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1、,模块二 汽车公害,汽车概论,2.2 汽车排放污染与控制,2.3汽车噪声公害与控制,2.4 汽车交通事故与控制,【教学内容】,2.1 汽车工业与环境,【学习目标】,汽车的诞生，不得不看做是人类生活方式的一大改革的里程碑! 汽车发展到今天，对于我们来讲，绝不仅仅是个交通工具那么简单，汽车正在影响着我们生活的方方面面，已经成为我们生活中不可缺少的一部分。,汽车改变着人们的生活，也在丰富着人们的生活，同时，由于汽车快速发展而带来的资源问题、环境代价和带来的各种社会问题。,(一）、汽车工业占用大量土地 2003年，中国高速公路总里程超过日本，居世界第二。有关部门每年岁尾都要宣布中国高速公路总里程的最新
2、突破。各省区高速公路里程也会 “排座次”。然而，一个严酷的事实已无法回避：汽车要与人“争食”，按交通部门估算，公路每延长1公里，意味着将1000吨沥青、约400吨水泥钢筋，以及大量砂石等填料铺在人们世代耕种的土地上。 平坦、排水性能良好的耕地，修路特别理想。但是铺上沥青的土地几乎不可能逆转为良田。,项目一 汽车工业与环境,按平均每两人一辆汽车，每辆车占地002公顷计算，到中国汽车达到6亿辆时将会占用1300万公顷土地，这相当于中国水稻种植面积一半还多。北京高峰期市区一些主要道路的均速每小时11公里左右，这是普通人蹬自行车的速度。堵塞浪费大量时间和金钱，使企业蒙受严重损失。经济学家茅于轼认为：“
3、北京一年堵车大概造成60亿元的直接损失。”事实上堵车已不再是北京、上海、广州的“特有景致”。目前，全国每年因交通堵塞和交通事故造成的经济损失约为国内生产总值的2。在交通问题的压力下，城市拼命扩张版图，甚至一些中等城市都在筹划三环、四环。然而城市平面膨胀又进一步恶化了土地供求形势。,国土资源部统计表明，目前全国城市发展是建立在大量占用土地资源外延扩张基础之上的。自1996年至2001年5年间，全国城市、建制镇用地分别增长了2648平方公里和2337平方公里，每年扩大530平方公里和467平方公里，基本上是靠征用城镇近郊土地，主要是优质农田。长此以往。我们赖以生存的土地，将越来越少，直至威胁人类自
4、身的生存。,（二）、汽车生产消耗大量资源 我国机动车消耗石油约占全国石油消费二分之一以上。国务院发展研究中心产业部预测，2010年和2020年全国机动车燃油需求分别为138亿吨和256亿吨，为当年全国石油总需求的43和57。国土资源部预测同期中国国产石油产量顶多为2亿吨。新增石油需求越来越多依赖进口。然而世界上的已探明石油储量又只够开采40年左右。随时都有可能枯竭。而且，汽车燃烧化石燃料，排放出大量的二氧化碳气体，造成了严重的温室效应。因此降低汽车对化石燃料的依赖刻不容缓。,（三）汽车对环境的污染 1、汽车的污染源 汽车从生产到使用直至报废的全过程中,每一个环节都有不同程度的环境污染问题,包括
5、汽油、柴油或其他汽车燃料涉及到的原油开采、原油运输、油品加工,成品油运输等过程,如钢铁、塑料、玻璃、橡胶等在开采、制造过程;汽车生产过程中,如零部件制造加工、汽车组装、汽车表面涂装等过程;汽车在使用过程以及报废汽车处理及回收过程中排放的有害物质等。汽车在生产、使用、回收过程中都对大气、水体和土壤造成污染,因此汽车的污染和治理已经成为汽车工业和谐发展的瓶颈。,2、汽车对大气的污染 汽车尾气的排放是其主要的污染源，对大气造成污染。汽车的尾气排放物中成分非常复杂,有 100种以上,其主要是一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、硫化物、铅、苯及一些悬浮颗粒物 (包括碳粒等)。据调查,广州市空气污染的主要污染
6、来源是:机动车尾气占 22%、工业污染源占20. 4%、建筑工地扬尘污染占 19. 2%,汽车尾气被市民评为“最不可忍受的污染物”;深圳市的大气污染中机动车尾气污染已占70% ,每年排放的各种有害物质达20多万吨,并且还在以每年超过 20%的速度上升;北京现有各类汽车300多万辆,其中私人汽车达 130万,汽车尾气在大气污染中CO、NO x的污染分担率已分别达80%和 40%。生活在这个环境中的人经常会有胸闷、嗓子干痒、头晕痛等感觉,人的生命健康受到严重的威胁。,3、汽车对水体的污染 汽车在生产工程、使用工程中所用的材料、燃料以及报废汽车处理及回收过程中排放的有害气体和废渣粒,在污染大气和土壤
7、的同时,经过形成雨水渗透土壤流到河流小溪中,有害物质对水造成污染。 被污染的水对土壤的性质有很大影响。往往会破坏土壤原有的结构、性能,使农作物直接或间接受到危害。国标要求灌溉水的铅及其化合物的含量应小于0.1mg/ L。其最高允许量不得超过 10mg./L否则抑制植物生长。当污灌水中铅的浓度为 50ppm左右时,对水稻产生毒害作用。作物可以通过根吸收土壤或灌溉水中的铅,并主要积累在根部,然后通过食物链富集危害人体。,4、汽车对土壤的污染 土壤的污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤,当其含量超过土壤本身的自净能力,并使土壤的成分,性质发生变异,降低农作物的产量和质量,并危害人体健康的现象。土壤
8、中的污染物超过植物的忍耐限度,会引起植物的吸收和代谢失调;一些污染物在植物体内残留,会影响植物的生长发育,甚至致遗传变异。 铅是土壤重金属污染较普遍的元素。污染源主要是三烷基铅。沉降在土壤中的三烷基铅是一种极不易溶解的强有力的诱变剂,它干扰动植物细胞分裂的纺锤纤维机制。当重金属铅土壤里超过 10 (m g./kg) ,植物的叶绿素含量下降,植物的呼吸及光合作用受到影响。对于农作物而言,含铅超标的土壤影响小麦和水稻的籽粒和秸杆产量,造成粮食减产。对于树木而言,一般阔叶树的叶片变小,叶缘和叶片有枯斑,呈棕色,严重时叶片干枯脱落。有的树木表现为多次萌发新梢及开花,芽干枯。针叶树针叶枯黄,严重时整枝或
9、全株枯死,其结果是影响城市的绿化。对人体而言,铅进入人体后会引起铅中毒的症状,头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、乏力、食欲不振、上腹胀满、暖气、恶心、腹泻、便秘、贫血、周围神经炎等;重症中毒者有明显的肝脏损害,会出现黄疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。,汽车排放污染与控制,引例,洛杉矶光化学烟雾事件 从20世纪40年代初开始，人们就发现这座城市一改以往的温柔，变得“疯狂”起来。每年从夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。1943年以后，烟雾更加肆虐，以致远离城市100千米以外的海
10、拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。仅19501951年，美国因大气污染造成的损失就达15亿美元。1955年，因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上的老人达400多人；1970年，约有75以上的市民患上了红眼病。这就是最早出现的新型大气污染事件-光化学烟雾污染事件。,项目二,汽车排放污染与控制,案例点评：,1951年，斯密斯（SMIT）博士在经过认真研究后指出：导致化学烟雾的元凶是汽车排出的有害物质。光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，一般发生在湿度低、气温在2432度的夏季晴天的中午或午后。 汽车尾气中的碳氢化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下
11、，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应，其产物为含剧毒的光化学烟雾。,汽车排放污染与控制,发动机排放污染物的形成及危害,一氧化碳（CO）,碳氢化合物(HC),氮氧化物(NOX),铅化物,碳 烟,硫化物,1时，产生CO，生成量主要取决于混合气的成分。,主要来源是气缸壁冷激效应、燃烧室缝隙效应、不完全燃烧及曲轴箱泄漏等。,包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等。 由于燃烧室内高温燃烧而产生的。,由于汽油中加入的抗爆剂四乙基铅，经燃烧后所生成的化合物。,碳烟是燃料不完全燃烧
12、的产物。,内燃机燃料中的硫燃烧后产生二氧化硫SO2， 它在空气中会缓慢地转化为S03， 而在氧化催化剂作用下会快速地转化为S03。,汽车排放污染与控制,发动机排放标准,中国自1999年开始实施欧排放标准，同年停止了含铅汽油的生产和使用，并不再生产化油器汽车。目前，国内大多数地区都已经实行了汽车欧排放标准，而北京、广州等城市已经在2006年率先实行了欧排放标准。,汽车排放污染与控制,发动机排放公害的影响因素,发动机负荷的影响,1,CO是一种缺氧条件下的不完全燃烧的产物，随着空燃比A/F的增加，CO浓度逐渐下降；在理论A/F以后，CO浓度已经很低了。 NOX浓度是两头低，中间高，NOX浓度峰值出现
13、在理论A/F靠稀的一侧 。 HC的走向则是两头高，中间低，与燃油消耗率的变化基本一致。,汽车排放污染与控制,发动机排放公害的影响因素,发动机转速的影响,2,汽油机怠速运转时，由于混合气过浓，混合与燃烧不充分，CO、HC排放浓度增大，提高发动机怠速转速可使CO、HC排放浓度下降 。,燃料的影响,3,当燃料中的芳香烃含量增加时，排气中芳香烃、酚类和芳醛增加，由燃烧引起的烯烃减少，而以甲醛为主的总醛类略有减少。 随着柴油的十六烷值的降低，NOX的生成量增加。,汽车排放污染与控制,汽车排放控制技术,汽车排放控制装置,1,【1】活性炭罐污染控制系统 为了防止燃油箱向大气排放汽油蒸气所产生的污染，在现代轿
14、车上普遍采用由ECU控制的活性炭罐蒸发污染控制系统。,汽车排放污染与控制,汽车排放控制技术,汽车排放控制装置,1,【2】废气再循环控制系统（EGR） 废气强制再循环(EGR)是指在发动机工作时，将一部分废气重新引入气缸参加燃烧的过程。EGR是目前降低NOx的一种有效方法。,说明：1-发动机控制单元 2-控制阀 3-废气再循环阀 4-催化转换器,汽车排放污染与控制,汽车排放控制技术,汽车排放控制装置,1,【3】三元催化转换器（TWC） 发动机排放中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)排放物高于1000时，可以很容易变成无害气体。在排气系统中想维持这么高的温度是不可能的。含
15、有铂（Pt）、钯（Pd）或铑(Rh)等贵金属的催化剂可以在温度很低（300-900）下将这些排放物转化掉。,汽车排放污染与控制,汽车排放控制技术,汽车排放宏观控制,2,鼓励发展和使用低油耗、低污染汽车。 鼓励发展公共交通，减少汽车的使用量。 鼓励发展和使用物污染的汽车。 加快城市交通建设和管理。 加快公路交通防污绿化建设。,汽车噪声公害与控制,引例,城市新公害 在城市中，交通噪声约占各种声源的70%左右。长期生活在这样的噪音环境中，就会得“噪音病”。专家指出：“汽车对环保造成的最大危害之一是噪音污染，这一问题必须引起特殊关注。” 科学家认为，40 dB是正常的环境声音，在此以上就是有害的噪声。
16、噪声长期干扰睡眠会造成失眠、疲劳无力、记忆力衰退，甚至导致产生神经衰弱症等。在高噪声环境里，这种病的发病率可达60%以上。,项目三,汽车噪声公害与控制,案例点评：,随着机动车数量的急剧增加，其在道路上行驶所产生的噪声已成为城市的主要噪声源，大约占噪声的75以上。 机动车噪声的强度一般达6090 dB，因此对人体和环境的危害很大，加之机动车噪声是流动性的，影响范围大、干扰时间长。为了减少噪声的干扰和对人身的危害，应减少或控制机动车的噪声。,汽车噪声公害与控制,汽车噪声评价与特性,噪声的评价,1,【1】声压级：当物体振动时，会激励周围的空气产生周期性的压缩和膨胀，并逐渐向外传播，这一传播过程即为声波。 【2】响度级：根据人耳听觉特性而提出的一种评定环境噪声的方法。通常人耳听到的声频范围在2020000kHz，高于20kHz则为超声，低于20Hz的称为次声。 【3】计权声级：计权声级一般有A、B、C三种，它们是分别设置有计权网络“A”、“B”、“C”的声学测量仪器测得的噪声值，记做dB(A)、dB(B) 、dB(C) 。,影响因素,2,【1】行
