机动车尾气造成空气污染现状及治理

2023-10-11 10:06

　学生号：

　哈尔滨师范大学

　学士学位论文

　标题：机动车尾气造成的大气污染现状及治理

　学生

　导师教授

　年级年级

　专业化学

　化学系

　大学化学化工学院

　哈尔滨师范大学

　学士学位论文提案报告

　论文题目机动车尾气污染大气环境现状及治理

　学生姓名

　导师

　年级年级

　专业化学

　2014 年 3 月

　使用说明

　此表需导师及相关领导审核同意，并要求学员认真填写。

　说明课题的来源（自制课题或导师承担的科研任务）、研究的目的和意义、国内外该课题的研究现状和发展趋势。

　如因任何原因变更科目，应向导师提出申请，并提交科目变更论证报告。

　话题来源：

　导师明确研究的目的和意义：

　国内外同类课题研究现状及发展趋势：

　研究的主要内容和方法、研究过程中的主要问题及解决方案：

　遇到的问题：

　主观原因：知识结构不完善，对所学知识掌握的局限性；翻译外国文献有困难，无法准确掌握概念。

　客观原因：信息不全，不方便查找。

　解决方案：

　将查资料与学习结合起来，看书、上网查资料、和同学讨论、向老师请教。

　项目研究起止时间及进度：

　研究所需的主要设备、仪器和药品：

　无

　实地调研主要单位，访问学者姓名：

　无

　导师点评：

　学生通过查阅大量国外文献确定毕业论文的研究内容。选题新颖合理，思路清晰，时间安排合理。作为指导老师，我同意学生的选题建议。

　导师（签名）

　　年月教研室（教研室）评价意见：

　同意主题

　物理化学教研室（研究室）主任（签字）

　年月校（系）审核意见：

　同意主题

　化学化工学院院长（签名）

　年月

　学士学位论文

　标题：机动车尾气造成的大气污染现状及治理

　学生

　导师

　等级

　专业化学

　化学系

　大学化学化工学院

　哈尔滨师范大学

　2014年5月

　机动车尾气造成的大气污染现状及治理

　夏同明

　摘要：介绍了机动车尾气污染物的危害、影响因素以及国内外常用的尾气排放控制技术。从法律、法规和技术方面阐述了控制机动车尾气污染的方法。

　关键词：机动车尾气、环境污染、治理方法

　随着汽车工业的发展，全球汽车年产量已达到8000万辆以上。废气污染严重威胁着人类生态环境。美国、欧洲、日本等发达国家相继制定了严格的汽车排放法规。汽车制造商也投入巨资来控制和改善汽车尾气污染。他们取得了相当大的成就，值得我们学习。

　　我国汽车工业还很落后，废气污染非常严重。例如，目前广州市机动车（含摩托车）保有量约为1400万辆，仅为洛杉矶和东京的1/4。但其污染物排放量相当于这两个城市的总量。每天，有害物质排放到大气中造成的空气污染非常严重。类似于 20 世纪 40 年代初洛杉矶发生的光化学烟雾的迹象[1]已经出现。同时，已成为全国上呼吸道、肺癌高发区，严重威胁公民健康和生态环境。

　1。机动车尾气主要成分及危害

　车辆排放污染物含有大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物（NOx）、二氧化硫、铅、碳颗粒等杂质粉尘。这些物质对人类和整个生态环境危害极大。

　　一氧化碳（CO）[2]与人体血液中的血红素有很强的亲和力，使血液失去输送氧气的能力，导致缺氧中毒。当环境中CO浓度超过100ppm（100×10-6）时，人体会出现头晕、疲劳等不适；随着CO浓度升高，会进一步出现头痛、呕吐、昏迷等症状；当CO浓度超过600ppm时，短时间内会导致窒息死亡。

　　汽车尾气中排放出各种类型的氮氧化物（NOx）[3]。其中，一氧化氮（NO）与人体血液中血红素的亲和力比CO更强，二者结合会产生类似CO的症状，一般会对人体的眼、鼻、喉、支气管造成较大损害严重时甚至会导致肺部死亡。

　　碳氢化合物（HC）是燃料不完全燃烧后排放的气体。它们具有一定的毒性、易燃易爆性质，其中的苯类物质具有致癌性[4]。

　　HC和NOx在阳光下容易发生光化学反应[5]，形成以臭氧（O3）和醛类为主的光化学烟雾。当O3达到一定浓度时，生物体会在短时间内发生高温氧化而脱水死亡；醛类有机化合物有毒，对眼睛和呼吸系统有强烈刺激作用。严重时可导致中毒和死亡。

　　二氧化硫 (SO2) [6] 是燃料中硫燃烧的产物。当人体吸入SO2时，会出现咳嗽、咽痛、呼吸困难、胸闷、四肢无力等症状。还会进一步引起支气管炎、肺炎和心脏病等，严重时可导致人和动物的死亡。 SO2还容易与大气中的水蒸气结合形成亚硫酸烟。达到一定积累量后形成酸雨，使水和土壤酸化，破坏树木和植物的生长。因此，应尽可能降低燃料中的硫含量。

　　铅 (Pb) 是一种有毒金属。燃料中的铅添加剂（如四乙基铅）经高温燃烧后还原成铅颗粒。铅与血液中的血红素结合后，血红素会发生突变。当血液中的铅含量达到一定程度时，会在肝脏、肾脏、大脑和脊髓中蓄积，严重损害人体的神经系统和造血功能。

　　碳颗粒和其他杂质粉尘是柴油机的主要排放物。由于其粒径极小，约为0.01~0.2um，可长时间悬浮在空气中，很容易通过呼吸系统沉积在肺泡中。它们具有极强的致癌性。影响。

　　铅、碳粒等杂质粉尘的粒径极小，SO2具有粘性。特别是铅颗粒不能燃烧。一旦它们吸附在催化剂表面，就会损坏三效催化净化器。催化功能丧失称为三效催化净化器铅中毒[7]。

　2。影响机动车尾气排放的因素

　汽车尾气中CO、HC、NOx三种有害气体的影响因素很多，主要是可燃混合气的空燃比、点火提前角、发动机负荷和转速、发动机内部结构等。

　2.1 可燃混合气空燃比的影响

　空燃比（A/F）[8]对CO、HC和NOx的影响如图1所示。在理论空燃比附近，CO曲线出现拐点。 A/F降低时，可燃混合气过浓，燃油不能充分燃烧，CO产物急剧增加；当A/F增加时，氧气含量充足，燃料可以充分燃烧，减少CO的生成量，并且相对稳定。

　2.2 点火提前角的影响

　随着点火提前角[9]增大，HC和NOx产物将急剧增加。其原因与燃烧时的速度、压力、温度等有关。当点火提前角增大到一定值时，由于燃烧时间过短，HC和NOx的生成量会减少。当然，正确调整点火正时是非常有必要的。点火提前角过晚，会降低发动机功率，增加油耗，并使发动机不稳定。

　2.3发动机负荷和转速的影响

　　由于NOx是高温燃烧的产物，当发动机转速和负荷增加时，气缸燃烧温度升高，NOx生成量增加，CO和HC的量略有增加，但影响较小。

　　碳颗粒的影响因素主要有空燃比、发动机温度、转速和负荷、燃烧室的形状[10]以及燃油的雾化情况等。如果空燃比太浓温度过低，不利于燃料的雾化和燃烧，增加碳粒的产生；发动机转速和负荷的增加，燃烧温度升高，有利于完全燃烧，减少碳粒的产生。。

　　SO2和Pb颗粒的产生主要与燃料中的硫含量和铅化合物的添加量有关。因此，燃料中的最大硫含量往往受到限制，并提倡使用无铅汽油[11]。

　2.4发动机内部结构的影响[12]

　汽车发动机正常工作时，HC产生区域主要位于气缸壁周围，因此整个气缸容积不均匀，排气过程中HC的分布也不均匀。。在发动机的一个工作循环中，排气中的HC浓度会出现两个峰值，这个阶段会产生大量的污染物。

　3。汽车尾气污染控制策略

　3.1 政策和监管层面的治理

　3.1.1从源头抓起，严格把控厂家

　新生产机动车尾气能否达到排放标准[13]，关系到整个机动车尾气污染防治工作能否正常开展。为此，各级经贸、质监部门要从源头抓起，把尾气排放是否达标作为汽车能否出厂的硬性指标，适当提高新生产电机尾气排放标准机动车，大力淘汰尾气排放超标的机动车。生产线，鼓励生产企业采用多种能够减少汽车尾气污染物排放的控制技术，从源头上控制汽车尾气污染。

　3.1.2鼓励制造商开发环保汽车

　中国机械工业联合会副会长、中国汽车工程学会理事长张晓宇在海南环保汽车论坛上指出[14]，随着环保意识的不断增强，环保汽车将成为未来汽车产业的发展趋势。环保是汽车产业必须跨越的一道坎。从汽车诞生之日起，汽车产业就面临着环保、能耗和安全问题。中国要想从汽车大国向汽车强国转型，就必须跨越这三大壁垒，为消费者提供环保汽车。

　此外，现代柴油机[15]在车辆动力中占有越来越重要的地位，其功率大、经济性好、节能环保的优势日益显现。我国柴油车的大幅增长对于改善我国大气环境、促进我国车辆清洁化具有重要的现实意义。

　3.1.3严格使用过程监管，有效控制机动车尾气排放

　机动车尾气排放纳入城市大气环境污染总量控制，严格控制机动车保有量。新车上路前，必须对尾气污染物指标进行全面监测。达到标准后，应当予以登记并批准。由公安、交通部门办理上路手续。严格防止机动车非法落户和废气排放超标的外来车辆入境。市级以上环保部门和各地公安、交警要严格执行机动车尾气排放定期检测、巡检、抽查制度，禁止尾气排放不合格车辆运营，并及时淘汰防止油耗高、污染重的逾期车辆报废。非法买卖汽车。

　3.1.4 提高燃油质量，强制使用无铅汽油

　机动车排放标准的提高与机动车燃油质量密切相关。 1988年以来，原国家环保总局制定并组织实施了一系列与机动车污染物管理相关的国家排放标准。 1997年，我国开始推广无铅汽油，全面提高了汽油质量。同时，也把油品质量的提高放在十分重要的位置。 1999年组织制定并颁布实施了国家污染物排放标准——《车用汽油有害物质控制标准》[16]，在我国首次对汽油中的各种有害物质进行了控制。汽油生产、销售部门要严格执行车用燃料监督管理规定，停止销售含铅汽油，坚决淘汰90号以下低标汽油，自觉接受管理部门的监督检查。违反规定的，将被取消生产、销售资格，并视情节轻重给予相应处罚。

　3.1.5完善环境立法和标准体系

　国内环境立法起步较早，也比较完善。如果我们要适应商品经济，那些模糊的、灵活的、原则性的规定将很难执行。有些规定缺乏定量刑事处罚和经济约束手段，必须及时补充和修改。机动车尾气排放标准与大气环境

　3.2 从技术层面治理

　3.2.1废气再循环[17]

　人们发现NOx是燃料在高温下燃烧的产物。废气再循环是根据发动机的不同工况，将一部分废气（3%～15%）引入燃烧室，降低气缸的燃烧和升温速度，从而进一步减少NOx排放。

　3.2.2 二次送风[18]

　二次送风系统是在排气管上部设置反应器，通过气泵、控制阀、单向阀和喷射管引入适量的新鲜空气。在高温下，CO和HC被加热在反应器中继续燃烧（产生H2O和CO2），从而进一步减少CO和HC的排放。有些发动机向三元催化转化器提供二次新鲜空气，使CO和HC在催化转化器中获得更完全的氧化反应（燃烧）。

　3.2.3 三元催化净化装置[19]

　三元催化净化器的工作特性要求发动机在理论空燃比下工作才能表现出良好的净化效果。为了监测和控制理论空燃比，现代电控燃油喷射发动机的电子控制系统采用了氧传感器，可以检测废气中的残余氧气。电控系统收到氧传感器的反馈信号后，及时调整喷油量。量使发动机工作在理论空燃比状态，从而实现喷油的“闭环”控制。三效催化净化器的最佳工作温度为400～800℃。如果不同时使用氧传感器，很快就会出现早期损坏，使用寿命会大大缩短。

　3.2.4 无铅汽油

　在汽油中添加千分之0.1～0.4份四乙基铅，可以大大提高汽油的抗爆性能，有利于减少机器部件的损坏。但铅对人体的毒性很大，也会导致三元净化器中毒而提早失效，因此世界各国都严格限制含铅汽油的生产和使用。

　3.2.5低硫柴油[20]

　硫主要残留在柴油中，燃烧后生成剧毒的SO2。美国、欧洲、日本等国家对柴油中硫含量的要求非常严格，限量为0.05%～0.10%。但我国炼油技术比较落后，限量在0.5%左右，远远落后于国外。因此，努力改进我国炼油技术，降低柴油中的硫含量，已成为炼油行业的重要任务。

　3.2.6 富氧燃料和燃料添加剂[21]

　甲醇、乙醇、异丁醇、叔丁醇、乙基叔丁基醚等许多含氧化合物辛烷值较高，是良好的抗爆剂。在汽油中添加少量含氧化合物，可以改善燃料的燃烧性能，显着减少CO和HC的生成。但添加过多会影响发动机的功率。美国AST-MD4814-94标准规定含氧化合物的体积添加量：甲醇为2%；非甲醇为2.75%。

　4。发展前景

　随着我国经济的不断发展，汽车尾气对大气污染的污染和治理已成为人民政府面临的共同挑战。汽车尾气污染物控制技术的现状和发展前景十分广阔。为治理大气污染，中国政府颁布了多项法律法规和相关治理措施，依法有效控制和管理机动车尾气排放。在政府的领导下，各大企业积极响应，为社会提供高效、低耗、低排放的环保车辆，提供优质燃油和燃气，提供高效耐用的废气净化产品。这是相关企业提高竞争力的重要途径，也是相关企业防治汽车尾气污染的责任和贡献。同时，人们应该遵守各种规章制度，节能减排，用自己的行动保护自己赖以生存的自然环境，这样自己才能成为最终的受益者。

　近年来，各领域学者不断研究各种处理汽车尾气的技术手段，并日益成熟和应用。第一代汽车尾气催化剂将活性氧化铝制备成球形或丸状的小颗粒，然后在这些小颗粒的毛细孔中吸附一些贵金属，从而起到催化作用。 Al2O3因其良好的化学稳定性、低温氧化铝、大的比表面积、优良的机械性能、良好的抗热震性能而被广泛用作催化剂载体。在300度2小时和700度2~4小时计算氧化铝，得到α-Al2O3。第二代产品是将吸附有贵金属的活性氧化铝涂覆在蜂窝陶瓷表面，制备出性能优良的汽车尾气催化剂载体。从早期使用的普通金属Cu、Cr、Ni到后来的贵金属Pt、Pd、Rh，汽车尾气净化催化剂已成为控制尾气污染的有效途径。目前，国内外已研制成功含有少量贵金属的稀土汽车尾气净化催化材料。特别是活性涂层所用的铈稀土复合氧化物已成功应用于汽车尾气净化器，催化性能和使用寿命得到了较大提高。稀土钙钛矿复合氧化物催化剂具有良好的三效催化活性，比贵金属催化剂便宜，并且比一般金属氧化物具有更强的高温稳定性。它们已成为汽车尾气催化剂研究的热点。此外，纳米技术将成为进一步增大催化剂载体表面积、优化内部结构的新突破。我们将为这些技术的发展和应用感到鼓舞。催化活性高于普通三效催化剂。纳米稀土三效催化剂将是成本低廉、催化效果好的新型催化剂，将成为未来研究开发的热点。

　参考：

　[1]白亮.汽车尾气污染控制技术现状及发展趋势[J].环境研究与监测，2001，14(2)，P104-106（章）。白良。汽车尾气污染物控制技术现状及发展[J].环境研究与监测, 2001, 14(2), P104-106..

　[2]杜庆祥. SCi泡沫陶瓷作为柴油机尾气净化催化剂载体的研究[J].汽车工程, 2007, 29(10): 87

　[3]刘晓云.蜂窝陶瓷载体的泡孔结构、性能及应用[J].佛山。 CERAM ICS, 2005, 11(5):14-16.

　[4]高娃。汽车尾气催化剂及其金属载体的研究进展[J].兵器材料科学与工程, 2000, 23(4):67- 70.

　[5]楚润，张国桢，等。纳米技术在净化汽车尾气中的应用研究[J]，环境科学与管理，2007, 32(1):111- 113.

　[6]华爱红，李力，丁国良。浅谈汽车尾气污染的危害及防治措施[J].科技新闻。 2007.(04)

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　[8]吴锡槐.汽车尾气对人体健康的危害[J].内蒙古石油化学工业. 2007.(05)

　[9]张建民，李国彦，王同建。汽车尾气排放对人体健康和环境的影响[J].天津科学技术. 2007, (04)

　[10]夏青松.欧IV发动机排气后处理技术[J]．天津化工, 2008, 22(2), P5-8(Ch).

　[11]张勇.汽车尾气污染及其净化处理技术[J].大学化学, 2001, 16(2), P43-46(Ch).

　[12]黄涛.汽车尾气电晕净化方法及关键技术[J].大学化学, 2001, 16(2), P43-46 (Ch).

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　[14]刘永利.汽车催化剂发展回顾与展望[J]．大学化学, 2001, 16(2), P43-46.

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　[19]李玉山，王来军，催化剂及污染治理研究[J]．化工新材料, 2009, 35(8):2-2.

　[20]小夏，何心秀。我国汽车尾气污染的催化净化[J].环境科学研究，1998（5）：6-9。

　[21]宋静，曾令科.汽车尾气净化器催化剂载体的研究现状[J].陶瓷，2007，9：13-15。

　机动车尾气污染现状及治理研究进展

　摘要：简要介绍了汽车尾气污染物的危害和影响因素以及常用的尾气排放控制技术。依据法律、法规及技术方面机动车尾气污染治理办法声明

　关键词：机动车尾气；环境污染；治疗方法

　论文（设计）题目机动车尾气造成大气环境污染的现状及治理作者审稿人审稿人姓名教授意见学生论文《机动车尾气对大气环境的污染现状与治理》选题符合专业培养目标，能够达到目的的综合训练。该学生对汽车尾气净化与处理的文献阅读和信息收集能力一般。在写作过程中，他基本上能够综合运用汽车尾气净化与处理方面的知识来综合分析问题。文章篇幅完全符合学院规定，内容基本完整，层次结构安排合理，论点比较突出，讨论能更好地为论点服务，具有一定的逻辑性。但我缺乏个人见解，语言表达能力一般。从文章总体结果来看，我基本达到了学士学位论文的要求。我同意参加辩护。

　评论者

　签名审稿意见论文审稿人意见

　审稿人意见

　论文题目（设计）机动车尾气造成大气环境污染现状及治理作者审稿人审稿人姓名副教授评语学生按期顺利完成《机动车尾气对大气环境的污染现状与治理》毕业论文。论文选题新颖、实用性强，研究对象和研究目标明确，研究具有重要的实用价值。学生们在撰写毕业论文时，阅读了大量的国外文献，对汽车尾气污染的成因和处理方法有了清晰的认识。全面了解本研究领域的国内外现状、发展趋势和主要文献，并准确总结、恰当评论。行文流畅，结构严谨，符合学士学位写作标准，论文质量良好。

　我的同学们好学、好奇、学习严谨。他们掌握了非常扎实的基础理论和比较系统的专业知识，基本具备独立工作的能力。

　所以我推荐我的同学参加本学科的论文答辩，并推荐他获得理学学士学位。

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　论文题目（设计）机动车尾气造成大气环境污染的现状及治理作者导师职称教授点评毕业论文期间，学生可以按照导师的指导，认真查阅文献，设计论文。论文，并准备论文。写作。提出的方案合理，文献查阅方法正确，能综合运用专业基础知识分析和解决问题。选题更加具有时代性和现实性。

　全文结构合理，观点表达基本准确，对研究领域有了比较深入的了解。主要缺点是自己的创新东西不多。一般符合毕业论文要求，同意授予学士学位。

　导师签名论文等级

　本科毕业论文（设计）答辩过程记录

　系化学化工专业2010年化学

　受访者姓名学号

　毕业论文（设计）题目机动车尾气造成大气环境污染现状及治理