11道路交通与环境保护解析

第十一章道路交通与环境保护引言道路交通运输是促进社会经济发展的重要行业，一方面，它是人们活动和物资流通的基本保证，另一方面，它也影响着人们的居住环境和生存环境。

减轻道路交通运输对环境的负面影响，保护好我们生存的环境，是实现社会、经济、交通可持续发展的重要使命。

本章首先介绍了车辆排放污染物的种类及其对人体和社会的危害，提出了排放污染物的防治措施；接着阐述了噪声原理及计量方法，解释了道路交通噪声的各种来源及其对人们的危害，以及相应的控制措施；还介绍了道路交通振动危害与防治；最后简要列举说明了道路交通环境影响的评价方法。

通过本章的学习，学生应该了解道路交通运输与环境保护的关系，知道道路交通对人体和社会带来什么样的危害，并掌握应对这些危害发生的控制方法，建立起环境保护意识。

第一节概述随着我国社会经济的快速发展，城市的不断扩张，城市交通得到了迅速发展，交通网络和交通设备也不断得到完善；而在交通运输给人们生活带来便利的同时，对环境造成的污染和对自然资源的消耗也日益增加，城市交通建设与环境保护的矛盾越来越突出，交通运输与环境保护的问题越来越引起人们的重视。

交通运输给环境带来的影响包括许多方面，如汽车、火车、飞机、轮船等运输工具的废气排放、发出的噪音和振动等对环境造成的影响；船舶排水和事故造成的水域污染；水陆运输线路和运输设施对生态环境的破坏等，特别是油气管道的泄露事故，对环境的危害更为严重。

在交通运输对自然环境的影响中，比较严重的主要有以下几个方面:1、大气污染。

大气中由空气以外的物质对人体健康和生活环境造成危害的状态叫大气污染。

汽车、火车、飞机、船舶等运输工具的排气中有许多有害成分，它们污染了大气，给广大人们的健康和正常生活带来了极大的危害。

在各种交通方式的大气污染中，汽车运输的污染影响较大，而飞机、火车和船舶的污染影响则相对较小。

2、交通噪音。

噪音，即嘈杂之声，是所有令人不偷快的声音的统称。

它会使人或动物感到不适，同时也会伤害听觉系统。

交通噪音主要由飞机、火车、汽车等运输工具产生。

在城市中，交通噪音主要由汽车产生。

3、交通振动。

汽车和火车运行而引起的地面振动，称为交通振动。

交通振动是由于地面不平、轨道有接缝，运输工具运行时冲击地面或轨道而发生的，它沿着地面有衰减地向四周传播。

4、交通水体污染。

交通水体污染源主要是船舶的排污水和油轮的漏油事故。

若一段河流受到污染，则会影响到整个河道的生态环境；同时河水中的污染物还可能通过饮水、食物链和河水灌溉的农产品危害动物和人类的身体健康。

污染的海水同样通过海洋生物食物链影响到人体的健康。

5、其他影响。

如危险品运输事故产生的士壤污染，环卫运输和牲畜运输中的恶臭，核动力运输工具造成的放射性辐射，油气管道泄漏事故造成的火灾、爆炸、污染和中毒等。

本章主要介绍道路交通产生的大气污染、噪声污染、振动污染及其相应的控制措施。

第二节车辆排放污染物的危害与防治空气污染是指空气中存在许多有害物质，若这些有害物质含量过多，则会危害人们的健康、破坏动植物的生长、甚至影响整个生态系统的平衡。

在自然界中，有许多自然现象会产生空气污染，如沙尘暴、森林大火、火山爆发等。

而在城市工业区域中，主要的空气污染则来源于人类的活动。

人类活动所产生的污染包括静态污染源（制造工厂、发电厂等）和动态污染源（汽车、火车、飞机、耕种设备、施工设备等）两类。

动态污染源是城市空气污染的主要来源，占所有污染源排放总量的比例很大，其中一氧化碳（CO）的排放量占60%左右，氮氧化合物（NO X）的排放量占50%左右，有机挥发化合物（VOCs）的排放量占40%左右，而这些污染大多数都是来自公路交通。

在某些城市，汽车的一氧化碳排放量甚至占到了总排放量的95%以上。

一、车辆排放污染物的种类与危害汽车对环境的污染主要源自排放产物，汽油发动机的主要排放污染物是一氧化碳（CO）、氮氧化合物（NO X）和有机挥发化合物（VOCs）；柴油发动机的污染相对较低，它的排放产物中含有燃油中少量的硫燃烧所产生的SO2，从排放控制的角度来讲，柴油机最重要的排放污染物是颗粒物（PM）和碳烟。

发动机排放产物中另一种主要的污染物是二氧化碳（CO2），它是正常燃烧的主要产物，虽然二氧化碳（CO2）是无毒的，但它却是引起“温室效应”的主要成分。

1、一氧化碳（CO）一氧化碳是一种无色无味的、过量吸入能够致死的气体，它也会引起人们的头痛和疲惫。

流行病学研究已经得出结论表明：人类心血管疾病的发生和吸入高浓度的CO具有很强的联系。

在人的身体里面，CO通常比O2更容易跟血红蛋白结合，产生碳氧血红蛋白（CO-Hb），降低血液输氧能力，导致身体缺氧。

世界卫生组织认为：人体在一氧化碳平均浓度为62.5mg/m3的环境中，暴露时间不得超过半小时；当一氧化碳平均浓度达125mg/m3时，暴露不能超过15分钟，否则人体会出现危险的状况。

2、氮氧化合物（NO X）汽油在燃烧的过程中主要有两种氮氧化合物产生（NO和NO2），汽车引擎排放所的基本上是一氧化氮和少量二氧化氮的混合物，一般而言，NO约占95%，NO2约占5%，二氧化氮的浓度主要取决于燃烧的温度和燃烧的时间。

一氧化氮在大气中氧化成二氧化氮，变成了光化学烟雾的主要成分。

NO2是氮氧化物中最具毒性的污染物，表现为棕红色，具有窒息刺激气味。

NO2能够侵害人体的呼吸系统，造成形态学改变，如肺部结构改变、肺泡膨胀、纤毛上皮细胞缩短等。

当NO2浓度达1.4 mg/m3时就会腐蚀人体的肺部组织。

NO2除对呼吸道有危害作用外，对其他人体器官也有危害，是一种可疑的致癌物质。

氮氧化合物是形成烟雾的最主要成分之一，并且会在阳光的作用下与挥发性有机化合物（VOCs）进行化学反应，形成臭氧。

3、臭氧(Ozone)臭氧是一种严重的人体敏感源，它通常存在于高层大气，是形成烟雾的主要成分。

臭氧是挥发性有机化合物（VOCs）与氮氧化合物（NO X）进行光化学反应所产生的副产物，因而，通常减少VOCs的数量也是减少臭氧出现的有效策略。

臭氧能够破坏众多人体器官，如导致眼睛和呼吸道的疼痛，降低肺部功能，降低心跳频率和氧气的吸入量，导致咽喉发炎、胸部疼痛、咳嗽和头痛等。

这些影响对老人和儿童危害尤其严重。

臭氧也会影响植物的生长，导致谷物和蔬菜的损害。

4、挥发性有机化合物（VOCs，Volatile Organic Compounds）挥发性有机化合物（VOCs）不是严格意义上的空气污染物，其危害主要表现在它会与NO X反应形成臭氧。

碳氢化合物（HC）是VOCs其中的一种重要形式，它是由不完全燃烧或者是燃料挥发形成的。

通常，一半以上的碳氢化合物排放量都是由汽车排气管排放出来的，而其他的碳氢化合物则是在汽车停放时和运行时挥发出来。

挥发性排放是碳氢化合物（HC）排放的重要方式，包括以下四种类型：（1）停放挥发。

由于天气和昼夜温度变化的影响，汽车油箱随着发生冷热变化，形成燃料的挥发性排放。

（2）运行挥发。

汽车在运行过程中，会发生额外的燃料挥发，这是由于燃料跟温度高的引擎和排气系统接触时，会发生一定的燃料泄漏挥发，这种泄漏挥发与当时的温度、蒸汽的压力和行驶里程有关。

（3）冷却挥发。

当汽车引擎熄灭后的一个小时之内，也会发生燃料的挥发。

当汽车引擎温度较高时，燃料的温度比周围的温度要高，燃料就会从化油器和油箱里面蒸发出来。

这种类型的蒸发受多种因素影响，包括：周围的温度、燃料的气化压力、燃料的成分和汽车引擎的技术精度等。

这种挥发主要发生在汽车引擎熄灭后的10分钟内进行。

（4）加油挥发。

汽车加油时，燃油会从汽车油箱里面挥发出来，这也会形成碳氢化图11-1 碳氢化合物的排放方式合物。

5、颗粒物（Particulates Matter，PM）颗粒物是悬浮在空气中的细小颗粒物质。

颗粒物污染主要来源于工业、自然资源、汽车、农业活动、采矿和风化等。

从汽车排放出来的颗粒物主要由铅、汽油、碳微粒等组成。

颗粒物一般按照颗粒大小来分级，PM10是指直径≤10微米的颗粒，其来源主要是道路灰尘，这种颗粒容易沉降下来因此其影响范围较小。

PM2.5是指直径≤2.5微米的颗粒，它主要由燃料燃烧形成，由于其直径要比PM10小很多，不容易沉降下来，其影响范围更广，能随空气流动散布到城市的各个角落。

PM10和PM2.5都能够被人体吸入，直径较大的颗粒物能够严重影响人们的呼吸系统，引起呼吸道疾病，如哮喘；而颗粒较小的颗粒物会降低人们肺部功能。

颗粒物是引起视距降低的主要原因。

它也影响陆地湖泊系统的酸碱度平衡，甚至影响植物的代谢系统。

6、二氧化硫（SO2）汽车排气中的SO2的含量与燃料中的含硫量有关，一般来说，柴油机比汽油机排放的SO2要多。

SO2对内燃机使用的催化净化装置有破坏作用，即使少量的SO2堆积在催化剂的表面，也会降低催化剂的使用寿命，同时SO2是生成柴油机排气微粒的原因之一。

总的说来，与其他发生源相比，汽车排放的SO2所占比例很小；从大气污染角度看，SO2不是汽车排放污染的主要问题。

二、影响汽车尾气排放的因素汽车尾气污染物的排放量与发动机的类型、新旧程度、发动机的运行状态相关。

一般而言发动机在加速和空转工况下污染物排放量大，并且一氧化碳、碳氢化合物的浓度是正常运行状态下的数倍，明显高于氮氧化物的排放浓度，而在正常运转情况下尾气中氮氧化物排放浓度较高。

1、汽车速度城市道路交通经常会出现车多路挤的状况，此时交通流量大，车速下降，造成交通阻塞。

随着速度减慢，车辆尾气排放指数会越来越高。

一般来说，车辆低速运行时，无论排气量，还是CO和碳氢化合物都比正常运行时的污染物大，尤其当车速小于40 km /h时更加严重。

表11-1显示了不同工况下汽车排气有害成分浓度。

表11-1 不同工况下汽车排气有害成分浓度单位：体积百分比（%）2、燃油品质我国机动车燃油仍然存在标号偏低，质量不稳，含硫量高等问题。

另外，由于消费者出于对汽油价格的考虑，很多车辆仍在使用不合压缩比标号的汽油，这样会使得燃油燃烧效率降低，造成燃油燃烧不充分而积炭增多，机械磨损严重，尾气排放恶化，导致大气污染加剧。

3、汽车质量汽车尾气排放与汽车发动机、喷油器、气阀、活塞、曲轴等部件的质量和精度有关。

若喷油器喷射质量不良，排气管排出的尾气则量大且为黑烟；活塞精度不高，易造成气缸密封性差，气缸的压力达不到正常压力的80%，排气管则排出黑烟等；此外，供油开始时间过迟，气门开启的高度降低、喷油泵调试不当等都会造成机动车尾气的大量排放。

4、道路状况汽车污染物排放量与道路状况尤其是道路坡度有关，坡度大则耗油量大，而排放污染物的数量也就大，一般而言汽车以40km/h，在3%的坡道上行进，CO排放量增加1.7倍，在3.5%的坡道上行进增加2.1倍，坡度为4.5%时增加3.7倍。