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3.5道路交通空气污染来源及组成
道路交通空气污染是指由于道路建设和运营所产生的烟、尘和有
害气体,其数量、浓度和持续时间超过了空气的自然净化能力和允许
标准,使人和生物蒙受其害。
道路交通空气污染源主要由两部分组成:一是道路施工期间产生
的扬尘、沥青烟等空气污染物;二是道路营运期间车辆行驶排放的空
气污染物。
施工期间产生的空气污染会随着施工期的结束而消失,而一条道
路建成以后,其营运期为20年甚至更长的时间,这期间由于车辆的
行驶会不同程度地产生空气污染。
因此,以道路营运期产生的空气污染为主进行讲解。
汽车排放污染物的来源
在汽车排放的污染物中,除了碳氢化合物(HC)以外,其余均
来自于汽车的排气。
汽车排放的CO、NOX全部来源于尾气,而HC的来源有三方面:
汽车排气(尾气,约占60%);曲轴箱窜气(约占20%);燃料系统(油
箱和化油器)的蒸发(约占20%)。
汽车排气的组成
汽车内燃机排气包括许多成分,随内燃机的种类和运转条件的变
化而变化。排气中基本成分是二氧化碳(CO)、水蒸气(HO)过剩
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的氧气(O)及未参与燃烧的氮气(N)等。
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从毒物学的观点看,排气中基本成分是无害的。除基本成分之外,
还有不完全燃烧的产物和燃烧反应的中间产物,包括一氧化碳(CO)、
碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NO)、二氧化硫(SO)、颗粒物
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(铅化物、黑烟、油污等)、臭气(甲醛、丙烯醛)等80多种。
这些污染物的总和,在柴油机排气中不到排气总量的1%,在汽
油机排气中随不同工况变化较大,有时可达5%左右,它们中大部分
是有毒的,或有强烈的刺激性、臭味和致癌作用,因此列为有害成分。
由碳氢两种元素形成的化合物总称为碳氢化合物,亦称为烃,通
常以HC来表示。
从环境污染的角度分析,虽然碳氢化合物并不直接反应其污染环
境的水平,但它们是形成光化学烟雾的主要成分,由此产生的二次污
染物对人类健康危害很大。
光化学烟雾是一种大气污染现象,最初发生在美国洛杉矶,因此
也称为洛杉矶烟雾。
随后在墨西哥的墨西哥市、日本的东京市、中国的兰州市也相继
发生了光化学烟雾事件。
光化学烟雾是由大气中的NOX、HC及CO等污染物在强太阳光
作用下,发生光化学反应而形成的。其表现为城市上空笼罩着淡蓝色
烟雾(有时带紫色或黄色),大气能见度降低,具有特殊气味,刺激
眼睛和喉粘膜,造成呼吸困难。生成的臭氧具有强氧化性,可使橡胶
制品开裂,植物叶片受害、变黄甚至枯萎。
烟雾一般发生在相对湿度低的夏季晴天,高峰出现在中午或刚过
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中午,夜间消失。
不同类型机动车,其污染物排放量显著不同;此外,即使同一类
型车辆,也会因其发动机类型和使用燃料(汽油、柴油)的不同有显
著不同的污染物排放特性。
在机动车污染物排放量计算中,常根据需要,将机动车车流分成
不同类别车型,分别确定其单车污染物排放因子。
关于机动车分类,不同国家不尽相同。本书采用我国交通部《公
路建设项目环境影响评价规范》中的车型分类标准(见表3-3)。
考虑到柴油车污染物排放与汽油车有一定差别,在交通量计数
时,柴油车和汽油车分栏统计。
车型分类标准表3-3
车型汽车总质量
小型车(s)3.5t以下