尾氣排放對環境的影響范文
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篇1
[關鍵詞]汽車尾氣;外部性;規制
[中圖分類號]TK411 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2014)38-00109-02
1 汽車尾氣排放外部性的影響因素
1.1 尾氣排放數量
假設空氣污染只是由于汽車尾氣造成的,在汽車尾氣排放之前,空氣未受到污染。那么,要是汽車尾氣排放是在環境自身凈化能力范圍之內,則汽車尾氣的排放只對尾氣排放時經過的人群有外部效應。當尾氣排放量超出環境自身的凈化能力,則汽車尾氣排放對于呼吸空氣的人具有外部效應。由此可見,汽車尾氣排放隨著排放量的增加而增加。
1.2 尾氣排放地點
汽車尾氣排放的外部效應的強度與尾氣排放的地理位置也有關系,汽車尾氣排放如果是在人口較為密集的地方,則受到尾氣外部效應影響的人就越多。而在人口稀少的地方,汽車尾氣排放的外部性相對較小。另外,離汽車尾氣排放源越近則受到的影響越大,受影響主體與尾氣排放地點之間的距離和汽車尾氣排放的外部性成反比。
1.3 受影響者的特性
接受主體往往是多樣的,對于不同的接受主體來說,汽車尾氣排放對其的外部效應是不同的。人們對汽車尾氣的敏感度決定了汽車尾氣排放對于他的影響程度。而一個人對于汽車尾氣的敏感程度是由多方面的因素共同作用的。人的健康程度與他對尾氣的敏感度相關,免疫力弱的人對汽車尾氣較敏感,受到汽車尾氣的負面影響較大。從年齡上看,處在時間軸兩端的兒童和老人對于汽車尾氣較敏感,受到的負面影響較大。
2 政府對汽車尾氣排放的規制
2.1 政府規制的原因
2.1.1 政府維護公共利益的職責
政府作為社會管理者,其行為的動機不是追求自身的利益,而是以公共利益最大化為己任。福利經濟學理論認為,由于政府是社會的公共機構,是全社會公共利益的當然代表,所以該主體也就是只能以全社會公共福利的最大化為目標,而不能有其他目標。當公共利益受到侵害的時,政府就要采取措施,保護公眾的利益不受損失。汽車尾氣排放造成的環境污染涉及每一個人的切身利益,顯然嚴重地損害了公共利益,政府就應該對其活動進行規制。
2.1.2 市場失靈
市場失靈是一個與政府規制相聯系的概念。市場失靈即完全競爭市場所假定的條件得不到滿足所導致的市場在配置資源上缺乏效率的表現。像汽車尾氣排放的負外部性問題就是典型的市場失靈的表現。市場機制的基本功能是使交易雙方的福利最大,當汽車尾氣排放帶來外部性,導致資源配置低效時,市場無法進行糾正。汽車尾氣排放造成外部成本,卻無外在收益,那么MSC>MPC,MSB=MPB。由于MPB=MPC,則MSC>MSB。該物品的生產達到了這樣的水平,最后生產的物品只是給社會帶來了凈成本。由于廠商在作決策時所考慮的是私人利潤最大化,因此產出水平將超過社會最優水平。排放尾氣獲取的收益,將超過它所負擔的成本。
另外,市場本身也無法促進企業自主改善汽車尾氣排放情況。假設市場上有企業(消費者)1和企業(消費者)2,企業1改善汽車尾氣排放標情況要花費成本C1,而企業2所要花費的成本是C2。如果在沒有政府規制的情況下,企業(消費者)改善汽車尾氣排放情況并不能夠為其帶來明顯的收益。1和2的博弈情況如下所示:
可以看出,企業(消費者)都會選擇不改善汽車尾氣排放情況,也就是說市場不能夠促使企業(消費者)主動改善汽車尾氣排放情況。
2.2 政府規制存在的主要問題
2.2.1 法律法規規制力度不夠
雖然我國現有的《大氣污染防治法》和《環境保護法》等法律法規能對控制尾氣排放起到一定的約束作用,但是并沒有一個涉及面廣、數量大,而且非常高效的規制法規體系。并且,由于沒有一部綜合性的法律全面統一規定汽車尾氣排放的具體措施與方法,因此地方政府在執法方面很不一致。
2.2.2 尾氣排放標準低
1983年我國頒布了第一批機動車尾氣污染控制排放標準,在此基礎上,我國在1989―1993年又相繼頒布了兩個限值標準,但當時《輕型汽車排氣污染物排放標準》采用的限值標準只相當于歐洲20世紀70年代的水平。2000年北京、上海、福建等省市制定的《汽油車雙怠速污染物排放標準》僅使我國的排放標準達到國外90年代初的水平。可以看出,雖然我國的汽車尾氣排放標準在逐年提高,但是與發達國家相比仍然有很大差距。這也體現了我國政府汽車尾氣排放規制滯后的問題。
2.2.3 政府規制技術不高
由于我國制定和執行汽車尾氣排放法規晚,檢測設備遠遠落后于發達國家。在 2003 年以前,我國的汽車尾氣排放測試系統基本上都是進口的外國設備。之后,國內相關的研究機構也致力于自主研發汽車尾氣排放測試系統,并取得了一定的成果:AOTF 的汽車尾氣檢測系統、道邊實時監測機動車尾氣儀、新型便攜式汽車尾氣檢測儀和基于IC卡的汽車尾氣排放檢測數據管理信息系統。雖然如此,但是與國外發達國家的尾氣檢測技術相比,我國的汽車尾氣排放的檢測技術仍然比較落后,給政府在尾氣排放規制中增加了工作難度。
2.2.4 政府規制方法不科學
政府規制可以分為直接規制和間接規制。直接規制是指政府依法直接介入市場主體的決策。主要是借助法律和行政的手段予以實施。而間接規制則是通過價格、稅收、收費等手段來影響消費行為,以糾正市場失靈。間接管制導致政府失靈的風險要小得多?,F階段我國對于汽車尾氣排放的規制主要集中在汽車尾氣排放標準上,仍然以直接規制為主。這會影響汽車尾氣排放政府規制的效果。
3 如何矯正尾氣排放的外部性
3.1 “節源”――從產生根源上減少汽車尾氣排放
3.1.1 引導汽車生產者減少尾氣排放
汽車生產者決定了投放到市場上的汽車的尾氣排放狀況,這是尾氣排放的根源。政府鼓勵汽車生產者提高汽車尾氣排放標準,降低尾氣排放中各項指標,對于抑制汽車尾氣排放具有至關重要的作用。政府可以從兩方面入手:一是提高全國汽車排放標準,為汽車生產者進入市場設置壁壘,防止高污染的汽車流入市場,提高整個汽車市場的汽車質量。二是根據產出的汽車的排放指標階梯式征稅,促使企業致力于減少汽車的排污量
3.1.2 引導消費者減少尾氣排放
消費者也就是汽車的使用者是最終生產汽車尾氣的主體。所以政府需要從消費者入手,引導消費者減少尾氣排放。首先在消費者購車環節,通過相關政策鼓勵消費者購買小排量,高節能的汽車。其次在消費者用車環節,限定每個汽車使用者的定額使用權,并且建立排污權交易市場,讓市場來平衡不同汽車使用者的不同需求。
3.1.3 推廣清潔能源
用清潔能源代替現在的汽車燃料能夠很大程度上減少汽車尾氣的危害。政府可以通過多種渠道來推廣清潔能源。對于清潔能源的生產者,政府可以通過各種方式對其進行扶持,使之健康可持續發展。而對于消費者,政府可以通過一系列的政策引導消費者購買清潔能源。雙管齊下,使清潔能源成為汽車使用者的優選,從而減少汽車尾氣的負外部性。
3.2 “開流”――支持凈化尾氣組織的發展
在“開流”方面政府主要是鼓勵從事空氣凈化事業的組織,支持該類組織更好更快的發展。這類只包括了公益組織,比如一些與空氣凈化相關的環境保護組織,對于這類組織,政府應該扶持幫助,使其能夠生存和發展。對于與空氣凈化相關的企業,政府也應該予以扶持,首先對于此類企業可以在稅收方面享受一定的優惠政策,其次根據其貢獻給予其一定的排污權,使其能在排污權交易市場中獲利,提高其生產的積極性。
總的來說,目前我國汽車尾氣排放帶來巨大的負外部效應,給人和環境造成了巨大的傷害。單純依靠市場并不能夠解決這個問題,政府也意識到問題的嚴重并采取一系列措施來對汽車尾氣排放進行規制。但是政府規制存在諸多問題,出現政府失靈問題。政府如何對汽車尾氣排放進行科學規制有待進一步探索。
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篇2
論文摘要:汽車作為人們的代步工具,在人類生活中占據著重要的作用。隨著人們生活水平的提高,汽車數量迅速增加,汽車尾氣產生的危害也越來越嚴重,對生態環境平衡及人類身體健康都造成了一定的損害,主要表現在人體患病率的增加以及光化學煙霧的產生,我們應及時對汽車尾氣的污染重視起來并加強汽車尾氣控制和治理。
汽車是現代人類的重要的交通工具,隨著我國經濟的發展,人民生活水平的提高,汽車的數量也隨之迅速增加,在人們出行方便的同時,汽車尾氣對人類生存環境也造成了嚴重污染。
據烏魯木齊市環境監測中心對機動車排氣污染分擔率調查顯示,目前機動車氮氧化物造成的污染占城市空氣中氮氧化物污染的比例已上升到40.1%,一氧化碳的污染比重達到94.1%。
機動車排放的一氧化碳、一氧化氮、碳氫化合物、光化學煙霧等污染物,嚴重影響空氣環境質量,并直接危害市民身體健康。
汽車排放源主要來自三個方面:尾氣排放,燃油蒸發排放和油箱通風。后兩方面所造成的排放物相對第一方面來說要小得多,通常后兩方面一氧化碳、氮氧化物為總排放量的1%-2%,碳氫化合物為20%左右。因此,汽車排放主要來自發動機燃燒產生的尾氣。尾氣中含有一氧化碳、氮氧化物、苯、硫化物、芳烴和烯烴等有害氣體,嚴重威脅著人類的身體健康。其中一氧化碳與人體血紅蛋白的結合能力是氧的250倍,因而能阻止血紅蛋白向人體組織輸送呼吸到的氧氣。當空氣中一氧化碳的濃度在50UL/L以上時,冠心病患者就會感到胸痛,并使心電圖發生變化,還可以引起頭痛、頭暈、惡心、動脈硬化、腦溢血和末梢神經炎等癥狀,對胎兒和幼兒的生長發育影響更大。
有證據表明,汽車排氣中許多烴類化合物有致癌作用,但這種作用是化合物本身的直接效應,還有許多物質的協同作用至今尚不清楚,據美國環保機構統計,美國每年的癌癥病例中,約58%是由空氣排氣引起空氣污染造成的。
氮氧化物能導致人的呼吸困難、呼吸道感染和哮喘等癥狀,同時使肺功能下降。尤其是兒童,即使短時間接觸氮氧化物也可以造成咳嗽、喉痛。
尾氣排放的有害物質不但增加了大氣污染,破壞環境生態平衡,更重要的是,這些污染物在一定條件下會生成二次污染—光化學煙霧,對人體造成更大的危害,光化學煙霧是機動車排出尾氣中的碳氫化合物、氮氧化物在特定的氣溫條件下,即靜風、濕度低、溫度高、并在陽光長時間照射時會產生一種復雜的煙霧,這種煙霧叫“光化學煙霧”。
20世紀40年代,在美國洛杉磯首先發現了光化學煙霧。每到秋冬季節,許多人的眼睛輕度紅腫,嗓子疼痛,甚至還有人皮膚出現程度不等的潮紅,丘斑疹等;人們還常會產生呼吸困難和疲乏的感覺。1955年九月,嚴重的汽車尾氣加上氣溫偏高,洛杉磯再次出現了光化學煙霧,而且濃度非常高,光化學煙霧不僅影響了人們的呼吸道功能,特別是損傷兒童的肺功能;引發胸痛、惡心、疲乏等癥狀,導致了幾千人受害,兩天之內就有400多名65歲的老人死亡,生長在郊區的蔬菜全部由綠變褐,無人敢吃;水果和農作物減產,大批樹木落葉發黃,幾萬公頃的森林有四分之一以上干枯而死。繼1943年洛杉磯發生世界上最早的光化學煙霧事件后,在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區也先后出現了這種煙霧。我國雖然只在少數城市發現過光化學煙霧,但隨著城市汽車數量的急劇增加,我國很多城市也都存在著潛在的威脅。據有關部門初步測算,去年深圳機動車共排放碳氫化合物約2.3萬噸,一氧化碳17萬噸,氮氧化物4.5萬噸,而排放總量以10%左右的速度增加。由于深圳北部受山脈阻隔,遇到夏秋靜風、光照強烈的天氣,如不采取切實有效的措施加以控制,很有可能出現“光化學煙霧”污染事件。
目前,汽車尾氣控制和治理已成為世界重要課題,發達國家由于汽車總體技術較為先進,汽車尾氣控制技術也較為先進,已經取得了重要進展,現在正向超低污染排放和零排放邁進,而我國在這方面起步較晚,許多控制技術處于探索和試用階段,但我們正努力與國際接軌。
控制汽車尾氣污染措施有很多方面:可以使用清潔能源,如使用甲醇或改為電驅動;還可以改進操作條件,如改進氣-燃料油的比例,改進內燃機設計,改進燃料油和其他添加劑的性質,如使用無鉛汽油等,這些措施目前已取得一定的成效。在世界共同努力和關心下一定能在現有成果的基礎上,研制出更有效,更完善的尾氣凈化技術,為地球大氣環境凈化發揮更大的作用。
參考文獻
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篇3
關鍵詞 混合燃料;碳酸二甲脂;碳煙排放;柴油車
中圖分類號TK421 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)43-0055-02
1 概述
隨著我國城市化和現代化進程的加快,我國城市機動車數量迅速增長,人們在享受城市機動車帶來的便捷和效益的同時,也在承受機動車尾氣對環境的污染和對人體健康帶來的危害。特別是城市公交車普遍以柴油作為燃料,其尾氣中碳煙和NOx的排放是城市污染的主要污染源。國家、地方政府和企業針對城市公交柴油化的特點,投入大量的人力、物力、財力研究開發控制柴油車排放的技術措施[1]。筆者通過在柴油中添加含氧燃料(碳酸二甲酯,DMC)增加其含氧量,在少改變甚至不改變柴油車結構的條件下,探尋降低在用柴油車碳煙和NOx排放的技術措施。為了試驗柴油車燃用柴油與DMC混合燃料后對在用汽車碳煙排放的影響,課題組與寧波市公交總公司一起對在用柴油車進行了燃用柴油和混合燃料(含15%DMC的柴油)的碳煙排放對比試驗。
2 試驗準備
2.1 選取碳酸二甲酯添加比例
影響酸二甲酯添加比例的主要因素有DMC和柴油的互溶性、不同DMC添加比例對柴油機功率和排放的影響。相關研究表明[2,3]:隨著DMC添加比例的增加,混合燃料的互溶性下降、發動機功率下降、碳煙排放下降趨勢減緩,綜合考慮不同DMC添加比例對柴油機三者的影響,選取DMC的添加比例為15%。
2.2 選取道路試驗車輛
在寧波市公交五公司分別選取了不同運行里程、不同使用年限的3輛在用車輛,在檢測站分別燃用純柴油和15%DMC的混合燃料兩種燃料,在道路運行3km~5km后利用底盤測功機測量其功率。測試結果見表1。
測試結果表明,在用柴油車不管技術性能如何,燃用混合燃料時,功率都有所下降。為了使道路試驗更可靠,我們選取性能較好的浙B70018為我們的道路試驗車輛。
3試驗車輛燃用不同燃料道路行駛時碳煙排放對比試驗
3.1 試驗設備及連接
試驗所需設備有試驗車輛(浙B70018)、取樣探頭及傳輸管、不透光煙度計(NHT-1)、便攜式計算機、蓄電池(12V)、逆變器(CHX-800VA),設備間連接如圖1。12V蓄電池通過逆變器轉變為220V為計算機、分體式不透光煙度計的煙度分析儀和煙度顯示儀提供電源,取樣探頭將試驗車輛排氣管中的尾氣引入煙度分析儀,煙度分析儀將分析結果傳輸到煙度顯示儀,計算機又通過不透光煙度計專用記錄軟件從煙度顯示儀提取瞬態煙度值在計算機上顯示和保存。
3.2 道路試驗
在道路試驗時,選擇功率較高的浙B70018號車,分別燃用純柴油和15%DMC的混合燃料兩種燃料,利用不透光度計測量各自汽車運行工況下的煙度,并將數據通過數據接口傳入便攜式計算機,進行記錄和儲存。測試數據通過EXCEL軟件處理得到如圖2所示的測試結果:
從圖2可以看出:不管燃用純柴油還是15%DMC的混合燃料,汽車運行工況不同,其碳煙排放濃度不同;由于光吸收系數K的值越大,表示汽車排放的碳煙濃度越高,所以在道路試驗時汽車燃用15%DMC的混合燃料比燃用純柴油的碳煙排放濃度要小得多,圖形分析結果降低45%左右,即從道路試驗結果來看,在用柴油汽車燃用15%DMC含氧燃料可有效地降低碳煙排放。
4 結論
由以上道路試驗結果可以得出結論:不對發動機作任何改動的情況下,在在用柴油汽車燃用的柴油中添加碳酸二甲酯(DMC)形成的混合燃料,將有利于降低碳煙。在用柴油汽車燃用混合燃料后(15%DMC),碳煙排放平均降低40%~60%。因此,在柴油機中燃燒高含氧燃料,對于大量在用柴油汽車,特別是在城市交通中運行的柴油汽車, 控制其碳煙顆粒排放,是一條很有前途的技術路徑。
參考文獻
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篇4
【關鍵詞】:空氣污染;機動車尾氣;健康影響;治理措施
隨著我國社會經濟的快速發展,人們生活水平不斷提高,各類機動車的使用數量在不斷增加,這給我國的空氣環境質量帶來很大的影響,如何讓它在給人們的生活帶來方便的同時,又能有效地降低機動車污染物排放對環境的危害,越來越成為擺在各級環境保護部門和所有環境保護工作者面前的嚴峻問題。
1、汽車尾氣分析
1.1汽車尾氣中的主要污染物
1.1.1一氧化碳
一氧化碳是一種化學反應能力低的無色無味的窒息性有毒氣體,對空氣的相對密度0.9670,它的溶解度很小。一氧化碳由呼吸道進入人體的血液后,會和血液里的紅血蛋白Hb結合,形成碳氧血紅蛋白,導致攜氧能力下降,使人體出現反應,如聽力會因為耳內的耳蝸神經細胞缺氧而受損害等。
1.1.2氮氧化合物
人受一氧化氮毒害的事例尚未發現,但二氧化氮是一種紅棕色呼吸道刺激性氣體,氣味閾值約為空氣質量的1.5倍,對人體影響甚大。由于其在水中溶解度低,不易為上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部,引發支氣管炎、肺水腫等疾病。
1.1.3含鉛化合物
鉛在人體內各器官中積累到一定程度,會對人的心臟、肺等造成損害,使人貧血,行為呆傻,智力下降,注意力不集中,嚴重的還可能導致不育癥以及高血壓。根據進入身體的方式,可以有高達60%的攝入總鉛量永久留在人體內,成年人血液中混入0.8mg以上稱為鉛中毒。
2、我國機動車尾氣污染控制存在的問題
2.1各級尾氣污染控制機構沒有設立
雖然部分地市已經成立機動車尾氣污染常設專職機構,但管理模式分散,協調機制不完善。部分地市尾氣監管職能由環境監測機構或環境監察機構代為執行,在協調聯系各級各部門開展具體監管實施中存在一定的困難。
2.2 城市道路基礎設施相對落后
我國機動車保有量急劇增加,目前的道路設計、交通路網規劃不合理、交通管理體系較落后,交叉口畸形、錯位,T型交叉口多,舊城道路空間狹窄,人、車、路矛盾突出,上、下班時,城區時常出現交通擁堵。大多數機動車在城區行駛時處于低速、怠速的狀態,這種狀態下的車輛污染物排放量比正常行駛的車輛增大許多。
2.3機動車整體性能、排污控制技術、維護保養技術落后
我國的汽車制造業在整體性能和排污控制等方面較發達國家有明顯差距。我國現行的維護保養制度只重視安全性、動力性能和燃油經濟指標,而對車輛環保要求不夠重視,以致機動車雖然經過維護保養,但其污染物排放仍無法明顯改善。
3、防治機動車尾氣污染的措施
3.1 建立健全機動車污染防治的法律法規體系
鑒于目前機動車排氣污染監督管理工作的責任不清和立法上的不完善,建議制定并實施國家《機動車排氣污染防治法》,從國家層面上明確各部門在機動車環保方面的工作職責,完善工作機制。
3.2 加強機動車排氣污染防治監督管理隊伍的建設
建議成立機動車排氣污染整治機構,由政府相關部門為成員單位,組織協調,形成政府機構領導親自抓、層層抓的長效管理機制。
3.3 加強城市交通設施建設,減少和消除尾氣污染
加強城市交通設施建設可以在一定程度上降低尾氣污染。一是拓寬道路,修建立交橋和地下鐵道緩解城市交通、提高車速、降低機動車尾氣的排放。二是加快舊城區的改造和市政建設,保證道路暢通,使道路發展與車輛增長速度相協調,盡量減少機動車在行駛中的減速、怠速和加速,從而降低油耗和排污。三是合理調整機動車流量,加強交通管制。在交通擁擠或車流量較大的路口、路段采取措施,合理調配,保障車輛暢通。四是加強城市道路綠化,凈化大氣環境。
3.4 提高汽油質量
盡快制訂并實施與排放標準相配套的車用燃料油標準,解決車用燃油與機動車排放新標準相匹配的問題, 推動機動車排放控制水平的提高。一是加快推廣低硫油,加強油品質量管理,根據不同階段機動車排放標準的要求,調整汽油、柴油標準中硫含量指標。二是進一步提高清潔燃油標準,制定并實行比第三階段機動車排氣污染物排放標準更嚴格的油品標準。三是加大宣傳,鼓勵消費者選用與在用車輛相配套的燃油。
3.5 加強在用車輛的管理
3.5.1 嚴格執行報廢制度和排放標準
建立高污染車型目錄,達到報廢年限后必須執行國家規定的報廢標準,不得繼續使用,同時尾氣不達標即可報廢,不以行駛年限為報廢期限。
3.5.2 加快節能與新能源汽車的示范推廣工作
加快對老(舊)公交車、出租車等專用車輛的更新,建設電動、天然氣公交車示范線路,保證充電站和加氣站的規劃建設與公交車場(站)相結合配套。
3.5.3 實行對在用機動車定期檢測和抽測制度
環保部門與交警部門應密切配合針對部分路段車流密度大、不易設點路檢而黑煙車又相對較多的實際,開展道路巡查,消除路檢、抽檢的工作盲點;加強對環保檢測機構的管理,保證檢測數據準確可靠。鼓勵采用簡易工況法、紅外遙測等先進手段對在用車輛實施定期檢測,并將檢測信息納入機動車年檢系統,從根本上解決車主的作弊問題。
3.6 提高公眾環保意識
充分發揮新聞媒體的宣傳和監督作用,積極向廣大市民宣傳機動車尾氣污染防治的各項法規和常識;時常開展機動車尾氣危害、環保駕駛等知識講座或圖片長廊知識普及活動。定期機動車環保標志管理和檢測、抽測違法信息,提高公眾對機動車排氣污染防治工作的認識,爭取廣大市民的參與、理解和支持,增進公眾參與的力度。
結語
我國汽車尾氣的污染不是一天兩天所形成的,需要治理也不可能在短時間內完成,我們要依靠國家的相關政策及法律法規和社會各界共同努力來完成,積極加入保護環境的行列。我們必須采取有效的措施,加強和提高人們對環境的保護意識,從我做起,還自己一個清新、干凈和安全的生活環境。
【參考文獻】:
篇5
關鍵詞:柴油機;尾氣排放;控制技術;凈化
中圖分類號:TK421 文獻標識碼:A
1 概述
經濟的發展推動著社會機動車保有量的增長,但機動車產業的迅速發展也帶來了尾氣排放的問題,柴油機排放的NOX和顆粒物等對環境的影響非常明顯,制約著社會的和諧發展。雖然各國針對柴油機尾氣排放對制定了相關的標準,治理的資金投入也非常龐大,但是污染問題依然非常嚴重,我國對具有良好排放特性和燃油經濟性的柴油車的鼓勵支持措施比較大,據估計,到2020年,我國柴油轎車的保有量將占整體市場的30%,與汽油車相比,柴油車效率高,溫室氣體排放少,具有明顯的優勢,但其污染問題同樣存在,因而研究柴油機尾氣排放控制技術具有積極的意義。
2 柴油機的燃油品質
作為汽車發動機的動力源,燃油品質將會決定機車的經濟性、動力性、耐用性、排放性能等指標,發達國家在制定柴油燃燒時硫含量排放指標都逐漸收緊,在上世紀90年代初,美國與歐洲柴油中的硫含量都超過了5g/L,進入21世紀,出現了15mg/L的超低含硫量的燃油,但是燃油中硫含量過低,將會導致機械設備的磨損加劇,在降低燃油中的硫含量的同時,還需要添加劑,以免機車磨損加劇。研究表明,穩態工作中低硫燃油對PM的濃度和質量的影響都非常小,但對核態顆粒物有明顯的影響。在加速過程中,碳煙排放高,排溫高,從而阻止了核態PM的形成;在減速的過程中,碳煙排放低,排氣溫度低,高濃度的硫酸鹽先驅物和未燃油一起形成核態PM。柴油和油中的磷對發動機的性能和原機排放也有明顯的影響,并且對后處理裝置的性能也有較大的影響。
3 機內凈化
柴油機中機內凈化技術包含新型燃燒技術、進氣管理技術、燃油噴射技術、廢氣再循環技術等,機內凈化技術的發展可以提升柴油機的排放水平,降低對排放后處理性能的要求,使柴油機排放能夠滿足嚴格的要求。
3.1新型燃燒技術
新型燃燒技術可以采用均質燃燒或部分均質燃燒,降低碳煙排放和NOX的量,均質燃燒需要通過燃燒系統改變燃油和空氣的混合,減小壓縮比增加著火滯燃期,從而增加燃油混合與空氣的均勻程度。采用低/高EGR可以明顯的減少燃燒室的氧含量,從而降低NOX的含量。改進后的燃燒系統,可以提升后期燃燒氧化的效率,有效的降低碳煙排放的濃度。燃燒室形成分層,在燃燒系統中采用CFD仿真計算,對燃燒系統進行優化,有效的降低柴油機NOX和碳煙排放的量。在新型燃燒技術中,采用汽油預混燃降低排放是一種新的燃燒模式,可以推遲、減緩燃燒,對工質進行分層,實現部分預混燃燒。
3.2進氣管理技術
柴油燃燒技術中的低溫燃燒能夠增加廢氣再循環率,增壓技術在其中的應用取得的效果較好,可以增加進氣的壓力,當前使用較為普遍的增壓器有電動增壓器、可變參數變壓器和二級增壓系統。二級增壓系統可以提升進氣的效率,實現缸內高的空氣燃油比率和高的已燃氣體比例,達到高熱效率和超低的NOX排放,同時控制PM排放。當降低工質的氧含量,稀釋燃燒氣體,采用低溫燃燒技術,但發動機的效率不會受到影響。在柴油機內,會有富油區域出現,出現PM,而采用增壓系統能夠提供足量的空氣來實現稀薄燃燒,形成高的熱指示比和快速燃燒,從而具有高的效率。進氣管理技術可以對二級渦輪采用高壓和低壓EGR,能夠減少后處理步驟,同時降低PM排放與NOX的排放,并保持燃油經濟性不變。冷卻EGR技術相對于催化還原技術而言,可以調整廢氣壓力,是降低排放的另一種方式,實現不同工況下的壓力差,使廢氣能夠順利進入進氣管,采用鋁制葉片,通過壓縮機結構設計改進增壓器的喘振特性,滿足低流量和高流量的工況需要。
3.3燃油噴射技術
在柴油機中采用高噴射壓力的燃油噴射技術,可以有效的降低噪聲、提高燃油經濟性和排放污染物的濃度,通過調整噴射參數,降低燃燒的溫度,可將燃燒放熱率曲線分成多個階段,燃油噴射使得著火滯燃期縮短,降低燃燒的溫度,減少碳煙排放的氧化程度。燃油噴射系統中采用多次噴射技術,主要有預噴、主噴和后噴,預噴有多個環節,將放熱率曲線分解,江都燃燒的噪聲和峰值放熱,;柴油機采用排放后處理,可以有效提高排氣溫度和效率。提高燃油噴射的速率可以提升發動機的功率,明顯降低碳煙排放。
3.4EGR廢氣再循環技術
EGR技術可以減少燃燒工質中的氧含量,實現低溫燃燒,低溫燃燒率保持在60%左右,在高EGR率時,柴油機的NOX和碳煙排放相互制約、相互影響關系轉化為燃油和碳煙消耗量,增加壓力等缸內燃燒參數降低CO和HC排放,所以柴油機中使用EGR更加適合未來的排放要求。
4 柴油機后處理技術
機內進化技術并不能完全消除污染和碳煙排放的問題,因而采用柴油機后處理技術可以對NOX與PM等污染物進一步的處理,主要包括NOX控制技術和PM控制技術。NOX控制技術可以從選擇性催化還原、氧化物存儲還原等技術,而PM控制技術可以出去大量的顆粒物,如采用再生技術、PDF材料、HC與CO控制技術等,可以有效的對柴油機后的污染物進行處理,減少污染。此外,柴油機后處理技術還可以結合不同技術的優點,在污染物的控制方面尋求最佳的平衡,從綜合的方面進行探索分析。
結語
柴油機的使用逐漸普遍,而其中的尾氣問題將會帶來較大的環境污染問題,因而研究柴油機的燃燒品質,分析控制尾氣排放的技術,以提升柴油機的燃燒效率,提高柴油機的經濟性和耐用性等性能,為相關研究提供一定的參考。
參考文獻
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[2]王建強,楊建軍,高繼東,馬杰,劉雙喜,高海洋,等.柴油車尾氣排放控制技術進展[J].科技導報.2011-04-18..
篇6
關鍵詞:機動車排放 柴油 空氣毒物 油品質量
中圖分類號:X831 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)07(c)-0208-01
機動車排放與人體健康具有很大關系機動車排放氣態和顆粒污染物,包括苯和多環芳烴(PAHs)等毒物組分和金屬。柴油車是NOx和顆粒物的重要要排放源,而隨著經濟的發展,休息柴油車增長速度加快,迫使相關國家采用更先進的柴油發動機技術,并改進柴油品質,以降低污染物的排放,例如,歐盟國家制定嚴格排放標準,2006/2007年采用歐IV標準。老舊在用柴油車由于不對稱排放對環境的污染更嚴重。柴油車排放的痕量有毒物質對健康產生深遠影響。如砷、苯、鎳有致癌作用(HEI,1995;CARB,1998)。加利福尼亞州大氣環境委員會(CARB)將超過40種柴油車排放組分列為毒物。柴油車排放組分的影響因子有:發動機型號和操作條件,燃油、油及排放控制系統。有關這方面的定量研究較少。困難在于這些毒物組分的采樣與分析。本文研究了柴油車在城市駕駛循環條件下VOCs和PAH的排放,研究內容為不同燃油特性(含硫量、總芳烴)和車型對排放的影響。
1 實驗
1.1 車輛選擇
將征用的車輛分為6組:越野車、輕型商務車(25 t)和公交車(>5 t),每組選2輛共12輛進行測試。
1.2 行駛工況
采用混合城市工況(CUDUC),分為擁堵、次要道路、主干道路和快速道路四種獨立模式模擬城市駕駛狀態。測試在底盤測功機上進行,能模擬瞬態工況過程中的慣性載荷。尾氣通向滿流量稀釋通道后直接采樣。
1.3 燃油規格
基準燃油:硫含量1700 ppm,總芳烴33%(質量百分比)。
歐2:硫含量:480 ppm。
歐3:辛烷值53.5,硫含量210 ppm,總芳烴24%(質量百分比)。
歐4:辛烷值58.3,硫含量39 ppm,總芳烴11.6%(質量百分比)。
三階段通用油:辛烷值55.7,硫含量24 ppm,總芳烴7.7%(質量百分比)。
加州空氣資源協會用油:辛烷值49.8,硫含量264 ppm,總芳烴21.3%(質量百分比)。
1.4 采樣
尾氣通向滿流量稀釋風道,對接一恒定體積采樣系統。尾氣從稀釋通道被吸入三通多歧管,分別經由0.25英寸不銹鋼、聚四氟乙烯管將樣品采集在采樣罐(SUMMA)、二硝基苯肼(DNPH)套筒和吸附過濾采樣系統中,分別采集單環芳烴及1,3丁二烯、醛類、PAH。采樣過程中保持恒定速率,適應特定采樣系統,并保持與各階段駕駛循環時間一致,以獲得不同行駛模式時間平均毒物排放率。采樣過程中,用聚四氟乙烯膜式泵將稀釋尾氣抽入罐中,用玻璃纖維濾紙過濾掉顆粒物。校準過的轉子流量計調節流量,針形閥門將壓力控制在5~10磅/平方英寸(34473.8~68947.6 Pa)。樣品最好當天分析,最晚不超過12小時,以防止1,3-丁二烯的分解。醛類VOCs采用二硝基苯肼(DAPH)空氣監測采樣管(Supelco公司)收集。該管含有硅基2,4-二硝基苯肼,醛類物質與之反應生成腙類衍生物。采用隔膜泵將尾氣抽入采樣管。在泵的下游安裝針式閥門和經過校正的轉子流量計,將采樣過程中的流量控制在1 L/Min。采樣結束后蓋上采樣管,避光冷藏直至分析。PAHs收集在樹脂過濾筒(Supelco公司),采樣前用溶劑萃取清洗濾筒和濾芯。為了排除濾筒及環境背景值的影響,在每臺車測試過程中進行現場空白采樣。玻璃采樣管用經過清洗的離子交換樹脂包裹以獲取氣相PAHs,樹脂之前安放玻璃纖維濾紙,采集PM,采用隔膜泵將稀釋尾氣抽入采樣管,通過針式閥門和經過校正的轉子流量計采樣流量控制在10 L/min。采樣結束后,采樣管避光冷藏直至分析。
1.5 分析方法
樣品采用色譜方法分析。采用加州空氣資源協會、美國環保局推薦的色譜分析技術,并進行了優化。所有方法均按照質量控制程序進行評估,評估結果符合相關標準的性能指標。
VOCs分析采用配有FID檢測器的氣相色譜分析儀(GC/FID)。甲醛和乙醛采用液相色譜分析,檢測器為UV。用乙腈洗脫采樣管,洗出液中含有醛類衍生物。采用配有C18硅膠柱和360 nmUV檢測器的反相液相色譜方法進行分析。PAHs采用氣質聯用(GC-MS)方法進行分析。分析對象為16中EPA確定的優先PAHs。過濾器和樹脂用二氯甲烷萃取,用KudernaDanish技術將萃取液濃縮至5 ml。
2 結果分析
與同行類似研究比較并綜合現有的研究結果,得出如下規律。
(1)在單環芳烴中,苯的排放率通常最高。(2)醛類排放率超過VOCs。在一些研究中,C1-C13醛類占到柴油車氣態有機物的60%。(3)PAH明顯小于醛類和VOCs的排放(萘除外)。
本文的測試結果表明:不同車型苯和萘排放率的變化小于醛和苯并(α)芘,而且苯和萘之間似乎存在某種相關性,醛和苯并(а)芘的排放與苯和萘無明顯相關性。甲醛排放的變化可能與具體車型發動機的操作條件有關。醛類在光化學煙霧形成過程中扮演重要角色,因此研究研究柴油車發動機工作以降低醛類排放意義重大。低硫和低芳香烴濃度柴油可以降低顆粒物的排放,因此,改善油品質量是很有必要的。本研究選用了兩臺車在非主干路行駛模式下測試不同油品對排放的影響,與以往研究結果相比再現性較好(Siegl et al. 1999),標準偏差在5%~10%之間。有毒VOCs和醛類的排放與油品的關系不大。這個結果并不意外,柴油中本身不含苯、甲苯、及一些醛類化合物(甲醛、乙醛)等,這些有毒VOCs是在燃燒過程中形成的。在燃燒初始階段,柴油中的直鏈脂肪烴及相關組分經高溫分解成碳氫基組分,從而生成部分有毒VOCs,與燃燒條件和化學計量因素有關。而PAHs的生成和種類與柴油組分密切相關。低芳香烴濃度柴油排放的總PAHs較低。
3 結論
本研究討論了具有代表性的在用柴油車在城市行駛工況條件下VOCs、醛類和PAH的排放。結果表明:VOCs和PAH排放主要受燃燒過程控制,受車型影響較小。而醛類及大分子PAH受車型影響較大。醛類排放呈現較大波動,受引擎的操作方式影響。考慮到健康影響和光化學煙霧的形成,醛類排放需要引起重視。低硫燃料對VOCs和醛類的影響較小,對PAH影響較大。
參考文獻
篇7
關鍵詞:PM2.5;相關性分析;多元線性回歸;治理方案
1研究背景
PM2.5,又稱細顆粒物,是指空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物。它是產生灰霾的主要因素,能較長時間懸浮于空氣中,其在空氣中含量濃度越高,就代表空氣污染越嚴重。2012年2月29日,環境保護部公布了新修訂的《環境空氣質量標準》中首次將PM2.5濃度指標作為空氣質量的監測指標。金華市從2012年6月5日起首次公布PM2.5監測數據,距今已有兩年時間。
2金華市PM2.5現狀分析
根據金華市2013年11月至2014年10月的AQI監測數據,由歷史數據可以看出,12月份至2月份上旬,金華市PM2.5含量處于較高水平,在2013年12月7日達到最高值474。在2月份之后逐漸降低,并基本維持在PM2.5指數100以下波動。這是由于冬季氣溫較低,空氣濕度大太陽輻射熱少,空氣對流較差,霧霾較難散去,人類活動所產生的工業廢氣、汽車尾氣比其他季節時更難擴散。加之冬季燃煤量增加,由于過年過節等原因煙花爆竹的燃放也會對空氣質量造成較大影響。
金華市一年內PM2.5平均監測指數為73.13,超過了《環境空氣質量標準》中適用于居住區、商業交通居民混合區、文化區、工業區和農村地區的二級標準限值――年平均35[μg/m3],即AQI指數50。
從自然角度上分析,金華地處金衢盆地,三面環山,氣體擴散能力差,由于亞熱帶季風帶來的輸入性污染很難及時擴散出去。從人為角度分析,金華本地的工業企業污染和機動車尾氣排放是罪魁禍首。
目前,金華市有三個PM2.5監測點,分別位于金東新城區的市檢測站、江北老城區的四中和江南的十五中。結合三個監測站每日各自的監測數據分析,位于市區江南的十五中監測點平均PM2.5指數最低,空氣質量相對較好;而位于金東新城區的市監測站和江北老城區的四中相差無幾,但空氣質量整體明顯比江南要差。目前金華的能源結構仍以煤炭為主,多家水泥廠、熱電廠都使用燃煤鍋爐,產生大量空氣污染物。金東新城區的東面又是農村鄉鎮,農業秸稈焚燒產生的煙塵也對PM2.5監測有一定影響。而主城區四中附近車流密集,交通繁忙,汽車尾氣排放對PM2.5監測也有較大影響。
3 PM2.5相關因素分析
為分析PM2.5與其他空氣污染物之間的聯系,探究PM2.5成因,我們根據金華市2013年11月至2014年10月的AQI監測數據,對AQI中5個基本監測指標:PM2.5,PM10,CO,NO2,SO2的相關于獨立性做定量分析,尤其是對其中PM2.5與其他4項分指標及其對應污染物之間的相關性進行分析。
根據多元統計分析原理,兩個隨機向量X與Y的pearson相關系數[r]可由下式獲得:
[r=(X-X)(Y-Y)(X-X)2?(Y-Y)2]
相關系數[r]的值介于-1到1之間,當[r>0]時,表示兩變量正相關,[r
運用SPSS軟件,我們求得金華市PM2.5與PM10,CO,NO2,SO2的相關系數及顯著性為:
可以得出以下結論:
(1)PM2.5與PM10,CO,NO2,SO2均有正線性相關性;
(2)PM2.5與PM10有強線性相關性,其原因是細顆粒物PM2.5是可吸入顆粒物PM10的重要組成部分;
(3)PM2.5與SO2有較強的線性相關性,由于二氧化硫SO2主要來源于煤和石油的燃燒,或作為工業漂白產品被生產,在某些特定環境中二氧化硫會通過反應形成細顆粒物PM2.5;
(4)PM2.5與NO2有較強的線性相關性,由于二氧化氮NO2主要來源于高溫燃燒過程的釋放,比如機動車、電廠廢氣的排放,在特定環境中也會反應形成PM2.5;
(5)PM2.5與CO有弱相關性,由于一氧化碳CO主要是含碳燃料燃燒過程的產物,含碳燃料的燃燒也會釋放PM2.5。
通過多元線性回歸,我們將PM2.5與其他四個指標間的關系用方程進行擬合,得到回歸方程:
[y=-4.255+0.725x1+1.166x2-0.588x3-0.229x4]
我們通過計算修正的判定系數對模型的準確性進行檢驗:
[R2a=1-ESS/(n-p-1)TSS/(n-1)=1-(1-R2)?n-1n-p-1]
經檢驗得[R2a=0.867],與理想值1較為接近,擬合效果較好。
4金華市PM2.5治理方案研究
由于PM2.5與其他環境監測指標有著較強的關聯性,因此PM2.5治理必須走環境綜合治理的道理。今后環境管理不僅要針對固體廢棄物、污水等顯性污染物,還要針對氮氧化物、等隱性污染物。國家“十二五”規劃在約束性考核指標中已經增加了氮氧化物等總量排放控制指標,指出將針對PM10,CO,NO2,SO2等多項污染物實施綜合控制,還需制定和實施新的減排政策。
指標一,能源結構。需要調整和改善金華市能源結構。燃煤排放是的第一大來源。采暖期大量使用燃煤造成了城市煤煙型污染特征,冬季污染尤為嚴重。因此,改善能源結構,減少采暖期大量煤炭的集中使用,增加清潔能源比例,減少大氣污染物排放,從根本上解決空氣污染問題。
指標二,工業減排。需要強化工業減排,大力推進煙氣脫硝設施建設,進一步推進工業鍋爐的關停與脫硫、脫硝改造。在脫硫電價基礎上實施脫硝電價政策,鼓勵電廠和冶煉廠脫硝,通過實施氮氧化物排放稅或收費政策,激勵企業采取措施加大脫硝力度。
篇8
[關鍵詞] 生活垃圾 焚燒發電 煙氣凈化 二英 監管
1 前言
生活垃圾焚燒過程中會產生毒性很強的致癌物質――二英,國內外由此也引發了不少二英污染爭議或。本文對二英特性進行了回述,對垃圾焚燒技術和二英產生的可控性作了簡單介紹,并對尾氣達標排放對周邊空氣環境的影響作了定性分析。
2 二英[1,2,3]
二英是一類三環芳香族有機化合物異構體的統稱或俗稱,主要包括氯二苯并二英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)兩大類,共有239種異構體,其中四氯二苯并二英(2,3,7,8-TCDD)毒性最強。由于二英產生和分布的離散性很大,其檢測技術難度很大。
2.1 二英特性
二英的主要特性:(1)在標準狀態下,呈無色無味的固態,蒸汽壓很低,一般環境溫度下極不易從表面揮發;(2)熔點約為303~305℃,常存在于空氣、水和土壤中;(3)極難溶于水,但可溶于大部分有機溶劑;(4)化學性質非常穩定,基本不與其他物質起化學反應,溫度高于705℃才開始分解;(5)毒性大,毒性約為氰化物100倍以上,為砒霜的500~900倍。
2.2 二英來源
二英是有機物與氯或含氯物質一起加熱就會產生的化合物,它是一種普遍的化學現象,常常以微小顆粒存在于空氣、土壤和水中。二英主要來源:(1)火山爆發、森林大火、土壤微生物和大氣中發生的光化學反應等自然現象;(2)、石化、冶金、食品、醫藥、農藥、紡織、造紙、煙草和皮革等工業生產;(3)廢油提煉和焚燒、工業固廢的焚燒;(4)生活垃圾的焚燒(據美國2002年的調查,約占總來源的1.09%);(5)消毒劑、殺蟲劑、洗滌劑、除草劑等的日常使用;(6)使用含氯清除劑處理的汽車尾氣。
據20世紀90年代初日本對二英在大氣環境濃度的調查[3]可知,工業區附近居民區濃度為0.02~2pgTEQ/m3,大城市居民區為0.00~2.6 pgTEQ/m3,小城市居民區為0.00~1.9 pgTEQ/m3,大氣本底濃度為0.03pgTEQ/m3。
種種事實表明:二英來源廣泛,已成為人類必須面對的現實問題。據資料[3]表明:大多食品均含有二英,人體攝取的二英90%是來自食物鏈,具體見表1所示。
2.3 相關標準
在對二英毒性研究的基礎上,國際上對其限量制定了以下標準:
2.3.1人體每天允許攝入量(TDI)標準
TDI(Tolerable Daily Intake)指從人體健康的角度出發,把人的一生所能耐受的量分解為1日、體重1kg所能攝取的量。目前,我國尚未制定TDI標準。
2.3.2世界衛生組織(WHO)標準
通過呼吸對人體健康產生影響的限值為0.4pgTEQ/kg.d
體重,為人體每日最大允許攝入量4pgTEQ/kg體重的10%。
2.3.3歐盟有關食品中二英限量標準
表3 歐盟有關食品中含二英限量表 單位:pg-TEQ/g脂肪
食品名稱 反芻動物 家禽 豬肉 肝臟制品 魚蝦等水產品 雞類制品 奶制品 動物性脂肪
或混合油 植物油
和脂肪 可食用海洋動物油
允許值 ≤3 ≤2 ≤1 ≤6 ≤4 ≤3 ≤3 ≤2 ≤0.75 ≤2
2.3.4歐盟有關飼料中含二英殘留限量修訂標準(2005年7月29日)
表4 歐盟有關飼料中含二英殘留限量標準 單位:ng-TEQ/kg
飼料名稱 最高殘留量 飼料名稱 最高殘留量
植物源性飼料(除油及副產品) ≤1.25 魚油 ≤24
植物油及副產品 ≤1.50 含≥20%油脂的魚水解蛋白 ≤11.0
礦物源性飼料材料 ≤1.50 粘合劑和抗黏結劑類的添加劑 ≤1.5
動物脂肪(含乳及蛋類脂肪) ≤3.00 微量元素化合物類的添加劑 ≤1.50
陸生動物產品(含乳及蛋類脂肪) ≤1.25 除動物毛皮外合成飼料 ≤1.50
蛋及蛋制品 ≤1.25 魚飼料、寵物飼料 ≤7.00
魚和水生動物及產品副產品 ≤4.50
2.3.5垃圾焚燒煙氣排放標準[3]
表5 垃圾焚燒煙氣中二英排放濃度標準 單位:ng-TEQ/Nm3
另外,聯合國環境規劃署:具備先進的焚燒設施、完善的APCS生活垃圾焚燒廠二英排放因子≤500ng-TEQ/t.垃圾。
3 國內生活垃圾焚燒發電與煙氣治理
目前,我國人口約13.4億,城鎮人口近6.24億,一年將產生2.05億噸生活垃圾。以垃圾熱值約5000kJ/kg計,可折合0.171kg標煤的熱值。如果有50%垃圾用于焚燒發電,這將相當于全國可一年節省3500萬噸標煤,能發2848億度電。因此,垃圾焚燒發電是符合低碳政策的處置方式。
早期我國也曾引進國外帶垃圾分揀等預處理措施的焚燒發電工程技術,想從源頭上減少如PVC等含氯的有機物入爐,從而減少二英的產生,但實際操作中并不盡人意。在國內,目前還難以做到垃圾分類投放收集。
我國垃圾焚燒處置起步晚,但起點高,建設的垃圾焚燒發電廠排放濃度均按低于0.1ng-TEQ/Nm3標準設計。經多年來的研究和實踐,我國在引進消化國外技術的基礎上已掌握了生活垃圾焚燒技術,并研發出符合我國國情的生活垃圾焚燒發電及煙氣治理的成套新技術,完全有能力把二英的排放控制在歐盟標準0.1ng-TEQ/Nm3以下,甚至更低。
3.1 煙氣凈化處理措施[1]
為盡量減少垃圾焚燒過程產生的二次污染,不僅在焚燒和灰渣煙氣治理工藝上,而且在設備選用上均采取了相應有效的治本和治標的措施,具體如下:
3.1.1治本措施:讓垃圾充分燃燒
3.1.1.1保證煙氣在高溫區燃燒≥2秒
采用專用城市生活焚燒爐,目前主要選用機械爐排爐,垃圾在爐排上行進過程中能充分翻滾松動,加快高溫分解;足夠大的爐膛保證可燃物質與空氣有充分混合燃燒,并讓煙氣在850℃以上的爐膛及二次燃燒室內的停留時間不小于2s,使二英得到充分分解破壞。
3.1.1.2保持爐膛高溫
正常爐溫靠垃圾焚燒維持,另設置輔助燃燒器、二次風(或煙氣再循環),使爐膛溫度始終保持在850℃~1200℃之間,既有效分解破壞二英,又抑制燃燒性NOx的產生。
3.1.1.3提供合理風量,提高入爐熱風的溫度
從垃圾倉抽來的空氣(帶臭味的一次風)經低高兩級蒸汽預熱后,溫度可達230℃左右,從焚燒爐爐排底部吹入,靠三段爐排間的不同間隙或風量調節門合理布流進入爐膛,維持空氣過剩系數1.6~2.1之間,使垃圾燃燒得更理想,更充分。
3.1.1.4采用專用的余熱鍋爐
為避免煙氣通過省煤器500℃~300℃區間重新合成二英,余熱鍋爐設計時,盡量縮短煙氣在此區間的停留時間,減少二英的二次合成。
3.1.1.5采用計算機自動控制
為使工藝參數得到保證,實現3T技術,焚燒爐的焚燒過程由ACC軟件包進行實時自動控制,全廠采用DCS和上位機集散控制系統。
3.1.2 治標措施:煙氣凈化和飛灰固化
3.1.2.1脫酸
省煤器出來的煙氣進入脫酸塔,采用噴干石灰粉或石灰漿或石灰水方法先去除煙氣中的酸性氣體,同時噴水降溫,使煙氣溫度降到150℃左右進入布袋除塵器。
3.1.2.2活性炭吸附二英和重金屬
在脫酸塔與布袋除塵器之間的煙道適當的位置橫向噴入活性炭粉,讓活性炭粉隨煙氣湍流過程中吸附煙氣中重金屬和二英,布袋攔截后,凈化后的煙氣由引風機送入煙囪高空達標排放。
3.1.2.3飛灰固化
吸附二英和重金屬后的飛灰屬于危險固體廢棄物,按國家技術要求進行固化,而后衛生填埋處置,以免發生二次污染。
3.2 脫氮與滲濾液及惡臭措施
為了盡量減少對焚燒廠周邊環境的負面影響,通常工程設計有一套完整的脫氮與滲濾液處理及脫臭設施,采取主要措施有:(1)焚燒爐設計中已預留噴氨脫氮裝置安裝位置,日后采取合適措施進一步除氮;(2)垃圾滲濾液收集后,一般采取以UBF+MBR+NF為主工藝進行達標處理;(3)垃圾車封閉進廠,卸料大廳和垃圾倉等凡產生惡臭的部位均采取負壓密封,臭氣吸入一次風入爐燒掉,故障時局部噴灑植物除臭劑,再經活性炭吸附脫臭后,引到煙囪高空排放。
4 煙氣達標排放對周邊環境的影響
我國垃圾焚燒發電廠煙氣排放標準定為1.0ng/Nm3,實際工程設計中早已采用0.1ng/Nm3排放標準,實際排放低于0.1ng/Nm3。據估算,每噸垃圾焚燒過程產生的煙氣量約為3500~4500Nm3,焚燒每噸垃圾產生的二英不超過450ng,達到聯合國環境規劃署500ng/t的要求。
煙氣在一定壓力下,以一定的速度和溫度沖出煙囪向四周擴散,受到日照、云層、氣流等氣象因素的影響,是一個非常復雜的物理過程。研究表明:煙氣光靠分子擴散速率非常慢,主要靠大氣湍流擴散,后者比前者擴散快105倍以上[2]。
垃圾焚燒發電廠煙囪排煙屬于高架連續點污染源,以順風向為x軸正方向,污染物按正態分布,高斯擴散模式公式有:
由式(3)可知,地面軸線擴散濃度與煙囪排放二英量Q成正比,與平均風速成反比,在一定范圍內煙囪越高、擴散濃度越小,且{Q’/πuσyσz}隨x增大而減小,而exp[-(H2/ 2σz2)]隨x增大而增大。兩項共同作用結果:在地面x軸線上,污染物排放源附近排放濃度接近于0;而后沿順風向的x軸不斷增大;在離源點某處擴散濃度達到最大值Cmax;此后逐漸減小,且當x∞時,C0。
由于σy、σz是受x和氣象條件、地形地貌等因素的影響,難于取值。本文選用帕斯奎爾(Pasquill)擴散曲線法確定σy、σz。該法依據云量、云狀、日照和風速等因素,大氣的擴散稀釋能力可分為A~F六個穩定度級別,并給出每個穩定度級別的σy和σz。
本文以單臺爐處理垃圾能力為300t/d為例,排放濃度為0.1ng/Nm3,煙囪有效高度為100m,10m高處平均風速為3m/s代入相應的σy、σz數值及其他參數,即可求出不同穩定度級別下的下風地面上可能出現的最大擴散濃度及其分布位置,如表6所示。
表6 下風向地面軸線最大擴散濃度及其分布
從表6可知:地面下風向軸線最大擴散濃度≈4.81×10-5 ng/m3≤10-4 ng/m3=0.1 pg/m3,每天呼吸進入人體的二英量≤2.6pg,顯然小于WHO允許值。因此,煙氣達標排放后,即便在下風向,對人體健康也是安全的。需說明的是,遇到大氣有上部逆溫層的擴散型、漫煙型的擴散和微風的擴散等特殊情況,對式(2)、式(3)還需進行修正以符合實際,但總的趨勢不會改變。
5 結論及建議
采用垃圾焚燒發電方式處置生活垃圾,目前仍是較好選擇。只要在建設和運營過程按照技術要求做,科學管理,監管到位,二英產生是可控的,煙氣是可以實現達標排放的,對人體健康是安全的。在此,進一步建議:
5.1 把好環境評價關。環評單位應根據地形地貌、氣象條件、建設規模、污染物組分、源強、環境背景等,實事求是地對污染物擴散模式進行科學評估,為工程可行性研究報告及設計提供準確的依據和參數。
5.2 把好工可關。設計單位應根據項目環評報告書,編制切實可行的工程可行性研究報告書,具體落實環評中提出的每一個要求,并制定相應措施。
5.3 把好初設關。初設要全面具體落實環評和工可提出的所有要求,不僅在工藝上,而且在設備選型上采取有效措施保證環評和工可標的實現。
5.4 把好實施關。由于環評、可研和初設深度有限,與施工圖設計尚存在諸多的變數。在設計和監理行業買方市場的情況下,大量不是技術層面的問題,而是業主或經營者的職業道德和良心問題。
5.5 鑒于市政工程關乎民生的特殊性,建議主管部門“一竿子插到底”,實行問責制。
5.6 運營中加強監管。環保部門對重要環節應實施在線監控和現場隨時抽查,制定獎罰制度,出臺相應的政策法規或規定,實施真正有效的監管。
5.7 不宜建大型垃圾焚燒發電廠。由式(1)、(2)和(3)可知,污染擴散濃度與源強Q成正比。從經濟技術綜合比較,筆者認為:不宜集中建設垃圾焚燒發電廠,其總規模不宜大于2000t/d。
參考文獻:
[1] 馬廣大.大氣污染防治工程[M].北京:中國環境科學出版社, 1985.
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關鍵詞:新能源汽車;重要性;趨勢
新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進,具有新技術、新結構的汽車。新能源汽車包括有:混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車、氫發動機汽車、其他新能源(如高效儲能器、二甲醚)汽車等。
1 發展新能源汽車的意義
當前世界面臨三大問題,一是能源緊缺,二是二氧化碳過度排放,三是空氣污染。而上述三個問題的產生與石油的燃燒有著直接的關系,全球40%的石油被汽車消耗,我國30%以上的石油被汽車消耗,這些數字還會伴隨著全球汽車產業的快速增長而上升。面對石油資源日漸減少和油價的快速上漲,以及汽車尾氣的排放對社會環境造成嚴重的污染,全球汽車工業可持續發展面臨著能源和環境的巨大挑戰。包括我國在內的世界主要汽車生產國,近年來都加大了新能源的研發力度,以提高自身產業的競爭力。新能源汽車的普及與發展對環境保護、能源戰略以及社會經濟的可持續發展意義重大。我國發展新能源汽車對整個汽車行業,乃至對于堅持走新型工業化道路,建設資源節約型、環境友好型的社會意義重大。
1.1 有利于提高經濟效益
以新能源汽車中的純電動汽車為例。首先,純電動汽車省去了油箱、發動機、變速器、冷卻系統和排氣系統,相比傳統汽車的內燃汽油發動機動力系統,電動機和控制器的成本更低,且純電動車能量轉換效率更高。因為電動車的能量來源--電,來自大型發電機組,其效率是小型汽油發動機甚至混合動力發動機所無法比擬的。
1.2 有利于建設生態環保城市
目前全國各城市的機動車保有量都較大,機動車尾氣排放成為各城市大氣污染負荷的主要來源之一。新能源汽車的推廣,有利于節能減排,建設城市宜居環境。
1.3 有利于優化能源消費結構
新能源汽車與傳統汽車相比,可以節省燃油,有利于減少對傳統能源的依賴,實現資源的節約和綜合利用。
綜上所述,新能源汽車的推廣應用具有提高經濟效益、節約能源和減少二氧化碳的排量等優點,使新能源汽車的研究和應用成為汽車工業的一個“熱點”。
2 我國新能源汽車的發展現狀
2.1 提倡低碳經濟
作為低碳經濟最重要行業之一,電動汽車的研發和生產受到中國車企的熱捧。低碳經濟將經歷一個很大的產業變革,它必然是中國經濟增長的動力,但這個動力大小取決于這個產業的發展速度和規模大小。相應的,低碳經濟發展的力度與規模又取決于政策支持和技術進步。
2.2 補貼優惠政策
政府有新能源汽車的購車補貼優惠,且補助程度與國外相比較高。
3 新能源汽車發展面臨的主要問題
然而在看到美好前景的同時,我們也不難看到新能源汽車發展還面臨很多問題。據許多業內人士坦言:其中最重要的障礙來自于基礎配套設施不健全,充電不便等現實的問題,使新能源汽車的這些優點可望而不可及。
3.1 問題所在
目前專業汽車充電站稀缺,而家庭用戶又普遍沒有安置電源的私人車庫,小區里的私人停車位上也無家用電源。除此之外,新能源汽車維修費用也較高,且配件銷售點較少。
根據國家出臺的新能源汽車規劃要求,到2020年,我國新能源汽車的比例要占全部汽車的1/2,約為6500萬輛。如此巨量的新能源汽車要正常運行,就必須具備完善的售后服務和配套設施,特別是動力能量的補充。
如果政府和消費者發現電動汽車盡管價格有優勢,但缺乏配套的充電設施,用起來很不方便,他們會退避三舍。這反過來會影響汽車企業研發、生產純電動汽車的積極性,導致惡性循環。充電網絡等基礎設施的建設,一直困擾著電動車開發和生產企業,也影響著消費者對于電動車的信心。沒有充電網絡,電動車的大規模應用甚至普及就是空談。
3.2 解決方法
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【關鍵詞】私家車;碳排放
【Abstract】By the end of 2015, the number of private cars in Wuxi reached 1.179 million, up by 14.9% over the previous year. The rapid growth of private cars has brought a series of problems to transportation, energy and the environment.This paper, combining the affect of private cars’ carbon emissions on the “smog” weather with the results of the questionnaire survey, has proposed several measures to control the carbon emissions of private cars in Wuxi from the ideological or technical perspective of private car owners, businesses, government and others.
【Key words】Private car; Carbon emission
截至2015年底,中國約1/4的國土面積霧霾影響,被影響人數約為6億。無錫市近年來霧霾情況越來越嚴重,受影響時間越來越多且能見度越來越低。汽車尾氣的排放是霧霾形成的重要原因。
本文著重于從以下幾個方面提出控制私家車碳排放的對策。
1 私家車車主
盡管低碳出行的理念近些年硪恢北惶崞穡但仍存在認知度不高的情況,調查顯示6成的市民認為政府的宣傳不夠到位且未能以身作則,導致整個社會的認知不夠;4成的市民認為自己環保意識淡薄。
1.1 加強環保觀念
車主在購買私家車的時候,可以優先考慮環保因素。如在經濟情況允許的情況下選擇混合動力車、電動車或者其他清潔能源車;如果受經濟條件制約,應盡量選擇小排量的汽車,科學用車并注意保養。
除此之外,可以多向周圍親戚朋友宣傳低碳環保的理念,特別是有購車意向的年輕群體,他們往往更容易接受低碳消費觀。
1.2 合理使用公共交通工具
在不趕時間和安全靈活的情況下出行盡量選乘地面公交、地鐵等公共交通。近距離出行時選擇自行車或步行,每月少開一天車,以節能方式出行一定公里數??梢约尤肫嚬蚕砭銟凡浚綍r出行可選擇“拼車”,購物時選擇商場接送班車,上班乘坐公司班車,讓孩子乘坐學校班車,合理利用資源。
2 汽車技術革新
我國在2012年7月9日正式的規劃[1]稱新能源汽車產業發展將以純電驅動為新能源汽車發展和汽車工業轉型的主要戰略取向,重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業化。到2020年,純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛、累計產銷量超過500萬輛。汽車產業目前可以加以利用和推廣的創新環保技術主要有以下幾點。
2.1 減速斷油控制
減速斷油控制就是當發動機在高轉速運轉中突然減速時,電腦會自動控制噴油器停止噴油,直至發動機轉速下降到設定的低轉速時再恢復噴油。這樣做可以控制急減速時有害物的排放,并且減少燃油消耗,還能促使發動機轉速盡快下降,有利于汽車的減速。
2.2 汽油蒸汽排放控制(EVAP)
汽油具有極強的蒸發性,為防止油箱內的汽油蒸發,造成空氣污染和燃料浪費,才設計了EVAP。簡單說,就是安裝一個活性炭罐(通常安裝在前翼子板內),它通過管路與油箱、進氣道相連,利用這個活性炭罐來吸收油箱內的汽油蒸汽,然后在車輛工作時,炭罐內的汽油再揮發,向發動機供油。
2.3 EGR廢氣再循環控制
NOx是空氣中的氮氣與氧氣在高溫、高壓條件下形成的。發動機排出的NOx量主要與氣缸內的最高溫度有關,氣缸內最高溫度越高,排出的NOx量越多。EGR控制系統的功能就是將適量的廢氣重新引入氣缸內參與燃燒,這樣可以降低氣缸內的最高溫度,從而減少了NOx的排放量。
3 政府調控政策
近年來我國汽車工業迅速發展,汽車保有量大幅增加,但與之相對應的前瞻的城市規劃、合理的道路建設、科學的交通管理和以人為本的汽車使用環境系統還沒有建立起來。所以關于政府的調控政策建議可以從以下幾個方面入手。
3.1 強化私家車的尾氣排放標準
在尾氣排放方面,我國的排放標準往往要低于國際標準。因此,我國相關監管部門應加強執行力度,保證汽車尾氣的排放達到我國標準甚至國際標準,未通過排放標準的新車不予落牌照,這樣從根本上保證新車的尾氣排放是合乎規范的。目前無錫市已實施國五標準。
3.2 大力發展采用清潔能源的汽車,建設配套設施,實施“綠色稅制”
推動新能源汽車產業的發展,相應的充電樁設備應該投入建設。無錫市已建成部分充電樁并投入使用。
結合我國國情,可以先進行試點征收碳稅。迄今為止,國際上已征收碳稅的國家包括芬蘭、丹麥、荷蘭、美國、加拿大、法國、日本等。據悉,新加坡曾制定了CEVS計劃,即購買低碳排量的新車將享有稅務優惠,而排放量高的新車則必須支付額外的費用。政府可參照新加坡的這一計劃,試點試行車輛碳排量稅務計劃,結合私家車銷售情況以及目前汽車碳排放的平均標準,制定與實際情況相匹配的碳排放稅務計劃。
3.3 完善并優先發展城市公共交通系統
優先發展公共交通,將更多的資源和優惠政策配置到交通系統。例如:在城市內人流量多以及景點區增設公共自行車租賃點以及電動車快速充電設施等,市民出行更加便利,可以緩解無錫交通堵塞、空氣污染、能源緊張的巨大壓力。
無錫市地鐵的開通對市民的出行方式產生了較大的影響,據無錫市的“十三五”城市規劃,無錫市將繼續倡導優先公共交通,促進地鐵三、四號線的建成和開通。
3.4 加強交通監管,實施即時監控
燃料消耗和碳排放與車速有密切關系。一般來說,車速在50-90km/h時燃料效率最高,相應油耗和排放更少。低于或高于這個范圍,汽車油耗就會明顯增加。由于道路擁堵,車輛時停時走,車速低于20km/h或太慢時,一氧化碳、烴類、碳氫化物和二氧化碳的排放量最大。因此,政府應加強交通監管,同時實施公路電子收費系統,以控制車輛速度并減少交通堵塞。
精品范文
10尾氣治理方案