曲建翹
自1886年“汽車(chē)之父”卡爾·本茨制造出世界上第一輛以汽油為動(dòng)力的三輪車(chē)以來(lái),汽車(chē)工業(yè)迅速發(fā)展,汽車(chē)逐漸成為許多國(guó)家和地區(qū)居民出行的主要交通工具。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2018年年底,中國(guó)汽車(chē)保有量約為2.4億輛;美國(guó)汽車(chē)保有量約為2.5億輛;德國(guó)汽車(chē)保有量約為0.46億輛;日本汽車(chē)保有量約為0.74億輛;韓國(guó)汽車(chē)保有量約為0.23億輛。而這些數(shù)量龐大的汽車(chē)在給人們帶來(lái)便利的同時(shí),也帶來(lái)了嚴(yán)重的尾氣污染,尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物等成為無(wú)形的人類健康“殺手”。
那汽車(chē)尾氣到底是怎么產(chǎn)生的呢?按燃油類型可將汽車(chē)分為汽油車(chē)和柴油車(chē)。據(jù)環(huán)保部門(mén)提供的檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示。燃油汽車(chē)尾氣化學(xué)成分可達(dá)150~200種,包括氣體和顆粒物兩部分。汽油車(chē)尾氣以氣體為主,顆粒物相對(duì)較少。而柴油車(chē)尾氣以顆粒物為主,排出量是汽油車(chē)的20~100倍。汽車(chē)尾氣主要成分為一氧化碳、碳?xì)浠衔锏?。其中一氧化碳是由空氣不足或其他原因造成燃料燃燒不完全的產(chǎn)物。碳?xì)浠衔锸枪┯拖到y(tǒng)中燃料蒸發(fā)和滴漏導(dǎo)致的未燃部分,是發(fā)動(dòng)機(jī)有一定負(fù)荷時(shí)大量產(chǎn)生的一種褐色的有刺激性氣味的廢氣。
據(jù)統(tǒng)計(jì),每燃燒1000升汽油可產(chǎn)生360千克一氧化碳,2.4~4.8千克碳?xì)浠衔铮?~18千克一氧化氮(NO),約3.6克固體灰塵。因此,巨大的汽油消耗帶來(lái)的空氣污染不容小覷。而柴油不完全燃燒還會(huì)排出大量的黑煙。其中含有未經(jīng)燃燒的油霧、碳粒、一些高沸點(diǎn)的雜環(huán)和芳香烴物質(zhì),如對(duì)人體危害較大的致癌物——苯并[a]芘。通過(guò)對(duì)柴油車(chē)排出顆粒有機(jī)提取物的組分進(jìn)行系列檢測(cè)發(fā)現(xiàn):顆粒物粒徑(顆粒的大小)越小,所吸附的多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物越多,對(duì)人體健康影響越大。柴油機(jī)車(chē)排出物以粒徑小于等于2微米的顆粒物為主,這部分占總顆粒物的60%~83%,粒徑大于2微米的部分僅占17%~40%。粒徑在5微米以下的呼吸性粉塵可進(jìn)入肺泡中,對(duì)人體危害極大。
柴油引擎廢氣(2A)、汽油引擎廢氣(2B)已經(jīng)被國(guó)際癌癥研究中心列為2級(jí)致癌物,由此可見(jiàn)其對(duì)人體健康的危害程度。
汽車(chē)尾氣中的一氧化碳對(duì)人體的毒性作用主要表現(xiàn)在通過(guò)與人體的血紅蛋白結(jié)合,形成碳氧血紅蛋白,使血流喪失傳氧的功能。其危害程度取決于一氧化碳的濃度和接觸的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短。
氮氧化物主要包括一氧化氮、二氧化氮(NO2),它們對(duì)人體危害極大,特別是對(duì)呼吸系統(tǒng),在二氧化氮濃度為9.4毫克/立方米的空氣中暴露10分鐘,即可造成人的呼吸系統(tǒng)功能失調(diào)。而且氮氧化物和碳?xì)浠衔镌谔?yáng)紫外線的作用下,會(huì)產(chǎn)生一種具有刺激性的淺藍(lán)色煙霧,其中含有臭氧、醛類、過(guò)氧?;跛狨サ榷喾N復(fù)雜化合物。這種光化學(xué)煙霧對(duì)人體最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛紅腫和喉炎。此外,光化學(xué)煙霧還會(huì)促使哮喘病人哮喘發(fā)作,使慢性呼吸系統(tǒng)疾病進(jìn)一步惡化,對(duì)肺癌也可能起一定的誘發(fā)作用。長(zhǎng)期吸入光化學(xué)氧化劑會(huì)影響人體細(xì)胞的新陳代謝,加速人體衰老。另外,它對(duì)植物的損害也十分嚴(yán)重,并可降低大氣的能見(jiàn)度,加速橡膠制品的老化,腐蝕建筑設(shè)備和衣物,使染料褪色等。
目前,光化學(xué)煙霧中的臭氧已經(jīng)成為北京、上海、廣州、天津等一線城市空氣質(zhì)量播報(bào)的首要污染物。
汽車(chē)尾氣是美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件的罪魁禍?zhǔn)祝绹?guó)的前車(chē)之鑒和近年來(lái)各國(guó)空氣污染事件的頻發(fā)使得各國(guó)積極采取措施來(lái)減少汽車(chē)尾氣排放,應(yīng)對(duì)空氣污染問(wèn)題。
從2017年10月起,英國(guó)開(kāi)始對(duì)汽車(chē)尾氣超標(biāo)的車(chē)征收額外稅費(fèi),以減少汽車(chē)尾氣污染,這種稅費(fèi)稱為“毒氣稅”。這些車(chē)輛進(jìn)入倫敦市中心城區(qū)時(shí)將被征收10英鎊(約合85元人民幣)的“毒氣稅”。
2016年11月以來(lái),伊朗首都德黑蘭連續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣,而據(jù)其媒體報(bào)道,其中80%的污染物來(lái)自汽車(chē)尾氣排放,使得空氣中的PM2.5超標(biāo),導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐用竦男呐K和呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),在不到一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)約有412名市民患病死亡。因此,當(dāng)?shù)卣坏貌粚?shí)施交通管制,實(shí)行車(chē)輛限號(hào)行駛政策。
同時(shí),世界各國(guó)政府、環(huán)保人士等也已認(rèn)識(shí)到對(duì)燃油汽車(chē)進(jìn)行改造,從源頭治理汽車(chē)尾氣污染的必要性,而改造辦法之一就是開(kāi)發(fā)新能源汽車(chē)。
鋰電池電動(dòng)車(chē)等純電動(dòng)汽車(chē)就是其中之一,其具有更高效、安全、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。從技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)看,純電動(dòng)汽車(chē)受到續(xù)航能力的限制,應(yīng)用主要集中在小型公共汽車(chē)上,更適用于城市短途和乘用車(chē)等領(lǐng)域。目前,中國(guó)出口到日本、沙特阿拉伯、智利等國(guó)的旅游車(chē)以及北京某些線路的公交車(chē)均為純電動(dòng)汽車(chē)。
除了純電動(dòng)汽車(chē)之外,氫燃料電池汽車(chē)也是新能源汽車(chē)未來(lái)發(fā)展的方向之一。因?yàn)闅淙剂想姵氐娜剂鲜菤浜脱酰晌锸撬?,在使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳,也沒(méi)有顆粒物和硫排出,基本可以實(shí)現(xiàn)零排放或近似零排放。氫燃料電池汽車(chē)能有效減少以往燃油汽車(chē)機(jī)油泄露帶來(lái)的水污染,降低溫室氣體的排放,從而減少汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境的污染。另外,它的續(xù)航能力較純電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng),適用于長(zhǎng)途、大型、商用等領(lǐng)域。
目前,各國(guó)汽車(chē)制造商都在加緊研發(fā)以氫為能源的燃料電池,將氫燃料電池汽車(chē)作為未來(lái)新能源汽車(chē)研究的重點(diǎn)。例如,中國(guó)對(duì)氫能源汽車(chē)開(kāi)展了大量技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化示范應(yīng)用研究,而且汽車(chē)骨干企業(yè)也已經(jīng)啟動(dòng)氫燃料電池商業(yè)化。預(yù)計(jì)到2030年,中國(guó)有望成為全球最大的氫燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)。2020年,德國(guó)預(yù)計(jì)將向市場(chǎng)投入50萬(wàn)輛氫燃料電池汽車(chē)。與此同時(shí),英國(guó)、荷蘭等歐洲國(guó)家也大力發(fā)展氫燃料電池汽車(chē),英國(guó)計(jì)劃在2030年前,使氫燃料電池汽車(chē)保有量達(dá)到160萬(wàn)輛。
除上述兩種新能源汽車(chē)之外,以生物燃料為動(dòng)力的汽車(chē)以及混合動(dòng)力汽車(chē)也在研發(fā)和逐步投入使用之中。另外,我們個(gè)人也可以從自身做起,出行多搭乘公共交通工具或騎自行車(chē),以減少汽車(chē)尾氣污染,實(shí)現(xiàn)低碳出行、綠色出行,保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境。