢化合物（HC）

汽车尾气的碳氢化合物来自三种排放源。对一般汽油发动机来说，约60%的碳氢化合物来自内燃机废气排放，20%～25%来自曲轴箱的泄漏，其余的15%～20%来自燃料系统的蒸发。

甲烷是窒息性气体，其嗅觉阈值是142.8mg·m－3，只有高浓度时才对人体健康造成危害。乙烯、丙烯和乙炔则主要是对植物造成伤害，使路边的树木不能正常生长。苯是无色类似汽油味的气体，可引起食欲不振、体重减轻、易倦、头晕、头痛、呕吐、失眠、粘膜出血等症状，也可引起血液变化，红血球减少，出现贫血，还可导致白血病。其嗅觉阈值16.29mg·m－3，对人体健康有影响的阈值34.8mg·m－3。汽车尾气中还含有多环芳烃，虽然含量很低，但由于多环芳烃含有多种致癌物质（如苯并（α）芘）而引起人们的关注。

HC和NOx在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，产生一种复杂的光化学反应，生成一种新的污染物——光化学烟雾。1952年12月伦敦发生的光化学烟雾，4天中死亡人数较常年同期约多4000，45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。事件发生的一周中，因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡分别为事件前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。

四、醛（RHCO）

醛是烃类燃烧不完全产生，主要由内燃机废气排放，汽车尾气排放的醛类以甲醛为主，占60%～70%。甲醛是有刺激性的气体，对眼睛有刺激性作用，也会刺激呼吸道，嗅觉阈值为0.06～1.2mg·m^－3，高浓度时会引起咳嗽、胸痛、恶心和呕吐。乙醛属低毒性物质，高浓度时有麻醉作用。丙烯醛是一种辛辣刺激性气体，对眼睛和呼吸道有强烈刺激，可引起支气管细胞损害，嗅觉阈值为0.48～4.1 mg·m^－3。

五、含铅颗粒物

汽车尾气排放的含铅颗粒大部分来自内燃机的废气排放。四乙铅（Pb（C₂H₅）₄）是作为抗爆剂加进汽油中的，一般汽油的含铅量在0.08%～0.13%之间，四乙铅燃烧后生成氧化铅排出。铅主要作用于神经系统、造血系统、消化系统和肝、肾等器官；铅能抑制血红蛋白的合成代谢过程，还能直接作用于成熟的红细胞。经由呼吸系统进入人体的铅粒，颗粒较大者能吸附于呼吸道的粘液上，混于痰中而吐出；颗粒较小者，便沉积于肺的深部组织，它们几乎全被吸收。铅在人体内各器官中积累到一定程度，会对人的心脏、肺等造成损害，使人贫血，行为呆傻，智力下降，注意力不集中。根据进入身体的方式，可以有高达60%的摄入总铅量永久留在人体内，成年人血液中混入0.8mg·mL－1以上称为铅中毒。

铅氧化物不仅对人体有害，它还会吸附在汽车尾气催化净化器的催化剂表面上，对催化剂产生“毒害”，明显地缩短尾气催化净化装置的寿命，是汽车尾气催化净化装置要解决的难题之一。