第1章环境污染与内燃机排放污染物
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环境污染与内燃机排放污染物
高效低排放技术
01
通过改进内燃机设计和制造工艺，提高内燃机的燃烧效率，降
低污染物排放。使用更清洁的燃料，如生物燃料、氢燃料等，替代传统
的化石燃料，减少污染物排放。
排放后处理技术
03
采用先进的排放后处理技术，如催化转化器、颗粒物捕集器等
，对内燃机排放的污染物进行净化处理。
城市生活垃圾
城市生活中产生的垃圾，如生活垃圾、厨余垃圾等，如处 理不当，会对环境造成严重污染。
环境污染的治理与控制
01
02
03
立法控制
制定严格的环保法规和标 准，限制污染物排放，加 大对违法行为的处罚力度 。
技术革新
推广环保技术和清洁能源 ，鼓励企业进行技术改造 和升级，减少污染物排放 。
宣传教育
环境污染与内燃机排放污染 物
目录
• 环境污染概述 • 内燃机排放污染物 • 环境污染与内燃机排放污染物的关系 • 内燃机排放污染物的治理措施 • 未来展望
01
环境污染概述
环境污染的定义与分类
定义
环境污染是指人类活动对环境造 成的负面影响，包括空气、水、 土壤和生物多样性等方面。
分类
环境污染可分为空气污染、水污 染、土壤污染和噪音污染等类型 。
清洁能源替代
推广电动汽车
鼓励发展电动汽车，逐步替代传统的燃油汽车，减少内燃机 的使用。
发展可再生能源
加大对可再生能源的研发和推广力度，如太阳能、风能等， 减少对化石燃料的依赖。
高效内燃机研发与推广
研发高效内燃机技术
鼓励企业加大在内燃机技术研发方面 的投入，提高内燃机的燃烧效率和减 排效果。
推广低排放内燃机
人类健康问题
内燃机排放的污染物对人体健康产生严重影响，如空气污染导致呼吸 道疾病、心血管疾病等的发生率增加。
第一章 概述
南昌大学机电学院
三、氮氧化物的危害：
NOx中绝大部分是NO，少量是NO2 。 NO是无色气体，本身毒性不大，在大气中缓慢氧化成NO2，NO2 呈褐色，有强烈的刺激味。 和一氧化碳相似，氮的氧化物也趋向于存在血液中，与肺中的 水气结合而形成稀硝酸，长时间后果将日趋严重（咳嗽、气喘 、肺气肿） NOx是形成光化烟雾的主要因素之一。 从热力学观点来看，一氧化氮是一种高焓物质所以它的出现是 因为高温造成的结果。
这是居住在山西 省临汾市城区一位郑 姓市民与上幼儿园女 儿之间的一段对话。
南昌大学机电学院
结果： 生态平衡遭破坏，环境严重恶化，将严重危害人体健康，发展下去最终将使自 然界失去供养人类生存的能力。 因此环境问题己成为国际性热点问题，引起人们的严重关注。
农 业
河流湖泊
森 林
人体健康 金 属
1908年
垃圾成灾
南昌大学机电学院
同时，也给我们的生活带来了这样的变化
目 前 全 球 环 境 问 题 的 表 现
大气污染日益严重，温室效应加剧，大气臭氧层破坏，珍稀物种 加速灭绝，自然灾害频繁发生。
南昌大学机电学院
2006山西临汾风调雨顺
然而庄稼却 大面积减产
南昌大学机电学院
来自山西临汾的照片
“太阳是什么样的？” “圆的。” “月亮是什么样的？” “弯的。” “那星星呢？” “不知道……”
一、一氧化碳的危害：
CO是无色无味的气体，它和血液中输送氧的载体血红蛋白的亲和力是氧的200-250倍。
CO与血红蛋白结合成羰基血红蛋白，就损害了血红蛋白对人体组织的供氧能力（下表）
空气中CO的体积分数超过0.1％就会导致人体中毒；超过0.3％可在30min内使人致命。
三、氮氧化物的危害：
NOx中绝大部分是NO，少量是NO2 。 NO是无色气体，本身毒性不大，在大气中缓慢氧化成NO2，NO2 呈褐色，有强烈的刺激味。 和一氧化碳相似，氮的氧化物也趋向于存在血液中，与肺中的 水气结合而形成稀硝酸，长时间后果将日趋严重（咳嗽、气喘 、肺气肿） NOx是形成光化烟雾的主要因素之一。 从热力学观点来看，一氧化氮是一种高焓物质所以它的出现是 因为高温造成的结果。
这是居住在山西 省临汾市城区一位郑 姓市民与上幼儿园女 儿之间的一段对话。
南昌大学机电学院
结果： 生态平衡遭破坏，环境严重恶化，将严重危害人体健康，发展下去最终将使自 然界失去供养人类生存的能力。 因此环境问题己成为国际性热点问题，引起人们的严重关注。
农 业
河流湖泊
森 林
人体健康 金 属
1908年
垃圾成灾
南昌大学机电学院
同时，也给我们的生活带来了这样的变化
目 前 全 球 环 境 问 题 的 表 现
大气污染日益严重，温室效应加剧，大气臭氧层破坏，珍稀物种 加速灭绝，自然灾害频繁发生。
南昌大学机电学院
2006山西临汾风调雨顺
然而庄稼却 大面积减产
南昌大学机电学院
来自山西临汾的照片
“太阳是什么样的？” “圆的。” “月亮是什么样的？” “弯的。” “那星星呢？” “不知道……”
一、一氧化碳的危害：
CO是无色无味的气体，它和血液中输送氧的载体血红蛋白的亲和力是氧的200-250倍。
CO与血红蛋白结合成羰基血红蛋白，就损害了血红蛋白对人体组织的供氧能力（下表）
空气中CO的体积分数超过0.1％就会导致人体中毒；超过0.3％可在30min内使人致命。
内燃机排放与净化
山东大学内燃机研究所
内燃机排放与净化
目录
主要污染物的危害及生成机理 汽油机排放控制技术
柴油机排放控制技术
❖内燃机有害物危害及生成机理
内燃机排放物 ❖理论上说，碳氢化合物燃料完全燃烧时
只产生CO2、H2O。 ❖实际上，由于燃气混合、燃烧时间、及
空燃比等原因，缸内会产生不完全燃烧 的现象，进而生成CO和HC；由于缸内高 温高压的环境，缸内的N2也会和O2发生 反应升程NOx；此外，高温缺氧的环境使 得燃料发生裂解，脱氧生成碳烟（PM
汽油机排放控制技术
❖排放控制
配气系统控制
燃油喷射控制
机内控制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
燃烧室结控制 增压
EGR
稀薄燃烧 燃油控制： 燃用清洁燃料
进气控制：利用进气谐振
机外控制
尾气处理：三效催化器
柴油机排放控制技术
❖排放控制
机内控制
配气系统控制 燃油喷射控制 燃烧室结控制 EGR HCCI
燃油控制： 燃用清洁燃料 进气控制：利用进气谐振
内燃机排放物 ❖各种排放物中，含量最大且对环境及人
体危害最大的是CO、HC、NOx和PM，内燃 机排放控制主要是针对以上污染物进行
CO和HC对人体的危害性及生成条件 ❖CO：与血红蛋白结合造成组织缺氧 ❖HC：成分复杂，多具有毒性或致癌作用
CO和HC的生成及影响因素 ❖CO的生成影响因素：
混合气浓度 CO2热裂解
排气过程中未燃HC化合物的不完全燃烧
CO和HC的生成及影响因素
❖HC的生成影响因素：
混合气浓度 燃料热裂解
汽油机
淬熄效应 壁面油膜和积碳 蒸发排放 曲轴箱窜气
未燃HC化合物直接排放
柴油机主要是由于燃气混合不均匀造 成的燃烧不完全产生HC
内燃机排放与净化
目录
主要污染物的危害及生成机理 汽油机排放控制技术
柴油机排放控制技术
❖内燃机有害物危害及生成机理
内燃机排放物 ❖理论上说，碳氢化合物燃料完全燃烧时
只产生CO2、H2O。 ❖实际上，由于燃气混合、燃烧时间、及
空燃比等原因，缸内会产生不完全燃烧 的现象，进而生成CO和HC；由于缸内高 温高压的环境，缸内的N2也会和O2发生 反应升程NOx；此外，高温缺氧的环境使 得燃料发生裂解，脱氧生成碳烟（PM
汽油机排放控制技术
❖排放控制
配气系统控制
燃油喷射控制
机内控制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
燃烧室结控制 增压
EGR
稀薄燃烧 燃油控制： 燃用清洁燃料
进气控制：利用进气谐振
机外控制
尾气处理：三效催化器
柴油机排放控制技术
❖排放控制
机内控制
配气系统控制 燃油喷射控制 燃烧室结控制 EGR HCCI
燃油控制： 燃用清洁燃料 进气控制：利用进气谐振
内燃机排放物 ❖各种排放物中，含量最大且对环境及人
体危害最大的是CO、HC、NOx和PM，内燃 机排放控制主要是针对以上污染物进行
CO和HC对人体的危害性及生成条件 ❖CO：与血红蛋白结合造成组织缺氧 ❖HC：成分复杂，多具有毒性或致癌作用
CO和HC的生成及影响因素 ❖CO的生成影响因素：
混合气浓度 CO2热裂解
排气过程中未燃HC化合物的不完全燃烧
CO和HC的生成及影响因素
❖HC的生成影响因素：
混合气浓度 燃料热裂解
汽油机
淬熄效应 壁面油膜和积碳 蒸发排放 曲轴箱窜气
未燃HC化合物直接排放
柴油机主要是由于燃气混合不均匀造 成的燃烧不完全产生HC
内燃机的排气污染物
10
四、我国汽车的排放量 在我国大中型城市，机动车尾气排放已经 成为主要的大气污染源。 其中氮氧化物排放量约占总量的50%，一 氧化碳约占85%，同时尾气中还含有大量的 碳氢化合物。 据预测，2015年城市机动车污染物排放量 将比2000年上升一倍。
11
五、汽车排放对大气的污染 常见的大气污染物有：二氧化硫（SO2）、悬浮颗 粒物（烟雾、粉尘、PM10）、氮氧化物（NOx） 、一氧化碳（CO）、挥发性有机化合物（VOC） 、臭氧、铅等。 1955年和1970年，洛杉矶光化学烟雾事件。
5
二、内燃机排放的二次污染Secondary Pollution
光化学烟雾 photochemical smog
空气能见度 visibility
酸雨 acid rain 地表水酸化 water acidification ……
6
内燃机的排放对大气的污染 AIR POLLUTION
12
六、汽车的分担率 Motor vehicle contribution 汽车污染分担率就是确定汽车排放的某种污染物 在城市大气污染中的贡献大小。 Pollutants
CO NOx HC
Xi’an
84% 75% 80%
Beijing
80.3％ 54.8％ 79.1％
Shanghai
61.8％ 20.9％ 56.7％
By John Arbuthnot a Scottish doctor, 1742.
2
空气污染 Air Pollution
Air Pollution occurs when the presence of a foreign substance or a large variation in the proportion of its components is liable to cause a harmful effect, according to the scientific knowledge of the tim the council of Europe Sept. 14, 1967
内燃机12_污染及控制_
前处理
机外净化
燃料或空气在进入气缸前进行预先处理
改进内燃机工作过程
机内净化
改进内燃机的工作过程（特别是燃烧过程）和燃油系统、 点火系统、进排气系统等
后处理
机外净化
对内燃机排出的废气在进入大气前进行处理，如在排气 系统中安装催化、水洗、微粒过滤器等装置
一、机内净化测试
怠速排放的控制 化油器的改进和调整
柴油机 喷射，燃油停留时间短，…，HC排放比汽油机低得多 混合气太浓或太稀，会造成未燃HC
三、氮氧化物
NO的生成 空气中的氮在高温下氧化而成(扩充的捷尔杜维奇机理) 氧气在高温分解成氧原子诱发NO生成的链锁反应； NO生 成量还与反应时间有关
NO2及N2O4的生成 废气排出过程中，温度下降， NO缓慢氧化成NO2 ；温度 更低时， NO2聚合成N2O4
对于HC的排放，变化趋势或高、或低、或持平。
燃油掺水的方法：乳化油法、进气管和气缸内喷水 法、掺水蒸气法
排气后处理技术
氧化催化转化器
借H2助O 氧。化催化剂的作用，使CO、HC转化为CO2、 催化剂
一种能够加速化学反应速度而自身又不被消耗的化学物 质。
内燃机上常用的氧化催化剂有贵金属(铂Pt、钯Pd等)催 化剂、普通(铜、铬、镍、钴等)催化剂、含稀土催化剂 等。多采用铂催化剂。
人耳的适听范围（1000Hz的纯音）： 听域 → 痛域
2×10－5 Pa → 20 Pa <相差100万倍>
Lp
20 lg
p pr
20 lg
p 2 10 5
0 dB → 120 dB
噪声源及其控制
燃烧噪声
第1章 空气污染(Air Pollution) PPT课件
航
空
航 • 空气污染的影响
源 – 酸雨
与
动 – CO2
力 学
– 臭氧空洞
院 • 方式
– 空气污染
– 水土污染
– 噪声污染
3
南 京
前言 污染 （Pollution）
航
空
航 • 空气污染－内燃机，交通工具
天 大
– 汽车排放标准
学 能
– 2004年7月全面执行欧II标准(上海2003
源 – 2008年全面执行欧III标准
与 动
– 汽油机，柴油机
南 京
第1章 空气污染(Air Pollution)
航
空
航 • 含氧量
天 大
在污染物测定时，一般还规定含氧量的
学 能
条件。
源 与 动
例如：对于不同基准含氧量的NOx值换 算公式如下：
力
学
院
15
南 京
第1章 空气污染(Air Pollution)
航
空
航 • 比较标准
天 大
5％ O2 Nox 250 ppm
天 大
2）气态污染物
学 能
在正常状态下以气态存在于大气中的
源 物质：
与
动 含硫化合物：Sox, H2S
力
学 含氮化合物：Nox,NH3
院 含碳化合物：CO,CO2,CnHm
卤素化合物：HF,HCl
21
南 京
第1章 空气污染(Air Pollution)航空航
天
大
学
能
源
与
动
力
学
院
22
南 京
第1章 空气污染(Air Pollution)
内燃机原理内燃机的排放与控制(PPT58张)
2、HC
城市中HC对人体健康无害，但能导致生成有害 的光化学烟雾。 （1）在燃烧过程中生成并随排气排出； （2）曲轴箱窜气； （3）燃油蒸发。
3、NOx
NOx种类繁多，内燃机排气中最重要的是NO和 NO2，两者都具有毒性，对环境会造成危害，是值得 重视的有害排放物。 NO和血红素的结合比CO还要强烈，高浓度的NO 能引起中枢神经痉挛及瘫痪。 NO2是一种褐色气体，有特殊刺激性臭味，是构 成内燃机排气臭味的物质成分之一。
1、CO 2、HC 3、NOx 4、SO2 5、颗粒物 6、醛类
对人类有直接或间接危害，是有害排放物。
一、内燃机排气中有毒成分的危害
1、CO 2、HC 3、NOx 4、微粒 5、臭气 6、硫的氧化物
1、CO
CO是无色、无味的易燃有毒气体，也是空气中 最主要的污染物。 CO在氧气不足的情况下产生，其浓度主要受到 过量空气系数的影响。
2）合理的喷油规律
即
为促使理想的燃烧过程，喷油应该“先缓后急”，
为了实现“先缓后急”的 喷油规律，以降低柴油机NOx 排放和燃烧噪声，可以采用双 弹簧喷油器:
3）提高喷油压力
高压喷射使混合气浓度分布更均匀，从而改善了 炭烟排放和热效率。但是，高压喷射也会使NOx有所 增加。
4）电控燃油喷射系统 电控燃油喷射系统 可进行喷射系统各参数的调节，选定最佳的喷射定 时和喷油量； 可控制喷射特性，实现更为合理的喷油规律； 可优化燃烧过程，使柴油机在动力性、经济性和 排放性能上达到最佳的折中； 能实现高压喷射等，表现出无可比拟的优点。
3）三效催化反应器
目前，常采用双床催化反应器同时对HC、CO和 NOx三种有害排放物进行处理：
需要提高空燃比的控制精度，使其尽可能地维持 在理论空燃比为中心的非常狭窄的范围内。
内燃机排放污染物及危害
吸入可引起心 悸、呼吸困难等心 肺疾病。
重者可引起反 射性声带痉挛，喉 头水肿以至窒息。
3、氮氧化物(NOx)
NO是无色无味气体，只有轻度刺激性，毒性不大，高浓 度时会造成中枢神经的轻度障碍；
NO 与 血 液 中 的 血 红 素 的 结合能力比CO还强，
NO 吸 入 人 体 后 和 血 液 中 血 红 素 蛋 白 Hb 结 合 ， 使 血 液 输氧能力下降，会损害心脏、 肝、肾等器官。
这就像将地球罩在温室里，地面实际损失能量比其长 波幅射返回的能量要少，对地面起了保温作用，故称之为温 室效应。
2、二氧化碳(CO2)排放限额
中国 美国 日本 印度 德国 俄罗斯 澳大利亚 巴西 非洲 岛国联盟
• 2020年减排目标，碳排放下降40～45%； • 2020年温室气体比2005年减排17%； • 2020年温室气体排放量减少25%； • 2020年排放比2005年少24%； • 2020年温室气体的排放量比1990年减少40%； • 完全有实力达减排40%目标； • 2020年温室气体排放削减25%； • 排放量在预期基础上减少36.1%至38.9%； • 寻求650亿美元环境赔偿； • 呼吁发达国家提高减排至45%。
1.2.4 内燃机排放控制法规的发展
1、世界汽车排放控制法规的历史
美国汽车排放法规的历史进程，大体也是 世界汽车排放法规的历史进程。
1955年美国联邦大气污染控制法授权调查 大气污染产生的原因和引起的后果。
1959年加利福尼亚州(以下简称加州)通过 法律规定车辆排放控制和大气质量标准。
2、我国汽车排放控制法规的现状
汽车排放污染物主要就是汽车发动机的排放污染物，即内 燃机排放污染物。
1.2.1 内燃机排放污染物的种类
重者可引起反 射性声带痉挛，喉 头水肿以至窒息。
3、氮氧化物(NOx)
NO是无色无味气体，只有轻度刺激性，毒性不大，高浓 度时会造成中枢神经的轻度障碍；
NO 与 血 液 中 的 血 红 素 的 结合能力比CO还强，
NO 吸 入 人 体 后 和 血 液 中 血 红 素 蛋 白 Hb 结 合 ， 使 血 液 输氧能力下降，会损害心脏、 肝、肾等器官。
这就像将地球罩在温室里，地面实际损失能量比其长 波幅射返回的能量要少，对地面起了保温作用，故称之为温 室效应。
2、二氧化碳(CO2)排放限额
中国 美国 日本 印度 德国 俄罗斯 澳大利亚 巴西 非洲 岛国联盟
• 2020年减排目标，碳排放下降40～45%； • 2020年温室气体比2005年减排17%； • 2020年温室气体排放量减少25%； • 2020年排放比2005年少24%； • 2020年温室气体的排放量比1990年减少40%； • 完全有实力达减排40%目标； • 2020年温室气体排放削减25%； • 排放量在预期基础上减少36.1%至38.9%； • 寻求650亿美元环境赔偿； • 呼吁发达国家提高减排至45%。
1.2.4 内燃机排放控制法规的发展
1、世界汽车排放控制法规的历史
美国汽车排放法规的历史进程，大体也是 世界汽车排放法规的历史进程。
1955年美国联邦大气污染控制法授权调查 大气污染产生的原因和引起的后果。
1959年加利福尼亚州(以下简称加州)通过 法律规定车辆排放控制和大气质量标准。
2、我国汽车排放控制法规的现状
汽车排放污染物主要就是汽车发动机的排放污染物，即内 燃机排放污染物。
1.2.1 内燃机排放污染物的种类
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ø 因此环境问题己成为国际性热点问题，引起 人们的严重关注。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 在诸多的环境问题中，大气污染是一个十分 严重的问题。世界上许多城市都曾出现过很严重 的空气污染事件。
Ø 1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的 光化学烟雾事件，此后，在北美、日本、澳大利 亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反 复的调查研究，直到1958年才发现，这一事件是 由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成 的，这些汽车每天消耗约1600 t汽油，向大气排 放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物，这 些气体受阳光作用，酿成了危害人类的光化学烟 雾事件。
Ø ③全球性污染——污染范围在数千km2以上的大 气环境问题，如温室气体排放引起的全球气候变 化，以及空调制冷剂和有机溶剂在使用中排放的 氯氟烃（CFCS）对地球平流层臭氧的破坏等。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
大
气
污 染
源
分 类
按
大
气
污
染
①人为污染源 ②天然污染源
①生活污染源 ②工业污染源 ③交通污染源
第1章环095-2012将环境空气功能区分为二类： Ø 一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊
保护的区域； Ø 二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、
工业区和农村地区。 Ø 一类区适用一级浓度限值，二类区适用二级浓度限
值。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
环境空气污染物基本项目浓度限值
序 号
污染物项目
平均时间
浓度限值
一级
二级
单位
年平均
20
60
1
二氧化硫（SO2）
24 小时平均 1 小时平均
年平均
50
150
150
500
μg/m3
40
40
2
二氧化氮（NO2）
24 小时平均 1 小时平均
80
80
200
200
3
一氧化碳（CO）
24 小时平均 1 小时平均
4
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 了解燃料性质对排放的影响，了解车用 汽油机污染物排放法规和车用柴油机排气 烟度及可见污染物排放法规，了解欧美等 国家的排放法规及其最新发展。在学完本 课程之后，应具备分析和设计发动机排放 控制技术的能力，能开展发动机排放污染 及控制技术方面的研发工作。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 2012年上半年出台规定，将用空气质量指数（AQI）替代原 有的空气污染指数（API）。AQI共分六级，从一级优，二 级良，三级轻度污染，直至五级重度污染，六级严重污染。
Ø AQI与原来发布的空气污染指数（API）有着很大的区别。 AQI分级计算参考的标准是新的环境空气质量标准（ GB3095-2012），参与评价的污染物为SO2、NO2、PM10 、PM2.5、O3、CO等六项；而API分级计算参考的标准是 老的环境空气质量标准（GB3095-1996），评价的污染物 仅为SO2、NO2和PM10等三项，且AQI采用分级限制标准 更严。因此AQI较API监测的污染物指标更多，其评价结果 更加客观。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 冰岛火山喷发
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 人为污染源按人们的社会活动功能可分为生 活污染源、工业污染源、交通污染源等。其中交 通运输业是最主要的污染源之一，汽车、火车、 轮船、飞机等交通工具都需要燃烧燃料，排放废 物，对大气造成污染，其中以汽车为甚。
Ø 汽车成为主要的运输和代步工具后，在提高 社会生产效率，改善人们生活质量的同时，也消 耗了大量的能源，排放的尾气也成了主要的交通 污染源。与固定污染源相比，汽车尾气排放的高 度与人群呼吸带相同，排出的污染物长时间在城 市的街道、楼群中滞留，对人们健康的危害最直 接。可以说，汽车是一个流动的污染源。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø GB 3095-2012修订的主要内容有： Ø ——调整了环境空气功能区分类，将三类区并入二类区； Ø ——增设了细颗粒物PM2.5（粒径小于等于2.5μm）浓度限
值和臭氧O38小时平均浓度限值； Ø ——调整了可吸入颗粒物PM10（粒径小于等于10μm）、
二氧化氮、铅和苯并[a]芘等的浓度限值； Ø ——调整了数据统计的有效性规定。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
《1.中2 华人环民境共和空国气环质境保量护标法准》和《中华人民
共和国大气污染防治法》制定了 《环境空气质量标准》（GB3095-1996）
我国评价空气质量好坏的科学依据
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 2012年根据经济社会发 展状况和环境保护要求，对 该标准进行了适时修订，环 境空气质量标准（GB 30952012）规定了环境空气功能 区分类、标准分级、污染物 项目、平均时间及浓度限值 、监测方法、数据统计的有 效性规定及实施与监督等内 容。
4
mg/m3
10
10
日最大 8小时平均
100
160
4
臭氧（O3）
1 小时平均
160
200
5
颗粒物 （粒径小于等于 10 μm）
年平均 24 小时平均
40
70
μg/m3
50
150
6
颗粒物 （粒径小于等于 2.5 μm）
年平均 24 小时平均
15 35
35 75
第1章环境污染与内燃机排放污染物
环境空气污染物其他项目浓度限值
第1章 环境污染与内燃机排放污染物
1.1 环境污染与保护 1.2 环境空气质量标准 1.3 大气污染与汽车 1.4 汽车发动机排放污染物及其危害 1.5 污染物的评定指标
第1章环境污染与内燃机排放污染物
1.1 环境污染与保护
Ø 目前全球环境问题表现为森林植物破坏、水 土严重流失、土地沙漠化扩大、生物多样性减 少、大气污染日益严重、温室效应加剧、大气 臭氧层破坏、酸雨蔓延、能源危机、水污染加 剧、各种自然灾害频繁发生等等。总之，生态 平衡遭破坏，环境严重恶化，将严重危害人体 健康，发展下去最终将使自然界失去供养人类 生存的能力。
Ø GB 3095-2012分期实施 的时间要求为：
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø GB3095-1996污染物项目包括二氧化硫SO2、总悬浮物颗粒 TSP、可吸入颗粒物PM10、氮氧化物NOx、碳氧化物等，
Ø 总悬浮颗粒物(Total Suspended Particicular，TSP)：指能 悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 1952年12月伦敦上空受强冷空气控制 ，形成逆温层。大雾弥漫，连续四天烟雾 笼罩，二氧化琉（SO2）浓度高达 3.5mg/m3，颗粒物质高达4.5mg/m3。成千 上万市民胸部憋闷，咳嗽呕吐，心血管、 呼吸系统疾病迅速上升，4天内死亡4000 多人，造成震惊世界的“伦敦烟雾事件” 。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 1955年格杉矶又出现“光化学烟雾事件 ”，由于汽车排气造成大气中臭氧严重超标 ，使烟雾的浓度高达0.65ppm。造成大批森 林枯黄死亡，成千上万人得红眼病，呼吸系 统疾病迅速上升，65岁以上老人几天内死亡 400多人。
Ø 这些典型的大气污染事件表明，大气污染 与人类对能源的利用有着密切的关系。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 天然污染源是指自然界向大气排放污染物 的地点或地区，如排放灰尘、二氧化硫、 硫化氢等污染物的活火山、自然逸出的瓦 斯气、土壤和岩石的风化，以及发生森林 火灾、地震等发生自然灾害的地方.
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 2010年4月22日晚，冰岛埃亚菲亚德拉火山喷发出的黑烟
4
（BaP 24 小时 0.002 0.002
）
平均
5
5
第1章环境污染与内燃机排放污染物
2011年12月，位 于北京的美国驻华大使 馆监测到高达 522ug/m3的PM2.5瞬 时浓度，对应的空气质 量指数已经超过上限值 。这也是继2010年11 月21日后，美使馆监 测到的PM2.5瞬时浓度 的第二次“爆表”。
400
2.100
0.750
0.500
120
1.000
500
2.620
0.940
0.600
150
1.200
第1章环境污染与内燃机排放污染物
空气污染指数划分为0~50、51~100、101~150、151~200、201~250、251~300 和大于300七档，对应于空气质量的七个级别，指数越大，级别越高，说明污染越
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
•空气污染指数的定义及分级限值
API（Air Pollution Index的英文缩写）是空气污染指数， 我国城市空气质量日报API分级标准如表1：
表1 空气污染指数对应的污染物浓度限值
污染指数
污染物浓度（mg/m3）
API
SO2
NO2
PM10
CO
O3
日均值
日均值 日均值 小时均值 小时均值
50
0.050
0.080
0.050
5
0.120
100
0.150
0.120
0.150
10
0.200
200
0.800
0.280
0.350
60
0.400
300
1.600
0.565
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 在诸多的环境问题中，大气污染是一个十分 严重的问题。世界上许多城市都曾出现过很严重 的空气污染事件。
Ø 1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的 光化学烟雾事件，此后，在北美、日本、澳大利 亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反 复的调查研究，直到1958年才发现，这一事件是 由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成 的，这些汽车每天消耗约1600 t汽油，向大气排 放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物，这 些气体受阳光作用，酿成了危害人类的光化学烟 雾事件。
Ø ③全球性污染——污染范围在数千km2以上的大 气环境问题，如温室气体排放引起的全球气候变 化，以及空调制冷剂和有机溶剂在使用中排放的 氯氟烃（CFCS）对地球平流层臭氧的破坏等。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
大
气
污 染
源
分 类
按
大
气
污
染
①人为污染源 ②天然污染源
①生活污染源 ②工业污染源 ③交通污染源
第1章环095-2012将环境空气功能区分为二类： Ø 一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊
保护的区域； Ø 二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、
工业区和农村地区。 Ø 一类区适用一级浓度限值，二类区适用二级浓度限
值。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
环境空气污染物基本项目浓度限值
序 号
污染物项目
平均时间
浓度限值
一级
二级
单位
年平均
20
60
1
二氧化硫（SO2）
24 小时平均 1 小时平均
年平均
50
150
150
500
μg/m3
40
40
2
二氧化氮（NO2）
24 小时平均 1 小时平均
80
80
200
200
3
一氧化碳（CO）
24 小时平均 1 小时平均
4
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 了解燃料性质对排放的影响，了解车用 汽油机污染物排放法规和车用柴油机排气 烟度及可见污染物排放法规，了解欧美等 国家的排放法规及其最新发展。在学完本 课程之后，应具备分析和设计发动机排放 控制技术的能力，能开展发动机排放污染 及控制技术方面的研发工作。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 2012年上半年出台规定，将用空气质量指数（AQI）替代原 有的空气污染指数（API）。AQI共分六级，从一级优，二 级良，三级轻度污染，直至五级重度污染，六级严重污染。
Ø AQI与原来发布的空气污染指数（API）有着很大的区别。 AQI分级计算参考的标准是新的环境空气质量标准（ GB3095-2012），参与评价的污染物为SO2、NO2、PM10 、PM2.5、O3、CO等六项；而API分级计算参考的标准是 老的环境空气质量标准（GB3095-1996），评价的污染物 仅为SO2、NO2和PM10等三项，且AQI采用分级限制标准 更严。因此AQI较API监测的污染物指标更多，其评价结果 更加客观。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 冰岛火山喷发
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 人为污染源按人们的社会活动功能可分为生 活污染源、工业污染源、交通污染源等。其中交 通运输业是最主要的污染源之一，汽车、火车、 轮船、飞机等交通工具都需要燃烧燃料，排放废 物，对大气造成污染，其中以汽车为甚。
Ø 汽车成为主要的运输和代步工具后，在提高 社会生产效率，改善人们生活质量的同时，也消 耗了大量的能源，排放的尾气也成了主要的交通 污染源。与固定污染源相比，汽车尾气排放的高 度与人群呼吸带相同，排出的污染物长时间在城 市的街道、楼群中滞留，对人们健康的危害最直 接。可以说，汽车是一个流动的污染源。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø GB 3095-2012修订的主要内容有： Ø ——调整了环境空气功能区分类，将三类区并入二类区； Ø ——增设了细颗粒物PM2.5（粒径小于等于2.5μm）浓度限
值和臭氧O38小时平均浓度限值； Ø ——调整了可吸入颗粒物PM10（粒径小于等于10μm）、
二氧化氮、铅和苯并[a]芘等的浓度限值； Ø ——调整了数据统计的有效性规定。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
《1.中2 华人环民境共和空国气环质境保量护标法准》和《中华人民
共和国大气污染防治法》制定了 《环境空气质量标准》（GB3095-1996）
我国评价空气质量好坏的科学依据
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 2012年根据经济社会发 展状况和环境保护要求，对 该标准进行了适时修订，环 境空气质量标准（GB 30952012）规定了环境空气功能 区分类、标准分级、污染物 项目、平均时间及浓度限值 、监测方法、数据统计的有 效性规定及实施与监督等内 容。
4
mg/m3
10
10
日最大 8小时平均
100
160
4
臭氧（O3）
1 小时平均
160
200
5
颗粒物 （粒径小于等于 10 μm）
年平均 24 小时平均
40
70
μg/m3
50
150
6
颗粒物 （粒径小于等于 2.5 μm）
年平均 24 小时平均
15 35
35 75
第1章环境污染与内燃机排放污染物
环境空气污染物其他项目浓度限值
第1章 环境污染与内燃机排放污染物
1.1 环境污染与保护 1.2 环境空气质量标准 1.3 大气污染与汽车 1.4 汽车发动机排放污染物及其危害 1.5 污染物的评定指标
第1章环境污染与内燃机排放污染物
1.1 环境污染与保护
Ø 目前全球环境问题表现为森林植物破坏、水 土严重流失、土地沙漠化扩大、生物多样性减 少、大气污染日益严重、温室效应加剧、大气 臭氧层破坏、酸雨蔓延、能源危机、水污染加 剧、各种自然灾害频繁发生等等。总之，生态 平衡遭破坏，环境严重恶化，将严重危害人体 健康，发展下去最终将使自然界失去供养人类 生存的能力。
Ø GB 3095-2012分期实施 的时间要求为：
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø GB3095-1996污染物项目包括二氧化硫SO2、总悬浮物颗粒 TSP、可吸入颗粒物PM10、氮氧化物NOx、碳氧化物等，
Ø 总悬浮颗粒物(Total Suspended Particicular，TSP)：指能 悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 1952年12月伦敦上空受强冷空气控制 ，形成逆温层。大雾弥漫，连续四天烟雾 笼罩，二氧化琉（SO2）浓度高达 3.5mg/m3，颗粒物质高达4.5mg/m3。成千 上万市民胸部憋闷，咳嗽呕吐，心血管、 呼吸系统疾病迅速上升，4天内死亡4000 多人，造成震惊世界的“伦敦烟雾事件” 。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 1955年格杉矶又出现“光化学烟雾事件 ”，由于汽车排气造成大气中臭氧严重超标 ，使烟雾的浓度高达0.65ppm。造成大批森 林枯黄死亡，成千上万人得红眼病，呼吸系 统疾病迅速上升，65岁以上老人几天内死亡 400多人。
Ø 这些典型的大气污染事件表明，大气污染 与人类对能源的利用有着密切的关系。
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 天然污染源是指自然界向大气排放污染物 的地点或地区，如排放灰尘、二氧化硫、 硫化氢等污染物的活火山、自然逸出的瓦 斯气、土壤和岩石的风化，以及发生森林 火灾、地震等发生自然灾害的地方.
第1章环境污染与内燃机排放污染物
Ø 2010年4月22日晚，冰岛埃亚菲亚德拉火山喷发出的黑烟
4
（BaP 24 小时 0.002 0.002
）
平均
5
5
第1章环境污染与内燃机排放污染物
2011年12月，位 于北京的美国驻华大使 馆监测到高达 522ug/m3的PM2.5瞬 时浓度，对应的空气质 量指数已经超过上限值 。这也是继2010年11 月21日后，美使馆监 测到的PM2.5瞬时浓度 的第二次“爆表”。
400
2.100
0.750
0.500
120
1.000
500
2.620
0.940
0.600
150
1.200
第1章环境污染与内燃机排放污染物
空气污染指数划分为0~50、51~100、101~150、151~200、201~250、251~300 和大于300七档，对应于空气质量的七个级别，指数越大，级别越高，说明污染越
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
第1章环境污染与内燃机排放污染物
•空气污染指数的定义及分级限值
API（Air Pollution Index的英文缩写）是空气污染指数， 我国城市空气质量日报API分级标准如表1：
表1 空气污染指数对应的污染物浓度限值
污染指数
污染物浓度（mg/m3）
API
SO2
NO2
PM10
CO
O3
日均值
日均值 日均值 小时均值 小时均值
50
0.050
0.080
0.050
5
0.120
100
0.150
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10
0.200
200
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0.280
0.350
60
0.400
300
1.600
0.565