汽车文化课程论文 汽车与环境概要

汽车的公害及汽车与资源环境的关系

摘要:汽车,就像一把双刃剑,既让我们的生活更方便美好,同时也将城市环境劈得伤痕累累。汽车是现代文明发展的产物,它提高人们生活质量给人们带来极大方便的同时,也给人们带来了很多的灾难。先不说居高不下的交通车祸,光是汽车产生的污染就给人们的生命健康带来了严重的威胁。本文描述了汽车的公害及汽车与环境的关系。

关键词:汽车公害资源环境

0 前言

随着中国经济的不断发展,由汽车引起的问题也越来越严重。由于国内各大中城市小汽车的快速增长,汽车燃油等能源消耗大幅度直线上升,城市道路交通日益拥堵,有害气体排放和大气环境污染一天比一天严重,加之一些交通管理不到位,导致国内许多各种交通事故伤害层出不穷,已经给许多国家、企业和事故伤害对象造成了十分巨大的损失。

1 汽车的公害

汽车的公害包括三个方面:汽车排气对大气的污染;噪声对环境的危害;汽车电气设备对无线电通讯及电视广播等的电波干扰。在三者之中,排气污染对人们的生活环境影响最大(被认为是第一公害 , 其次是噪声公害, 而电波公害由于不直接影响人体健康,并且是局部性问题,所以没有前两者重要。

除此而外,制动蹄片、离合器片和轮胎的磨损物,以及车轮扬起的粉尘也会引起环境污染,但这种影响只是在交通密度大的车流附近较为突出。

1.1 排气公害

随着国民经济的发展,汽车保有量的增加,我国城市的大气污染己由工业废物、煤炭、烟气型向光化学烟雾型转变。在大城市,汽车排放中 CO 分担率占 63%,NOx 二占 22%,HC占 73%。在发达国家中如美国大气污染物排放中 CO 的 66%,N%的

43%,HC的 31%、微粒的 21%均来源于汽车排放, 因此汽车对大气的污染已成为城市大气污染的主要污染源。 2000年中国城市状况监测的 388个城市中, 63.5%的城市超过国家质量的二级标准,其中超过三级标准的有 112个,占监测城市的 33.1%。现代汽车发动机主要是内燃机,其中以汽油、柴油为燃料的内燃机应用最为广泛。研究汽车的排

气公害问题,实质上是内燃机的排气污染问题。汽车发动机排出的废气不都是有害的,如 N 2、 CO 2、 O 2、 H 2和水蒸气等即属于不会对人体和生物造成直接危害的物质。有害成分是指 CO 、 HC 、 NOx 、 SO 2、铅化合物、炭烟和油雾等。

汽车排放的有害物质主要有:一氧化碳,这是燃料不充分燃烧的产物,发动机工作情况越差,尾气中一氧化碳越多,它与人体血红细胞结合后,就会减少输氧量,轻者头痛乏力,反应能力下降,重者昏迷死亡,吸入汽车尾气过多,也会导致一氧化碳中毒;碳氢化物,由汽车汽缸淬冷,燃油蒸发及不完全燃烧所致,内含二百多种有害物质,有致癌性;氮氧化物,这是汽车汽缸高温条件下,由氮和氧化合而成,排放到大气中,成为二氧化氮,毒性极强,对人体和植物均有不良影响,也是形成酸雨和化学烟雾的主要物质之一;碳烟,其中包含多种微粒,有碳粒、硫化物、铅化物等,由燃烧不充分和曲轴箱形成,含有大量致癌物质;二氧化碳,这是燃料充分燃烧的主要产物,尾气的主要成分。全世界每年排放二氧化碳约三百亿吨,汽车排放量占其中的 7%。二氧化碳是造成地球温室效应的主要因素;二氧化硫,燃料燃烧后的产物,对人体呼吸有较大危害,导致慢性气管炎、哮喘等疾病。这些有害物主要是汽车发动机的燃烧产物(排气污染占汽油机总污染量的 65%~85%。此外,还有发动机曲轴箱通风污染(主要是HC ,以及燃料箱和化油器逸出的汽油蒸气等。这些有害物质散发到空气中达到一定浓度后, 将对人和生物造成危害。直接从发动机排出的有害物可称为一次有害排放物,归结起来主要有 CO 、 HC 、 NOx 和微粒子。所谓微粒子是指由发动机排出的全部废气,在接近大气条件下,除去非化合形态的凝聚水以后收集到的全部呈固体状和液体状的微颗粒。微粒子的成分十分复杂, 它包括可溶性成分 (主要由润滑油产生和非可溶性成分 (主要是炭烟。汽油机的主要排气

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有害物是 CO 、 HC 和 NOx ; 柴油机的 CO 和 HC 排放量要比汽油机少得多,而炭烟的成分远远高出汽油机,同时 NOx 二的排放量也比较多。

发动机排气中有些成分如 CO 2虽然不会对环境造成直接污染, 但由于 CO 2的大量积聚会对地球环境造成不良影响, 即所谓“地球温室效应” 。地球的温室效应是指当大气中的 CO 2气体达到一定浓度后,会形成像一层日益加厚的透明薄膜,太阳光照射在地表面的能量由于受到 CO 2层的阻隔, 很难再散发到大气层外去,热量长年积累将使全球气候变暖,极地冰层融化,海平面上升,土地盐碱化、沙漠化等现象。地球上接连出现的“厄尔尼诺” 和“拉尼娜”现象都与温室效应加剧有关。城市因人口密集、高楼密集、公路密集,导致“城市热岛效应” 更为严重。温室气体像毯子一样把热束缚在低层大气里,城市年平均气温比郊区高 1度,甚至更多。城市热岛效应已经改变了地方天气形势,特别是雨量分布形势已经发生改变。这是全球变暖在城市的反应。

夏季的高热酷暑已经影响人们的正常生活和工作,成为生活质量进一步提高和城市进一步发展的制约因素。去年 5月下旬以来,印度持续高温,平均气温在 43.5

至 47摄氏度,个别地区气温高达 50摄氏度以上。全国已有 1045人在热浪中丧生。据印度气象部门预测,这样的高温天气仍将持续。未燃碳氢 HC 和氮氧化合物 NOx 在一定环境条件下,会发生十分复杂的化学反应,诱发新的有害物,这就是二次有害排放物。

光化学烟雾是 HC 和 NOx 在太阳光紫外线作用下产生光化学反应生成的,它的主要成分是臭氧、醛等烟雾状物质。光化学烟雾的危害多发生在夏季, 而夜间不会发生。

针对汽车所产生的排放污染,国内外曾先后采取过机内和机外两种净化技术措施。机内净化主要采取了如尾气再循环、延迟点火时间、调整化油器增大空燃比、降低燃烧室的面积容积、电子控制汽油喷射及电子点火装置等措施。近年来的机内净化方法还有磁化节油以及在燃烧室的内壁或活塞头上涂催化剂涂层等。

机内净化虽有一定的净化效率, 但它只能减少有害气体的生成而不能除去以生成的有害气体。机外净化是在尾气排出汽缸进入大气之前利用转化装置 (三元催化器 , 将其转化为无害气体。现代汽车已经广泛采用机内和机外净化两种方法。

1.2 噪声公害

在人们生活的环境里,有各种各样的声音(指可听范围内的声波, 频率为 20~20 000Hz,有的使人愉快, 有的使人烦恼。不同频率和不同强度的声音, 有规律的给合在一起即成噪声,听起来有嘈杂的感觉。此外,一切对人们生活和工作有妨碍的声音也是噪声的范围,因此,噪声是指人们不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的声音总称。

城市中的环境噪声,有交通噪声、生产噪声、建筑噪声和生活噪声。现代城市中的交通噪声是环境噪声的主要部分,可高达城市噪声的 75%左右。根据国家环境质量公报显示, 2000年监测 214个城市道路交通噪声等高声效范围在 56.2~80.7dB 之间, 8.9%的城市污染较重, 22.4%城市声环境较差,重点城市道路交通噪声基本处于轻度污染。交通噪声的主要声源是机动车辆, 其中以汽车噪声影响最大。汽车噪声主要来自发动机噪声和轮胎噪声;此外, 还有车体振动、传动系噪声,车身干扰空气噪声及喇叭声等。

机动车噪声一般都是 60~90dB的中强度噪声, 但是由于影响面广, 时间又长, 所以危害很大。 80dB 以下的环境噪声一般认为不至于造成明显的永久性听力损伤, 仅使人的听力产生暂时性下降, 在 85dB 的环境中,会有 10%的人可能产生耳聋;在90dB 的条件下,则只能保持 80%的人不会耳聋。

高于 70dB 的噪声会使人心情不案、烦燥、疲倦、工作效率下降和谈话、通信困难等,从而产生头晕、头痛、失眠等各种病症。噪声还会使人增加血液中的肾上腺素, 因而引起心率改变和血压升高, 同时还刺激脑下垂体和副肾质产生内分泌失调。此外,长时间处于噪声环境的人,还会导致胃病和神经官能症。

试验结果表明:在 88dB 时,驾驶员的注意力下降 10%;在 90dB 时,下降 20%。因此,汽车的高噪声不仅会影响周围环境,而且还会使驾驶员工作效率下降,反应时间加长,导致公路交通事故增加。

为实现环保的目的,应在汽车设计和汽车使用两个过程中,采取噪声、振动控制措施。在汽车研究、开发和设计阶段,设计人员就应根据汽车的档次、用途和环保要求进行全面的考虑,制定出控制噪声产生的方案及措施。汽车噪声的大小,很大程度上还取决于汽车的操作和维修保养情况。平时要维护保养好自己的车,经常检查各部位连接固件的情况,使其处于良好状态;运行中,应注意选择好路面,避免凹凸不平的路面;坚持中速行驶,控制车内音响的音量,尽量减少喇叭和制动的使用。

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1.3 电波公害

在汽车电气设备中有很多导线、线圈等电气元件,它们具有不同的电容和电感。而任何一个具有电感和电容的闭合回路都会形成振荡。因此,在汽车的电气设备中有很多的振荡回路。当火花放电时, 就会产生高频振荡以电磁波的形式放射到空中,切割无线电、电视广播等通讯设备的天线,从而引起干扰。在汽车的电气设备中,点火系的干扰最为严重,此外还有发电机、调节器、刮水器以及灯开关等。

控制电波公害主要是限止汽车点火系产生的电波杂音强度。为此,很多国家对汽车(或汽车内燃机点火系的电波杂音强度制定了标准,在标准中.还规定了测量仪器和测量方法。

电波公害虽然没有像排气公害和噪声对人们生活环境影响那么严重,但它被认为是涉及广泛的由汽车引起的疵病,同样引起了人们的普遍重视。

2 科学协调汽车与资源环境的矛盾

汽车工业是国家经济的重要支柱产业,汽车产业的产业关联度高,对上、下游一系列行业的拉动作用很大,汽车的产业链延伸长,它与众多行业组成最有发展潜力的

产业群,对全国工业总产值和利润的贡献率正在快速上升。 2002年汽车产业链的总产值已占全国工业总产值的 20%,汽车产业对国民经济和 GDP 的拉动强度将愈来愈强。汽车产业由于其巨大的前向、后向关联效应将成为我国制造业的领头羊,经济增长的发动机。汽车是一种高新技术高度集成、亿万民众消费的现代化商品,因而汽车工业标志着一个国家的工业化、现代化水平。宏观需求不足一直是国民经济中存在的重要问题, 宏观需求包括建设项目和大众消费拉动的需求。目前大众消费正由衣食等“基本消费” , 向住房“基础性消费”和汽车“现代化出行方式消费”发展, 汽车确实可提高人民生活质量和办事效率,买车是人们的必然选择, 这是不以谁的意志为转移的规律。汽车工业的发展对国家工业化和居民生活现代化有着巨大的、不可取代的作用,我国汽车工业从小到大、从弱到强的发展将关系到我国实现工业化的进程。因此必须在发展的前提下解决发展中产生的问题, 这当然包括妥善解决汽车发展与资源环境、人与自然之间的种种不协调问题。

3 解决环境问题的汽车技术

目前解决环境问题的汽车技术主要有三类:替代燃料车、电池电动车和氢燃料电池车。我国正在加快这些方面的开发步伐, 使新技术同合理的规划、完善的政策和管理、可持续的交通体系相结合,同人类理性的发展方式和生活方式相结合,相信我国的科研人员能为我们寻求一个可持续发展的未来。 20年后的汽车会是什么样子呢?现在全世界约有 5.5亿辆以上的汽车在公路上行驶。随着汽车的普及,石油资源的枯竭,环境污染及地球大气的温暖化等危及人类生存的问题日益严重。为了减轻上述问题, 在本世纪 60年代以来, 人们发明了各种低公害节能汽车,如电动汽车、甲醇汽车,天然气汽车。现在,这些新型汽车已经开出了展览厅,走向了实用阶段,正在各先进国家日益普及。

电动汽车是通过高能蓄电池中的直流电转换成交流电,驱动永久磁石式电机旋转从而带动汽车行驶。由于没有汽油发动机的燃烧、膨胀、排气等过程,电动汽车不像普通汽车那样排放含有铅。硫、氮的氧化物等有害气体,同时噪声约为同等动力的普通汽车的 1/4。由于提供电动汽车所需电力的发电厂的排放废气容易得到有效的控制,且发电厂的能源的有效转换率比普通汽车高得多,因此电动汽车的单位

行走距离所排放的污染物质比普通汽车小得多,同时节省能量。是一种非常有前途的低公害节能汽车。

甲醇汽车是另一种新型的低公害节能汽车,它是以酒精类的甲醇作为燃料的汽车。甲醇汽车的最高时速,马力等性能和普通汽车差不多,但排出废气中的铅,氮的氧化物也减少一半,并且基本不冒黑烟。燃料用的甲醇来源很广,可以从天燃气、劣质煤,油砂,木屑等凡是能产生一氧化碳和氢气的物质中提炼出来。而且,甲醇生产有工艺简单,设备少,运输方便等特点。

现在,日本政府正以减轻税金,提供一次性补助等方法来促进低公害车的普及。从 1998年开始, 美国加里佛尼亚州已要求汽车贩卖店有贩卖一定比例电动汽车的义务。同时,各汽车公司也正设法开发新产品,降低低公害车的成本,增加充电设备及燃料供应网点等,为大规模普及低公害节能汽车作

准备。低公害节能汽车已日渐成为 21世纪的关

键词。有人预测, 在 21世纪初期, 低公害节能汽车

将成为年轻人的时髦品。

4 结论

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总之,为了可持续发展,应对节能和环保的汽车消费实行优惠政策。政府应从包括生产、消费、使用 (如保险费、公路收费、停车费等环节上制订细则,对节能和提前达到更严格的燃油经济性、排放和燃油标准的汽车实施税收优惠政策, 奖罚分明, 按照汽车排量拉大征税级差,制定对高级豪华轿车征收高额的特别消费税政策, 以抑制高消费。另外, 发展公共交通,鼓励多种出行方式,这是解决节约能源的有效方法。

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